对我国综合能源系统发展的思考
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网络出版时间：2015-01-01 08:29 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2583.TM.20150101.0829.019.html 电'力'建'设 第 !" 卷 第 # 期 $%#& 年 # 月 ( ) * + , . +/ 0 1 * 2 0 34 , 5+ , . 0 3
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,卷第 ' 第. 期
贾宏杰等对我国综合能源系统发展的思考
主动配电网 关键技术专辑
# # % 社会综合能源系统可实现不同供用能系统
用效率提高和可再生等新能源规模化开发!成为破解 这一难题的根本途径& 综合能源系统可利用各供用 能系统之间! 在生产' 输配' 消费' 存储不同环节间的 时空耦合机制和互补替代性!建立起多种能源间的协 同利用机制! 一方面可实现不同品位能源的梯阶利 用!提高能源的综合利用率$ 另一方面还能弥补可再 生能源# 如风能'太阳能等 % 能流密度低' 分散性强和 间歇性明显等问题! 提高其规模化开发利用水平! 从 而支撑人类社会能源可持续发展&
# 9 % 智能电网 是 综 合 能 源 系 统 的 核 心 与 关 键&
间的有机协调!可提高社会能源供用的安全性' 灵活 性'可靠性& 传统的社会供用能系统! 如供电' 供气' 供热 ; 冷等系统!往往是单独规划' 单独设计' 独立运 行!彼此间缺乏协调! 从而造成社会供用能系统整体 安全性低和自愈能力差的问题& 如 $%%8 年初我国南 方的低温雨雪冰冻灾害
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# ! % 社会综合能源系统可实现各类能源的优化
能源是人类赖以生存和发展的基础!是国民经济 的命脉!如何在确保人类社会能源可持续供应的同时 减少用能过程中的环境污染!是当今世界各国共同关 注的热点
) #*
能源规模化利用' 实现人类能源可持续发展的必经 之路 ) $* & 本文首先给出社会综合能源系统的基本概念和 主要特征$ 简单回顾国内外综合能源系统建设的现 状$随后! 结合我国能源资源分布特征! 从国家' 区域 和终端层面分析我国未来社会综合能源系统发展中 面临的一些问题!并探讨可能的解决思路&
) !*
! 起初电力系统中的故障
引发了多米诺骨牌效应! 不仅殃及其他供用能系统! 还引发交通' 通信' 金融' 环境等多个要害部门瘫痪! 不仅造成难以估量的社会经济损失!还危及国家和社 会安全& 这次灾难揭示出供电系统的一个致命隐患! 即在大电网瓦解的极端情况下不具备足够的自愈能 力& 而电能供应是其他供用能系统可正常运行的前 提!供电系统的这一缺陷将直接导致整个社会供用能 系统整体安全性和自愈能力降低& 已有研究已表明! 单纯通过加大某一供能系统# 如 供电系统% 的投入来 提高其安全性与自愈能力!会面临难以承受的高昂成 本! 同时会造成社会资源的极大浪费& 因此! 通过构 建社会综合能源系统!利用其核心技术来实现各供用 能系统间的有机协调与配合!是解决上述问题的一种 可能途径&
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对我国综合能源系统发展的思考
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# 智能电网教育部重点实验室# 天津大学% !天津市 !%%%7$ %
摘'要建设完善的社会综合能源系统是低碳经济背景下解决我国社会供能系统安全性低'自愈能力差'设备利用率低 下等一系列问题的一种可能解决方案& 文章首先给出综合能源系统的基本概念与主要特征!结合世界各国综合能源系 统建设的经验与我国能源资源现状!分别从国家'区域和终端这 ! 个层面探讨了我国未来综合能源系统发展中面临的 一些问题!并给出了相应的建议& 关键词综合能源系统$可再生能源$综合能源利用$节能减排
基金 项 目 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 # &#$77#$8 $ &#!77##7 $ &#!%7##& $&#!"##!%#&$ % $国家高技术研究发展计划项目 # 8"! 计划 % # $%#9 1 1 %&#:%# % $国家社科基金重大项目# #$ 2 3 4 $%8 % &
' %综合能源系统的基本概念与特征
本文讨论的综合能源系统是指在规划' 设计' 建 设和运行等过程中! 通过对各类能源的产生' 传输与 分配# 能源供应网络 % ' 转换' 存储' 消费等环节进行 有机协调与优化后!所形成的社会综合能源产供消一 体化系统& 建设社会综合能源系统的目的是有效提 高社会能源的综合利用效率!实现社会能源的可持续 供应!同时提高社会能源供用系统的灵活性'安全性' 经济性和自愈能力& 社会综合能源系统具有以下一 些基本特征&
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间的互动能力实现能源的优化调度!有利于提高社会 供能系统基础设施的利用率& 供电'供气'供热 ; 冷系 统的负荷需求均存在明显峰谷交错现象!但目前各供 能系统只能按自身峰值负荷进行单独设计与建设!由 此将不可避免地产生设备利用率低下的问题& 美国 统计结果显示!其供电设备平均载荷率只有 9!<! 载 荷率在 :&<以上的时段不足 &<$而我国的供电设备 利用率更 低! 统 计 显 示 其 平 均 利 用 率 不 足 !%<
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( %引%言
& 由于煤炭' 石油等传统化石能源不可
再生!终将走向枯竭! 提高能源利用效率' 开发新能 源'加强可再生能源综合利用! 就成为解决社会经济 快速发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源紧 缺'能源利用与环境保护之间矛盾的必然选择& 而打 热等 % 系统 破原有各能源供用 # 如供电' 供气' 供冷 ; 单独规划'单独设计和独立运行的既有模式!在规划' 设计'建设和运行阶段! 对不同供用能系统进行整体 上的协调'配合和优化! 并最终实现一体化的社会综 合能源系统!是实现社会用能效率最优' 促进可再生
) &*
$ %综合能源系统建设的现状
综合能源系统对提升能源利用效率和实现可再 生能源规模化开发具有重要支撑作用!世界各国多根 据自身需求制定了适合自身的综合能源发展战略&
$ ' %国外综合能源系统现状 $ ' ' %美国
&
首先!在管理机制上! 美国能源部 # = > ( % 作为各 类能源资源最高主管部门! 负责相关能源政策的制 定!而美国能源监管机构则主要负责政府能源政策的 落实!抑制能源价格的无序波动& 在此管理机制下! 美国各类能源系统间实现了较好协调配合!同时美国 的综合能源供应商得到了较好发展!如美国太平洋煤 气电力公司'爱迪生电力公司等! 均属于典型的综合 能源供应商 ) 8* &
# $ % 社会综合能源系统可利用不同供用能系统
综合能源系统的基础是智能电网! 主要原因在于"# % 作为清洁'高效和便利的二次能源! 电能已深入到社 用能系统的正 会生产'生活的各个环节!其他社会供 ; 常运行依赖于电力的供应!且很多其他形式能源需要 首先转化成电能方可规模化开发利用! 如风能' 太阳 能'生物质能等& $ % 智能电网是人类社会发展的下 一代电网!允许各种分布式发电设备即插即用地接入 电网!以实现可再生能源的规模化利用$ 具有足够的 灵活性和安全性!可自愈地应对来自电网内外的各类 扰动$协同各种能源利用环节! 可实现电气设备利用 率和能源综合利用效能的显著提高 ) 7* & 智能电网与 综合能源系统的实现目标完全一致!不同处仅在于智 能电网仅着眼于电网本身的发展!而综合能源系统则 着眼于整个社会能源体系& 由此不难看出!智能电网 是综合能源系统的基础!而综合能源系统必将成为智 能电网的终极形式& 综上!综合能源系统发展有利于能源利用效率的 提升和可再生能源的规模化开发!也有利于提高社会 能源供用系统整体的安全性'经济性和设备资产利用 率!推进相关研究意义重大&
) 9*
&
设备利用率低下问题同样存在于供气'供热 ; 冷系统! 已造成社会资金的巨大浪费!还加大了各供用能系统 的运行Hale Waihona Puke Baidu护费用& 而综合能源系统可通过各子系统 间的有机协调!缓解或消除上述问题& 如可利用供电 热能并加以存储! 在 系统低谷时段过剩电能产生冷 ; 电力高峰时段使用! 通过供电与供冷 ; 热系统的有机 配合! 从而达到实现同时提高供电与供冷 ; 热系统设 备利用率的目的
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