数字碳中和工业篇(2024年)
近年来,我国工业发展迅速,工业体系不断健全,总体规模不断扩大,工业领域节能降耗工作取得积极进展。然而,工业依然是我国能源消费和碳排放的重点领域,其能源消费总量占全国能源消费总量超过60%。工业绿色低碳转型成为我国实现碳达峰碳中和目标和新型工业化的必经之路。 随着新一轮科技革命的突飞猛进和应对气候变化的深入推进,全球产业结构和布局深度调整,数据作为关键生产要素的价值日益凸显数字技术深入渗透到工业领域高质量发展过程中,助力工业加速迈向高端化、智能化、绿色化的新型工业化。 本蓝皮书聚焦数字技术与工业领域的融合应用,系统梳理欧盟,美国、日本等国家地区借力数字技术推进工业脱碳的探索实践,分析数字技术助力工业碳减排的内涵机理和思路框架,建立数字技术赋能碳减排潜力评估模型,评估数字技术赋能钢铁、石化化工、建材等重点流程制造业碳减排的潜力和贡献度,数字技术赋能工业碳减排的潜力正处于快速增长期,未来十年现有的数字技术将分别助力钢铁、石化化工、建材行业减少 5%~20%、6%~16%、3%~9%的碳排放。随着数字技术的快速发展和应用场景的落地实施,数字技术对工业碳减排的效应将会进一步加强,从重点行业、绿色制造和企业主体等维度,研究数字技术赋能工业减碳管碳的实施路径和应用场景,并从顶层设计、要素支撑、技术布局、财税金融、企业动力、数字化碳管理等方面提出数字技术助力碳减排政策建议,为政府和企业提供参考借鉴。
粗糙模糊环境下电力用户负荷响应潜力评估
深度探索用户负荷可调节潜力是国家电力市场精细化发展的迫切需求。为有效感知电力用户负荷综合响应潜力,提出一种模糊粗糙环境下的混合评估模型。首先,从经济性、用户特性、负荷特性、信息特性等4个维度构建负荷响应潜力指标体系;其次,充分考虑评估中个体判断的模糊性和群体偏好的多样性,采用模糊粗糙数对个体语义评估信息进行处理和集结;然后,将模糊粗糙熵权法和逐步加权评估比率分析法(step-wise weight assessment ratio analysis,SWARA)相结合确定指标综合权重,并采用基于模糊粗糙数的改进多属性边界逼近区域比较法(multi-attributive border approximation area comparison,MABAC)计算电力用户针对属性函数的负荷响应潜力综合评估值,从而获取潜力排序结果;最后,以多个行业的电力用户负荷综合响应潜力评估为例,验证所提模型的有效性。
电能质量综合评估方法综述与展望
随着我国新型电力系统的不断发展,光伏、风电等新能源大规模并网,同时,智能化控制设备与非线性负载等不断增加,导致电能质量问题越来越复杂。为了提升整个电网的供电品质、实现电网的经济运行和优质高效发展,对电能质量进行科学、合理的量化评估至关重要。 方法 从电能质量评估指标、赋权方法以及评估模型3个方面出发,对电能质量综合评估方法进行系统的归纳和比较,概述了电能质量综合评估方法的研究现状;并在此基础上,总结了现有的各种电能质量综合评估方法的不足及尚需解决的问题,并对未来此领域可能开展的研究方向进行展望。 结论 目前国内外对于电能质量综合评估的研究虽然已经取得了许多成果,然而各方法有其各自的优点和不足,且在该领域内仍有一系列被忽视的重要问题需要解决。
考虑需求侧管理和网络重构的配电网新能源承载能力评估
提出了考虑需求侧管理和网络重构的配电网新能源承载能力评估方法。首先,构建适用于配电网新能源承载能力评估的需求侧管理和网络重构模型;然后,以分布式新能源准入容量最大为目标,建立考虑需求侧管理和网络重构的配电网新能源承载能力评估模型;其次,利用二阶锥松弛技术对模型进行转凸求解;最后,采用改进IEEE 33节点配电网为仿真算例,对不同情景下系统分布新能源承载能力进行评估。结果表明,考虑需求侧管理和网络重构可以有效提升配电网分布式新能源承载能力。
计及风-光-水-火多能协同的电网可再生能源消纳能力评估
针对电网消纳能力评估问题进行研究,提出一种计及风-光-水-火多能协同的电网可再生能源消纳能力评估方法。首先,构建风-光-水-火多能协同系统框架;其次,给出可再生能源接纳运行风险的定义,并建立可再生能源运行风险模型;最后,基于两阶段鲁棒优化理论提出计及风-光-水-火多能协同的电网可再生能源消纳能力评估模型,并采用列和约束生成(column and constraint generation,C&CG)算法求解。算例结果表明:所提模型可有效控制可再生能源出力不确定集及评估电网可再生能源消纳能力。
计及规模化电动汽车调控潜力的含风电系统优化调度策略
针对目前现行较为固定的分时电价策略难以引导电动汽车参与系统风电消纳的问题,提出一种计及规模化电动汽车调控潜力的含风电系统优化调度策略。首先,从可调度时间和可调度空间两个角度出发构建电动汽车调控潜力评估指标,建立规模化电动汽车参与电网调控的潜力评估模型;其次,参考调控潜力评估结果进行电动汽车分群,建立兼顾风电消纳与电动汽车集群间差异的分群分时电价模型;然后,以电网侧总负荷峰谷差最低、用户侧电动汽车用户充电费用最低为目标,以电动汽车集群的充放电状态为决策变量,建立一种综合考虑电网与电动汽车用户利益的优化模型;最后通过实例仿真验证了所提方法的可行性与有效性。
以价值为导向的电力行业专利管理与 研究与实践
本项目属于知识产权与电力交叉技术领域。项目从南方电网知识产权战略和专利布局的顶层设计开始,首先通过电力行业电气技术领域专利发展现状的分析国内外调研和实证分析,研究提出以南方电网为代表的国内电力行业电气技术企业专利战略布局建议。在纵深研究阶段,分别开展了专利全生命周期管理关键技术研究、专利价值评估体系研究和专利运营关键技术研究,以专利价值实现为目标,从梳理公司专利管理流程出发,建立专利管理与公司科技研发管理紧密融合的工作机制,体系化科研项目专利管理制度,首次构建了电力行业单篇专利和专利群多维度价值评估模型,研究专利价值与专利管理的匹配机制,以评估结果定制公司专利布局、申请、运营等全生命周期的管理策略,推动包括转让、许可、报奖、内部推广、推动技术整体转让等多模式的价值化实现运作,实现公司专利分层分级精益化管理;项目同时针对专利价值计算的业界前沿难点问题进行深入研究,提出了适合电力行业的专利价值计算和专利运营价格基准形成方法的建议,初步提出了公司相关收益分配的激励机制。在系统建设阶段开发了全球专利数据及检索分析系统,研发了流程可动态匹配的南方电网专利全生命周期管理系统、具有行业特色的自动化专利价值评估系统,建成了按组织架统、具有行业特色的自动化专利价值评估系统,建成了按组织架构搭建的南方电网公司专利库,针对南方电网核心技术的特高压专利库和以运营为导向的专利盘点库。 本项目成果应用覆盖网、省、地、县四级,已在公司系统各单位应用推广,证明其可靠性高、使用便捷、成本降低、市场竞争力强。项目多项成果可复制性和可推广应用性强,可推广应用于国内外企业专利平台构建中,具有很好的经济效益和社会效益,应用前景广大。
面向新型配电系统的网络安全脆弱性评估
随着新型配电系统建设的不断推进,新型配电系统的信息化和智能化程度越来越高,配电网信息物理系统面临网络攻击的安全风险增加。文章针对新型配电系统信息侧安全风险及安全漏洞无法定量评估的问题,提出一种跨空间的风险量化评估方法。首先建立新型配电系统网络风险评估模型,采用改进的基于穆迪图的层次分析法(Moody's diagram based analytic hierarchy process,MSDM-AHP)构建权重矩阵解决传统层次分析法指标权重不准确的问题,采用逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)对节点的脆弱性因子进行量化并计算攻击目标的攻击概率。最后,依据IEC61850标准建立了新型配电系统子站信息模型,并基于此模型验证了所提方法的有效性与准确性。
冰灾下考虑多重不确定性的负荷聚合商市场力评估方法
在极端场景下,负荷聚合商可能会控制市场以攫取超额利润。为此,以冰灾为例,提出一种考虑多重不确定性的负荷聚合商市场力评估方法。首先,利用UGF(通用生成函数)来描述冰灾下架空线路、风电机组随机故障的不确定性;其次,通过聚合各类不确定性的标准概率函数,提出市场力评估算子以建立负荷聚合商节点市场力评估模型;最后,基于出清模型的结果,构建时空市场力指标体系以辨识具有高市场力水平的关键负荷聚合商以及相应的关键时段。算例结果表明,该方法有效量化了冰灾下负荷聚合商的市场力水平,处于负荷水平较高区域的负荷聚合商在覆冰严重的时段更容易行使市场力。