新一代能源系统（下）

前言

第一篇 国内外可再生能源和综合能源系统发展概况及趋势

第1章 世界发达经济体的绿色低碳能源战略及发展概况 3

1.1 欧盟能源电力发展目标及计划 3

1.1.1 以碳减排目标引导能源变革 3

1.1.2 欧盟对能源资源危机的应对 6

1.2 德国能源系统的变革 6

1.2.1 德国能源变革轨迹和成果 6

1.2.2 德国能源转型政策和市场改革 7

1.2.3 德国能源互联网系统的探索与创新 10

1.2.4 德国能源转型面临的挑战和应对 12

1.3 丹麦风电发展及热能利用 14

1.3.1 丹麦能源系统发展概况 14

1.3.2 丹麦能源系统转型动力 15

1.3.3 丹麦风电及热能利用发展趋势 19

1.4 英国综合能源系统 20

1.4.1 英国能源系统发展概况 20

1.4.2 英国能源系统转型动力 21

1.4.3 英国华威大学的综合能源系统 22

1.4.4 英国能源系统发展趋势 23

1.5 美国能源系统的低碳发展 23

1.5.1 美国能源结构概况 23

1.5.2 美国能源系统转型动力 25

1.5.3 美国的综合能源系统 26

1.6 主要国家和地区能源转型评述 27

第2章 我国可再生能源发展概况及趋势 29

2.1 概述 29

2.2 可再生能源发展“十三五”规划的目标和主要指标 31

2.3 我国大规模可再生能源的发展概况及趋势 32

2.3.1 水电 32

2.3.2 风电 34

2.3.3 太阳能 34

2.3.4 生物质能 35

2.3.5 地热能 35

2.4 我国分布式可再生能源发展概况及趋势 36

2.4.1 分布式天然气 39

2.4.2 分布式光伏 39

2.5 本章小结 40

第二篇 新一代能源系统的运营模式和市场机制

第3章 国内外电力市场调研 45

3.1 国外电力市场情况 45

3.1.1 美国PJM市场 45

3.1.2 英国电力市场 48

3.1.3 电力市场存在的问题 51

3.2 我国电力市场情况 54

3.2.1 上一轮电力体制改革情况 54

3.2.2 新一轮电力体制改革情况 55

3.2.3 我国电力市场建设的成效 62

3.3 本章小结 62

第4章 国内外天然气市场调研 63

4.1 国外天然气市场情况 63

4.1.1 美国天然气市场 63

4.1.2 澳大利亚天然气市场 65

4.1.3 天然气市场存在的问题 67

4.2 我国天然气市场情况 69

4.3 本章小结 70

第5章 国内外碳交易市场调研 71

5.1 国外碳交易市场情况 71

5.1.1 欧盟碳排放交易市场 71

5.1.2 芝加哥气候交易所 73

5.1.3 碳交易市场存在的问题 75

5.2 我国碳交易市场情况 76

5.3 本章小结 79

第6章 新一代能源系统的建设思路 80

6.1 未来我国电力市场的建设思路 80

6.2 未来我国天然气市场的建设思路 81

6.3 未来我国碳交易市场的建设思路 82

6.4 本章小结 83

第7章 构建新一代能源市场的机制需求和政策建议 84

7.1 构建新一代能源市场的经济效益分析 84

7.2 构建新一代能源市场的关键机制需求 85

7.2.1 迫切要求实现各种能量资源和手段定价的市场化 85

7.2.2 迫切要求将系统运行的外部成本内部化 85

7.2.3 迫切要求以激励相容的机制抑制市场风险 86

7.2.4 迫切要求以市场的手段引导基础建设投资，提升能源系统的安全性 86

7.2.5 迫切要求以市场机制引导可再生能源发电消纳 86

7.3 构建新一代能源市场的政策建议 87

第三篇 源端大规模可再生能源电力传输、消纳及转化技术

第8章 西部可再生能源发展情景和挑战 91

8.1 西部可再生能源资源禀赋及供应格局 91

8.2 西部非水可再生能源开发面临的挑战 92

8.3 本章小结 93

第9章 电力传输技术 94

9.1 西部送端电网组网边界条件 94

9.1.1 未来电力流方向预想方案 94

9.1.2 西部送端电网覆盖范围 94

9.2 我国未来西部电网可能模式 95

9.2.1 西部电网构建的基本要求 95

9.2.2 西部可再生能源电力传输的技术选择 95

9.2.3 交流电网配合特高压直流点对点输电模式 97

9.2.4 直流电网输电模式 97

9.3 西部电网输电模式技术经济性 99

9.4 西部电网输电模式关键技术需求 100

9.4.1 交流电网配合特高压直流点对点输电模式技术需求 100

9.4.2 直流电网输电模式技术需求 101

9.5 本章小结 103

第10章 西部可再生能源就地消纳技术 104

10.1 电能替代 104

10.2 能源电力综合利用 105

10.2.1 西部能源电力综合利用现状 105

10.2.2 西部能源电力综合利用发展趋势 108

10.3 电制云就地消纳 109

10.4 可再生能源就地转化 110

10.5 本章小结 110

第四篇 受端多能互补综合能源系统及其规划运行技术

第11章 受端系统的能源转换与利用方式 115

11.1 受端能源转换方式 115

11.2 受端能源的转换元件 115

11.2.1 化学能—电能的转换 116

11.2.2 机械能—电能的转换 117

11.2.3 光能—电能/热能的转换 119

11.2.4 储能装置 120

11.3 受端供能系统的典型终端负荷特性 124

11.3.1 楼宇型 124

11.3.2 区域型 127

11.3.3 海岛型 129

11.3.4 综合对比 130

11.4 本章小结 132

第12章 现有综合能源系统构架 133

12.1 典型综合能源系统类型 133

12.1.1 燃气轮机冷热联供系统 133

12.1.2 基于多能源互补的区域供热和区域供热供冷系统 134

12.1.3 以太阳能综合利用为主的冷热电联供系统 136

12.1.4 含多种能源的大型综合能源系统 136

12.1.5 含电转气技术的大型综合能源系统 137

12.2 综合能源系统典型案例 138

12.2.1 河北张家口可再生能源示范区 138

12.2.2 国网客服中心北方园区局域综合能源互联网 139

12.2.3 “南方电网生产科研综合基地”生态型示范建筑 142

12.2.4 甘肃省国家新能源综合示范区 146

12.2.5 陕西延长石油综合能源互联网示范工程 148

12.2.6 三峡集团东湖燃机冷热电三联供项目 149

12.3 综合能源系统建模与优化 151

12.3.1 综合能源系统随机多目标优化 151

12.3.2 综合能源系统规划和运行决策 156

12.3.3 基于部分负荷特性的综合能源系统运行优化 156

12.4 本章小结 158

第13章 未来能源网络架构展望 159

13.1 未来能源系统的变化趋势 159

13.1.1 未来终端能源构成的走势 159

13.1.2 能源转换传输(供能)系统未来走势 159

13.2 未来能源网络的物理架构 160

13.3 本章小结 162

第14章 举措及相关政策建议 163

14.1 技术举措 163

14.2 政策举措 164

第五篇 储能技术在高比例可再生能源电力系统中的需求和应用

第15章 储能技术的特点、现状以及应用概况 167

15.1 储能技术分类及特点 167

15.2 不同的储能技术形式及其基本原理 167

15.3 不同类型储能技术的特点 171

15.4 储能技术的发展现状 175

15.4.1 不同类型兆瓦规模储能系统的特性 175

15.4.2 新兴储能材料 177

15.4.3 高性能的能量转换技术 179

15.5 储能技术在电力系统中的应用概况 180

15.6 新型储能工程实例 182

15.7 本章小结 185

第16章 未来电力系统对储能技术的总体需求 186

16.1 能源变革背景下未来电力系统的发展趋势以及所面临的挑战 186

16.2 未来电力系统对储能技术的总体需求 187

16.3 本章小结 189

第17章 储能在未来电力系统中的应用 190

17.1 平抑波动的储能配置 190

17.1.1 配置目标和基本原理 190

17.1.2 风电储能配置模型 191

17.1.3 配置计算结果 193

17.1.4 卧牛石风电场储能配置需求统计评估 194

17.2 区域电网储能配置以及经济性分析 197

17.2.1 储能规划模型 197

17.2.2 甘肃电网基本情况 199

17.2.3 储能开发潜力 199

17.2.4 储能规划计算及经济性分析 201

17.3 辅助可再生能源消纳的储能需求评估 202

17.3.1 跨区储能配置方法 203

17.3.2 单区域储能配置灵敏度分析 203

17.3.3 多种方式联合优化消纳可再生能源 206

17.4 本章小结 208

第18章 分布式储能在未来电力系统中的应用 210

18.1 储能在配电网中应用需求分析流程 210

18.2 储能需求分析数学模型 211

18.3 储能需求的经济性分析 211

18.4 应用实例分析 212

18.4.1 计算场景设置 212

18.4.2 金寨县配电网系统结构及计算参数说明 213

18.4.3 给定场景下配电网系统的储能需求评估结果 215

18.4.4 不同场景下配网系统对储能容量需求的对比评估分析 219

18.5 本章小结 225

第19章 储能/技术未来发展方向及路线图 227

19.1 储能技术的发展方向 227

19.2 我国储能容量发展预测 230

19.2.1 分项计算法 230

19.2.2 趋势外推法 234

19.3 储能综合发展技术路线图 236

19.4 本章小结 237

第六篇 能源互联网技术

第20章 能源互联网的驱动力与发展沿革 241

20.1 建设能源互联网是能源革命的重要内容 241

20.2 发展能源互联网的动因 244

20.3 能源互联网发展的国际经验 246

20.4 本章小结