清洁能源工程技术原理与应用电子书

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第1章 绪论

1.1 背景与意义

1．走新时代能源高质量发展之路

1）能源安全新战略

2）新时代能源政策理念

2．重点实施能源发展四大战略

1.2 国内外清洁能源工程技术发展趋势

1.2.1 国际清洁能源工程技术发展趋势

1．化石能源开发相关政策

1）“欧佩克＋”产油国协同发力，减产保价

2）美国放松管制，激发化石能源生产

3）卡塔尔、伊朗扩大世界最大天然气田产量

4）英国、阿根廷力促页岩气开采

5）哈萨克斯坦改善矿产资源开发环境

2．能源相关行业税收政策

1）美国大规模减税利好国内油气行业

2）俄罗斯石油税制改革迈出关键一步

3）中东国家出台优惠税率、开征增值税

4）拉美国家减税激励油气上游发展

3．清洁能源发展调整政策

1）美国退出《巴黎协定》

2）多国表示将禁售燃油车

3）英国公布清洁增长战略

4）德国修订可再生能源法

5）意大利出台新能源战略

6）西班牙可再生能源拍卖

1.2.2 我国清洁能源工程技术发展趋势

1．清洁能源发展趋势

1）化石能源将于2020年达峰

2）2020年后光伏与风电增长迅速

3）终端部门能效提升与再电气化

2．推动清洁能源发展的主要措施

1）严格推行减煤措施

2）为可再生能源创造公平有序的竞争环境

3）生态文明建设体制改革

3．2050年美丽中国的能源系统

1）面向2050年能源转型的两种情景

2）能源消费总量下降，能源效率提高

3）可再生能源成为一次能源主体

4）能源系统的核心将从燃煤过渡到电力

4．能源转型与可再生能源发展目标

1）煤炭与石油的消费锐减

2）光伏与风电在21世纪第二个十年得到大规模开发

3）既定政策情景发展略慢

4）更高的可再生能源目标是可行的

5．2035年后应遵循的开发策略

1）清洁的能源系统

2）低碳的能源系统

3）安全高效的能源体系

4）采取的行动

5）重点部署可再生能源

1.3 我国清洁能源工程技术发展面临的挑战

1.3.1 清洁能源工程技术发展面临的形势

1．全球清洁能源发展前景与挑战

2．我国清洁能源发展前景与挑战

1.3.2 我国能源电力转型发展展望与挑战

1．目的与意义

2．我国能源转型发展展望

3．我国电力转型发展展望

4．我国能源电力转型面临的关键挑战

1）多元利益格局下的体制束缚问题能否得到顺利解决

2）市场在能源资源配置中如何发挥决定性作用

3）电力系统源-网-荷-储协调运行能否充分实现

4）持续推进节能、电能替代的政策支持力度能否保持

5）电力系统关键技术能否获得突破并实现商业化运行

6）煤电合理作用能否充分发挥

7）新能源、储能等成本能否实现下降预期

8）大电网能否具备有力支撑能源转型的能力

9）碳排放成本能否充分发挥转型倒逼作用

10）如何实现新能源与电力系统高效融合发展

1.3.3 清洁能源工程技术主要研究方向

1．能源政策

1）国外新能源政策

2）国内新能源政策

2．消纳问题

1）电源结构

2）电网建设

3）配额制

3．商业模式

第2章 清洁能源工程技术基本理论

2.1 能源与清洁能源基本概念

2.1.1 能源的基本定义

1．能源的定义

2．一次能源与二次能源

3．常规能源与新能源

2.1.2 化石能源基本概念

1．煤炭

2．石油

3．天然气

4．非常规油气

2.1.3 清洁能源基本概念

1．水能

2．风能

3．太阳能

4．核能

5．生物质能

6．地热能

7．氢能

8．海洋能

2.2 能源电力绿色发展基础知识

2.2.1 能源电力重点关注绿色发展

1．我国能源发展面临的主要问题

1）传统能源结构性过剩

2）可再生能源发展瓶颈

3）能源清洁替代任务艰巨

4）能源系统整体效率较低

5）跨省区能源资源配置矛盾凸显

6）适应能源转型变革的体制机制有待完善

2．信息化与工业化深度融合的着力点

3．中国能源电力行业发展趋势

4．创新电力体制，发展清洁电能

5．加快提高终端用能中电能比例

2.2.2 绿色发展是经济社会发展的必然选择

1．我国经济社会绿色发展的必然性

2．我国资源环境约束的紧迫性

3．节约资源和保护环境发展趋势

4．保护环境重点举措

2.2.3 绿色经济与绿色能源

1．绿色经济

2．绿色能源

3．绿色电力

4．绿色电网

2.2.4 区块链在能源电力行业应用分析

1．区块链与电力有较好的技术适配性

2．区块链促进能源电力重塑场景分析

1）原生场景

2）衍生场景

3）创新场景

3．结论及展望

2.3 清洁能源工程技术基本原理

2.3.1 能源电力规划工程系统动力学原理

2.3.2 清洁能源工程技术相关理论

1．需解决的关键问题及相关理论

1）清洁能源集群的多维度、多层级划分方法

2）多元化大规模储能优化配置技术及接入方式选择

3）电解水制氢、电解水制氢合成甲烷、电制热供热和电制热储热等能源转换效率研究

4）多利益主体和综合效益均衡下清洁能源电网集群协同优化规划设计

5）基于多元化大规模储能控制技术的源网荷储协调优化规划设计

2．理论研究与主要方法

1）灰色系统理论

2）神经网络理论

3）蒙特卡罗方法

4）马斯洛需求层次理论

5）大数据技术

3．研究的关键和难点

2.3.3 新发展格局下的我国绿色电力发展研究

1．问题的提出

2．正确处理绿色电力发展四大关系

1）我国社会经济发展与能源电力发展之间的关系

2）我国生态环境保护与电力发展之间的关系

3）我国能源供应安全与电力发展之间的关系

4）化石能源电力与清洁能源发展之间的关系

3．绿色能源电力发展历史回顾

1）坚持用实践来检验电力体制改革的正确性

2）电力改革与创新实践

3）不断推动电力发展理论创新

4）制约电力发展的矛盾依然存在

4．绿色能源电力发展展望

1）坚持能源电力发展的客观规律

2）坚持与时俱进发展绿色能源电力

3）坚持科学发展绿色能源电力

4）坚持绿色转型走高质量发展之路

5）坚持联系的观点

2.3.4 加快以新能源为主体的新型电力系统战略研究

1．统一认识，实现我国“双碳”目标和构建以新能源为主体的新型电力系统

2．分步实施以新能源为主体的新型电力系统的构建

3．从发电侧来看，构建以新能源为主体的新型电力系统

4．从用户侧看，构建以新能源为主体的新型电力系统

5．从电网企业看，构建以新能源为主体的新型电力系统

第3章 清洁能源规划工程技术原理与应用

3.1 清洁能源规划工程技术基础知识

3.1.1 清洁能源规划工程的概念

1．能源规划设计的概念

2．能源规划设计的目标一般应当满足的基本要求

3．能源规划设计的分类

3.1.2 我国能源电力发展趋势与展望

1．绿色能源电力转型发展的历史机遇

1）电力是能源系统碳减排主力

2）全力推动我国能源电力低碳化发展

3）新发展格局要求能源电力必须高质量发展

4）能源清洁转型推进深度脱碳加强国际合作

2．能源发展呈现的五个趋势

3.1.3 清洁能源工程技术发展实施策略

1．国内外清洁能源工程发展环境

1）国际环境

2）国内环境

2．我国清洁能源工程技术发展面临的形势与挑战

3．我国清洁能源的发展目标

4．我国清洁能源发展的主要措施

1）积极稳妥地发展水电

2）全面协调推进风电开发

3）推动太阳能多元化利用

4）加快发展生物质能

5）加快地热能开发

3.2 能源规划技术及实现方法

3.2.1 能源规划设计步骤及基本方法

3.2.2 能源消费预测技术方法

1．回归分析法

2．弹性系数法

3．时间序列法

3.2.3 能源平衡分析技术方法

1．能源平衡表的概念与作用

2．能源平衡表核算范围和原则

1）核算范围

2）核算原则

3．综合能源平衡表相关指标

1）能源总量供需模型

2）终端消费中各种能源类型消费模型

3）终端消费中各部门消费模型

3.2.4 主要指标计算分析方法

1．指标分类

2．单位GDP能耗

1）指标定义

2）计算方法

3）影响因素

3．非化石能源消费比重

1）指标定义

2）计算方法

3）影响因素

4．电能占终端能源消费比重

1）指标定义

2）计算方法

3）影响因素

5．电煤占煤炭消费比重

1）指标定义

2）计算方法

3）影响因素

6．电网线损率

1）指标定义

2）计算方法

3）影响因素

3.3 国家能源安全与发展战略

3.3.1 能源安全与发展战略基本概念

1．能源安全基本概念

2．我国能源发展战略

3.3.2 我国能源安全面临的主要挑战

3.3.3 我国能源安全与能源发展战略

1．明确2050年前我国能源发展阶段的战略定位

2．“节能优先、总量控制”战略

3．确立“煤炭科学产能”的概念

4．确保石油、天然气的战略地位

5．努力优化能源结构，加快非化石能源的发展

1）积极、有序地发展水电，大力发展非水可再生能源

2）积极发展核电是我国能源的长期重大战略选择

3）发展中国特色的高效安全（智能）电力系统、分布式用电方式和储能技术

6．科学、绿色、低碳能源战略

7．本世纪上半叶我国能源工业发展战略展望

3.3.4 实施电能替代推动能源消费革命

1．认识推进电能替代的重要意义

2．总体思路及基本原则

1）总体思路

2）基本原则

3．电能替代的重点领域

1）居民采暖领域

2）生产制造领域

3）电力供应与消费领域

4．主要保障措施

1）加强规划指导

2）发挥示范项目引领作用

3）制定完善配套支持措施

4）加强配套电网建设改造

5）加强科技研发与产业培育

第4章 清洁能源发电工程技术原理与应用

4.1 清洁能源发电工程技术基础

4.1.1 太阳能发电基本概念

1．基本概念

2．太阳能发电类型

3．基本原理

4．基本结构

1）电池单元

2）储存单元

3）控制器

4）逆变器

5）发电系统反充二极管

5．效率

4.1.2 风能发电基本概念

1．基本概念

2．基本原理

3．风力发电机组

4．风力发电机种类

1）水平轴风力发电机

2）垂直轴风力发电机

3）达里厄式风轮

4）马格努斯效应风轮

5）径流双轮效应风轮

6）双馈型发电机

4.1.3 生物质能发电基本概念

1．基本概念

2．技术原理

1）直燃发电

2）气化发电

3）沼气发电

3．主要特点

4．应用领域

5．存在的主要问题

4.2 常规能源发电工程技术原理与应用

4.2.1 火力发电工程技术原理与应用

1．火力发电基本概念

2．火力发电工作原理

3．火力发电的基本分类

4．火力发电的生产过程

5．运行与监视

6．基本效率

7．保护控制

8．热电区别

9．火电厂粉尘危害及治理

4.2.2 水力发电工程技术原理与应用

1．水力发电基本概念

2．工作原理

3．主要分类

4．基本流程

5．主要设备

6．运行管理

7．效益评价

4.2.3 核能发电工程技术原理与应用

1．核能发电基本概念

2．基本工作原理

1）压水堆核电站

2）重水堆核电站

3）沸水堆核电站

4）快堆核电站

3．核能发电历程与趋势

4．经济性

5．核电安全

1）实施纵深设防原则

2）设计基准事故（DBA）

3）概率安全评价（PSA）

4）制订应急计划

5）执行辐射防护三原则

4.3 国家清洁能源工程发展规划策略

4.3.1 清洁能源工程太阳能发展规划

1．面临形势

1）发展机遇

2）面临挑战

2．发展目标

1）开发利用目标

2）成本目标

3）技术进步目标

3．重点任务

1）推进分布式光伏和“光伏＋”应用

2）优化光伏电站布局并创新建设方式

3）开展多种方式光伏扶贫

4）推进太阳能热发电产业化

5）因地制宜推广太阳能供热

4.3.2 清洁能源工程风能发展规划

1．面临的形势与挑战

1）现有电力运行管理机制不适应大规模风电并网的需要

2）经济性仍是制约风电发展的重要因素

3）支持风电发展的政策和市场环境尚需进一步完善

2．发展目标

3．重点任务

1）有效解决风电消纳问题

2）提升中东部和南方地区风电开发利用水平

3）提高风电开发技术水平

4）促进产业技术自主创新

5）加强公共技术平台建设

6）推进产业服务体系建设

7）加强政府管理和协调运行机制

8）完善海上风电产业政策

9）全面实现行业信息化管理

10）建立优胜劣汰的市场竞争机制

4.3.3 清洁能源工程生物质能发展规划

1．面临形势

2．发展目标

3．发展布局和建设重点

1）大力推动生物天然气规模化发展

2）积极发展生物质成型燃料供热

3）稳步发展生物质发电

4）加快生物液体燃料的示范和推广

第5章 清洁能源市场化运营工程原理与应用

5.1 清洁能源市场化运营的基本原理

5.1.1 电力市场基本概念

1．电力市场的定义

2．加快清洁能源发展必要性

3．加快电力市场发展的必要性

5.1.2 电力市场改革对清洁能源企业的影响

1．风电、太阳能发电参与电力市场

2．核电参与市场竞争

3．清洁能源企业应对电力市场改革的措施

5.1.3 我国电力交易市场模式与运行方式

1．推动电力市场体系建设

2．实施电力市场化主要目标

1）电力市场构成

2）市场模式分类

3）电力市场体系

3．主要任务

4．市场主体

1）市场主体的范围

2）发电企业和用户的基本条件

5．市场运行

6．信用体系建设

5.1.4 我国电力市场与碳市场协同发展研究

1．国际电力市场和碳市场建设情况

1）国外电力市场建设情况

2）国外碳市场建设情况

2．电力市场与碳市场协同发展机制

1）电力市场与碳市场的关系

2）电力市场与碳市场的协同发展机制

5.2 我国电力市场化电价形成机制

5.2.1 电价的定义

5.2.2 电价的构成

1．上网电价

2．输配电价

3．电力市场价格形成机制

5.2.3 电费的结算方式

1．两部制电价

2．分时电价

3．居民阶梯电价

5.2.4 电价的政策性调节

1．交叉补贴

2．一般工商业电价的调整

5.3 清洁能源市场化运营工程应用案例

5.3.1 多种形式能源协调的电力交易计划模型

5.3.2 我国分布式发电市场化交易应用案例

1．分布式发电交易的项目规模

2．市场交易模式

3．电力交易组织

1）建立分布式发电市场化交易平台

2）交易条件审核

4．分布式发电“过网费”标准

5．有关政策支持

1）公共服务及费用

2）有关补贴政策

3）可再生能源电力消费和节能减排权益

4）有关建设规模管理

6．分布式发电市场化交易的基本条件

1）基础条件

2）电力系统及市场条件

3）分布式发电布局

4）分布式发电接网及消纳条件

5.3.3 我国碳排放权交易市场启动应用案例

1．碳交易市场的基本概念

2．碳交易市场的运行机制

3．我国碳交易市场发展历程

4．碳交易市场带动绿色技术创新和产业投资

5.3.4 美国机动车碳减排事例及对我国的启示

1．美国机动车碳减排历程与趋势

2．美国在机动车碳减排方面采取的主要政策措施

3．对我国机动车碳减排的启示

第6章 清洁能源电网工程技术原理与应用

6.1 清洁能源电网工程基本概念

6.1.1 电力系统及电网工程基本概念

1．电力系统基本概念

2．对电力系统运行的基本要求

3．电网的概念及不同电压等级的输电能力

6.1.2 微电网技术与能源互联网应用

1．国内外能源结构与分布差异

2．大范围接入的新能源难题

3．微电网的关键技术

4．从微电网向能源互联网发展的趋势

5．能源互联网信息感知平台

6.1.3 电、热等多种能量形式的协调优化与调度策略

1．电、热等多种能量协调优化理论与方法

2．客观弃风的预评估模型和方法

3．日电、热协调优化调度模型和策略

4．电、热协调递阶滚动控制方法

6.2 绿色能源电网运行与发展面临的挑战

6.2.1 多种能源电网调峰模式及调度策略

1）核电机组参与电网调峰

2）供热机组等火电机组的调峰运行

3）风电社会效益评估及最佳接纳能力

4）多源调峰资源联合系统的协调运行和优化理论

6.2.2 清洁能源网源储运行控制技术

1．概述

2．新能源电站的运行控制

1）保护技术

2）测控技术

3）电能质量监测技术

4）稳定协调控制技术

3．新能源电站的储能控制

1）储能装置主回路拓扑及参数设计

2）储能装置系统综合控制策略研究

3）储能装置系统保护设计

4．新能源接入

1）保护技术

2）测控技术

3）多样性负荷优化调度技术

4）电能质量监测技术

在电能质量监测技术方面的研究包括：

5．新能源调控

1）基于不同类型分布式电源的统一建模技术

2）基于给定调度关口功率的分布电源最优控制技术

3）基于分层分级分布式电源联动协调控制技术

6.2.3 新型电力系统与现代化电网企业

1．构建新型电力系统与国家能源安全战略

2．新型电力系统与电网之间的关系

3．电力调度面临的主要挑战和机遇

4．现代化电网企业应该发挥的关键作用

6.3 构建以新能源为主体的新型电力系统

6.3.1 新型电力系统对电网及企业发展影响

1．新型电力系统的基本定位与特征

1）低碳是新型电力系统的核心目标

2）安全是新型电力系统的底线要求

3）高效是新型电力系统的重要特征

2．构建新型电力系统的实施路径

3．绿色能源电网企业发挥的作用

1）推动电力系统由“源随荷动”向“源荷互动”转变

2）多措并举疏导新能源消纳成本

3）利用政策契机，合理分摊抽蓄运营成本

4）发挥碳市场作用激发减排动力

6.3.2 “双碳”目标下构建新型电力系统

1．“双碳”目标下构建新型电力系统的意义

2．构建新型电力系统面临的主要挑战

1）供电保障难度更高

2）调节压力持续增大

3）电网稳定特性发生重大变化

4）配电网运行控制更加复杂

5）二次系统的特性发生显著变化

6）系统成本不断攀升

3．构建适应“双碳”目标的新型电力系统

1）多措并举提升各环节灵活性，着力增强调节能力

2）优化完善各级各类网络结构，着力打造资源配置平台

3）加快新技术攻关和推广应用，着力强化科技支撑

6.3.3 能源电力企业转型面临的挑战与机遇

1．我国能源电力发展面临的最大挑战

2．新型电力系统的发展重点、方向和路径

3．新型电力系统将带来革命性影响

4．能源电力领域加快清洁低碳化转型特点

5．绿色发展过程中的风险识别和管控

6．减污降碳和能源安全之间的关系

第7章 清洁能源储能工程技术原理与应用

7.1 储能及储能技术基本概念

7.1.1 储能及储能技术

1．储能及储能技术的概述

2．储能技术在电力系统中的应用

7.1.2 储能技术原理及分类

1 机械类储能

1）抽水蓄能

2）飞轮储能

3）压缩空气储能

2．电气类储能

1）超级电容器储能

2）超导储能

3．电化学类储能

1）铅酸电池

2）锂离子电池

3）钠硫电池

4）全钒液流电池

4．热储能

5．化学类储能

6．各种储能技术的性能比较和应用选择

1）放电时间对比

2）功率对比

3）效率对比

4）投资对比

5）密度对比

7.1.3 我国储能工程技术发展战略

1．发展目标

2．重点任务

1）推进储能技术装备研发示范

2）推进储能提升可再生能源利用水平应用示范

3）推进储能提升电力系统灵活性稳定性应用示范

4）推进储能提升用能智能化水平应用示范

5）推进储能多元化应用支撑能源互联网应用示范

7.2 清洁能源储能工程发展综合分析

7.2.1 储能及国内外发展概况

1．储能应用介绍

2．储能市场情况

1）全球储能市场情况

2）中国储能市场情况

7.2.2 抽水蓄能发展及新机投产情况

1．抽水蓄能发展情况

2．2018年以来我国储能电站投运情况

1）镇江储能电站—我国最大的电池储能电站

2）南京江北储能电站—首个梯次利用的电网侧储能电站

3）苏州—电网侧储能群与多站融合

4）河南—特高压闭锁

5）浙江—电网侧加入铅酸电池

6）北京怀柔储能电站—消防系统＋多站融合

7）湖南长沙一期电池储能电站

7.2.3 电化学储能发展情况

1．电化学储能市场总体情况

2．锂离子电池储能装机情况

7.2.4 我国储能技术及行业未来发展趋势

1．产业政策持续出台，保障储能快速发展

2．应用端：电网侧和可再生能源并网齐头并进

1）电网侧—调峰调频是储能企业的主要收入来源

2）可再生能源并网侧—限电时段弃电量存储

3．成本端—规模效应和梯次利用助推电池成本持续下滑

1）动力电池装机量快速上升，推动电池成本持续下降

2）蓄电池梯次利用有望进一步带来成本下降

4．储能及储能技术展望

7.3 储能技术及其产业发展应用分析

7.3.1 储能系统参与电网调峰技术应用

1．我国储能系统发展概述

2．配置储热热电机组的调峰能力

1）热电厂配置储热方案

2）配置储热后抽汽机组的运行方式

3）配置储热后热电机组的日调峰容量增量

7.3.2 储能是新型能源电力系统构建的基石

1．在双碳目标下，发展储能技术及其产业的重要性

2．制约储能产业发展的瓶颈及其商业化的难点

1）储能安全监管亟待加强

2）储能标准规范体系建设有待加强

3）商业化大规模应用仍面临挑战

3．我国储能技术及其产业发展主要路径

7.3.3 “两个一体化”是新型电力系统高质量发展的必然选择

1．开展“两个一体化”的重要意义

2．“两个一体化”的范畴与内涵

1）风光水火储一体化

2）源网荷储一体化

3．按实施分类开展“风光水火储一体化”建设

4．按管理范围，开展“源网荷储一体化”建设

第8章 清洁能源北方供热工程技术原理与应用

8.1 清洁能源北方供热工程技术基础知识

8.1.1 清洁能源北方供暖基本概念

1．清洁能源供暖基本含义

2．我国北方供暖的几种主要类型及特点

3．我国北方冬季供暖区域时间

4．清洁能源取暖工程技术条件

1）地热供暖发展路线及适用条件

2）生物质能清洁供暖发展路线及适用条件

3）太阳能供暖发展路线及适用条件

4）天然气供暖发展路线及适用条件

5）电供暖发展路线及适用条件

6）工业余热供暖发展路线及适用条件

7）清洁燃煤集中供暖发展路线及适用条件

5．北方地区冬季供暖总体情况

1）供暖面积

2）用能结构

3）供暖热源

4）热网系统

5）热用户

6．推动清洁能源供暖基本原则

1）坚定不移贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念

2）坚持清洁替代，安全发展

3）坚持因地制宜，居民可承受

4）坚持全面推进，重点先行

5）坚持企业为主，政府推动

6）坚持军民一体，协同推进

8.1.2 北方地区清洁能源供暖情况及存在的问题

1．清洁能源供暖方式

1）天然气供暖

2）电供暖

3）清洁燃煤集中供暖

4）可再生能源等其他清洁供暖

5）太阳能供暖

6）工业余热供暖

2．清洁能源供暖发展面临的问题

1）缺少统筹规划与管理

2）体制机制与支持政策需要改进

3）清洁能源供应存在短板且成本普遍较高

4）技术支撑能力有待提升

5）商业模式创新不足

6）建筑节能水平较低

7）取暖消费方式落后

3．工作目标

1）总体目标

2）“2+26”重点城市发展目标

3）其他地区发展目标

8.1.3 清洁能源供暖主要类型及效能分析

1．可再生能源供暖

1）地热供暖

2）生物质能清洁供暖

3）太阳能供暖

2．天然气供暖

3．电供暖

4．工业余热供暖

5．清洁燃煤集中供暖

6．全面提升热网系统效率

1）加大供热管网优化改造力度

2）加快供热系统升级

7．有效降低用户取暖能耗

1）提高建筑用能效率

2）完善高效供暖末端系统

3）推广按热计量收费方式

8.2 利用弃风储热北方供暖技术体系构建

8.2.1 利用弃风储热北方供暖技术发展趋势

1．目的和意义

2．相关技术发展情况

1）弃风储热供暖的发展现状

2）小时弃风、弃光特性研究的发展情况

3）多源热-电网模型的发展情况

4）储热系统容量配置的发展情况

5）储热超短期调控的发展情况

6）风电消纳评估机制的发展情况

3．国内外研究现状和发展趋势

8.2.2 利用弃风储热北方供暖技术体系构建方法

1．技术体系构建的关键和难点分析

1）各省份小时弃风数据预处理及有效样本库的建立

2）供热管网、热负荷、热电机组、储热装置的热电特性建模方法

3）供暖需求约束下的储热供暖消纳风电优化调度策略

2．技术体系的总体框架研究的内容和实施方案

1）各省份弃风弃光小时电量统计与处理

2）研究有弃风弃光省份的弃风弃光特性

3）储热供暖提升风电消纳多时间尺度优化调度策略

4）储热消纳风电供暖技术的综合评估方法

8.2.3 构建北方供暖技术体系实施步骤

1．全国各省份弃风弃光小时电量统计与处理

2．研究有弃风弃光现象省份的弃风弃光特性

3．储热供暖是提升风电消纳在多时间尺度优化上的调度策略

4．储热消纳风电供暖技术的综合评估方法

5．经济性评估方法

8.3 清洁能源北方供热工程实施的保障措施

8.3.1 加快清洁能源北方供热体制机制变革

1．加快集中供暖方式改革

2．多种渠道提供资金支持

3．完善价格与市场化机制

4．加强取暖领域排放监管

5．推动技术装备创新升级

8.3.2 构建清洁供暖产业体系及能源供应

1．保障清洁取供能源供应

2．构建清洁供暖产业体系

3．提升农村地区清洁供暖水平

8.3.3 清洁能源供热工程技术典型应用

1．地源热泵主要特点

2．地源热泵工作原理

1）制冷原理

2）制热原理

3．热泵机组装置及分类

第9章 清洁能源消纳工程技术原理与应用

9.1 清洁能源消纳工程技术基础知识

9.1.1 清洁能源消纳工程基本概念

1．清洁能源消纳基本涵义

2．清洁能源上网发电的特点及分析

3．清洁能源消纳工程实施基本原则

9.1.2 清洁能源消纳工程技术实施方法

1．完善可再生能源开发利用机制

2．加快完善市场机制与政策体系

9.1.3 对电网及电源应采取的主要措施

1．充分发挥电网的关键平台作用

2．加快优化电源结构与布局

3．多渠道拓展可再生能源电力本地消纳

9.1.4 电网企业推动构建新型电力系统

1．目的和意义

2．新型电力系统与国家能源安全的关系

3．以新能源为主体的新型电力系统的特征

4．新能源大发展，给电网发展带来的挑战

5．国家电网公司已经开展的一些创新实践

9.2 新时代我国清洁能源发展现状与趋势

9.2.1 我国清洁能源发展历程与成就

1．能源供应保障能力不断增强

2．能源节约和消费结构优化成效显著

3．能源科技水平快速提升

4．能源与生态环境友好性明显改善

5．能源治理机制持续完善

6．能源惠民利民成果丰硕

9.2.2 变革能源消费方式，建设清洁能源供应体系

1．实行能耗双控制度，健全节能法律法规和标准体系

2．完善节能低碳激励政策，提升重点领域能效水平

3．推动终端用能清洁化，优先发展非化石能源

4．清洁高效开发利用化石能源

5．加强能源储运调峰体系建设

6．支持农村及贫困地区能源发展

9.2.3 发挥科技创新作用，深化能源体制改革

1．完善能源科技创新政策顶层设计，建设多元化多层次能源科技创新平台

2．开展能源重大领域协同科技创新，依托重大能源工程提升能源技术装备水平

3．构建有效竞争的能源市场，完善主要由市场决定能源价格的机制

4．创新能源科学管理和优化服务

9.3 辽宁省清洁能源消纳工程技术案例分析

9.3.1 清洁能源装机及机组运行特性

1．风电装机及运行特性

1）风电装机

2）运行特性

2．光伏装机及运行特性

1）光伏装机

2）运行特性

3．核电装机及运行特性

1）核电装机

2）运行特性

9.3.2 用电负荷特性及负荷预测

1．用电负荷特性

2．负荷预测方法

3．清洁能源装机预测

1）调峰平衡边界条件

2）风电装机容量预测

3）光伏装机容量预测

9.3.3 各类型机组发电成本分析

1．风电发电成本

1）投资建设成本

2）运行和维护成本

2．光伏发电成本

1）投资建设成本

2）运行和维护成本

3．核电发电成本

1）投资建设成本

2）燃料成本

3）运行和维护成本

4）退役和乏燃料处置成本

4．市场化交易情况

1）电力直接交易

2）送华北和鲁固直流送电交易

9.3.4 未来几年清洁能源消纳特点分析

1．电源结构清洁化发展

1）清洁能源占比稳步增长

2）风电占比逐年提升

3）光伏占比有所回落

2．清洁能源装机分布区域差异明显

3．分布式能源迅速发展

4．保持新能源高水平消纳

5．市场化政策加重消纳压力

6．主要结论和建议

第10章 电力物联网工程技术原理与应用

10.1 电力物联网工程基本理论

10.1.1 物联网工程技术基础知识

1．物联网的基本概念

2．全球范围内物联网的产业实践方向

1）感知类技术

2）网络通信技术

3）平台应用技术

4）安全防护技术

10.1.2 电力物联网基本概念

10.1.3 互联网与物联网比较分析

10.2 电力物联网工程技术在电网中的应用

10.2.1 能源互联网工程技术应用

1．能源互联网的基本定义

2．国内能源互联网发展历程

3．能源互联网的基本功能

4．能源互联网具备五大特征

5．全球能源互联网

10.2.2 电力物联网技术在智能电网技术中的应用

1．各国电网对物联网的应用侧重点各有不同

2．电力物联网在智能电网各环节的应用

3．物联网技术在电力行业应用产生的优势

4．我国电力物联网的应用发展前景

10.2.3 基于物联网的电力系统应用分析

1．概述

2．电力物联网应用现状

3．物联网在电力系统运行与规划中的应用场景

1）电力设备监测

2）电力生产管理

3）电力使用管理

4）规划、设计和实施阶段的注意事项

10.2.4 电网GIS与物联网工程技术应用

1．电网GI S的定义

2．电网GIS的特点

1）开放性

2）先进性

3）发展性

4）电网GIS具备GIS的基本特点外的其他特点

3．电网GIS的主要功能

10.3 电力物联网在电网企业应用分析

10.3.1 电力企业发展面临的形势与挑战

1．国内外科技技术产业发展新形势

2．电力信息基础设施面临的挑战

1）感知层的建设形势与挑战

2）网络层的建设形势与挑战

3）平台层的建设形势与挑战

4）应用层的建设形势与挑战

5）安全防护建设形势与挑战

10.3.2 电力物联网企业应用与发展现状

1．企业信息化发展概述

2．基础支撑

3．数据共享

4．安全防护

10.3.3 电力物联网应用与发展的重点领域

1．生产经营管理

2．智慧能源综合服务平台建设

3．源网荷储互动的市场化清洁能源消纳

4．数据共享

5．安全防护

第11章 绿色能源低碳工程技术原理与应用

11.1 绿色能源低碳工程基础知识

11.1.1 绿色能源低碳工程

1．低碳

2．低碳经济与低碳生活

11.1.2 碳源与碳汇

1．碳源

2．碳汇

1）草地碳汇

2）耕地碳汇

3）海洋碳汇

11.1.3 碳排放、碳达峰与碳中和

1．碳排放

2．实现碳减排目标的主要途径

1）从人类文明形态进步的高度来认识能源革命

3）树立新的能源安全观

3）重新认识我国的能源资源禀赋

4）能源转型中的化石能源

5）实现碳减排双目标的九个抓手

3．碳达峰

1）2030年前达到碳达峰的重大意义

2）中国2030年前达到碳达峰面临的挑战

4．碳中和

11.2 绿色低碳经济发展的主要工程方法

11.2.1 二氧化碳的捕集、固定与利用技术

1．二氧化碳捕集技术

1）生物法吸收二氧化碳

2）物理法吸收二氧化碳物

3）化学法吸收二氧化碳

4）典型吸收法

5）新型吸收法

2．二氧化碳封存与利用技术

1）二氧化碳矿石碳化

2）海水碳固定和利用技术

11.2.2 电力与工业领域是绿色低碳经济结构转型重点

1．电力行业是绿色低碳经济转型的关键行业

2．加快清洁能源开发利用，构建以新能源为主体的新型电力系统

3．着力升级能源消费方式，推进重点行业领域减污降碳

4．完善绿色低碳政策和市场体系，加快推进碳排放权交易

5．发展清洁能源提供了历史性机遇

11.2.3 碳达峰与碳中和背景下工业企业的减碳措施

1．优化产业结构和布局

1）淘汰落后的工艺和产能

2）构建绿色低碳产业链

2．推动能源消费结构转型

1）提高能源利用效率

2）大力推广清洁能源

3）引进智慧能源管理平台

4）加快推进合同能源管理

3．提高企业清洁生产水平

4．建立完善的碳排放核算体系

5．加快形成绿色低碳的现代产业体系需要处理好的四个平衡

11.2.4 绿色低碳循环发展经济体系的新模式

1．健全绿色低碳循环发展的生产体系

1）推进工业绿色升级

2）加快农业绿色发展

3）提高服务业绿色发展水平

4）壮大绿色环保产业

5）提升产业园区和产业集群循环化水平

6）构建绿色供应链

2．健全绿色低碳循环发展的流通体系

1）打造绿色物流

2）加强再生资源回收利用

3）建立绿色贸易体系

3．健全绿色低碳循环发展的消费体系

1）促进绿色产品消费

2）倡导绿色低碳生活方式

4．加快基础设施绿色升级

1）推动能源体系绿色低碳转型

2）推进城镇环境基础设施建设升级

3）提升交通基础设施绿色发展水平

4）改善城乡人居环境

5．构建市场导向的绿色技术创新体系

1）鼓励绿色低碳技术研发

2）加速科技成果转化

6．完善法律法规政策体系

1）强化法律法规支撑

2）健全绿色收费价格机制

3）加大财税扶持力度

4）大力发展绿色金融

5）完善绿色标准、绿色认证体系和统计监测制度

6）培育绿色交易市场机制

11.3 我国实现碳达峰与碳中和的主要目标及途径

11.3.1 我国实现碳达峰与碳中和的目标与重大意义

1．目标与意义

2．全球气候变化背景下的碳达峰与碳中和的特点

11.3.2 我国实现碳达峰与碳中和的机遇与挑战

1．创造经济多方面的发展机遇

2．面临前所未有的多重挑战

3．碳达峰的倒逼机制与绿色工业革命

1）以2030年前碳达峰为中期目标，2060年前碳中和为最终目标

2）绿色工业革命，各行业面临着重大考验

11.3.3 我国实现碳达峰与碳中和的主要途径

1．控制能源消费总量及增速的约束性目标

2．大幅度提高非化石能源占一次能源消费比重

3．大幅度消减煤炭生产量和消费量，加快行业退出

4．大幅度降低单位国内生产总值能耗，达到或低于世界平均水平

5．加快落实主要能源碳排放行业碳达峰规划和行动方案

6．加速全社会电能替代，推进城乡居民消费电气化

7．继续打好污染防治攻坚战，实现减污降碳协同效应

8．提升林业碳汇能力和碳市场交易能力

9．加快构建世界最大的绿色金融体系

10．大幅度提高气候投资，使之成为积极扩大国内投资的重要领域之一

11．以绿色创新为第一动力，加速各类绿色能源技术创新

12．未来我国的绿色改革与绿色创新

11.3.4 构建新型电力系统对电网企业发展的影响

1．新型电力系统的基本定位与特征

1）低碳是新型电力系统的核心目标

2）安全是新型电力系统的底线要求

3）高效是新型电力系统的重要特征

2．构建新型电力系统的实施路径

3．电网企业在构建新型电力系统中的作用

1）建设坚强智能电网

2）支持分布式电源和微电网发展

3）构建新型电力系统运行控制体系

4．相关措施

1）推动电力系统由“源随荷动”向“源荷互动”转变

2）多措并举疏导新能源消纳成本

3）利用政策契机，合理分摊抽蓄运营成本

4）发挥碳市场作用激发减排动力

参考文献