科创中国

构建清洁低碳安全高效的能源体系，是国家对能源领域的战略部署。然而现阶段我国电源结构仍以火电为主，2020年火电占全国发电总量的71.2%，共排放46亿吨二氧化碳，占全国碳排放总量的47%；新能源发电量仅占7.5%，离主体电源地位相距甚远。在此背景下，作为电力系统安全经济运行的中枢，电网调控中心须采用低碳绿色调控策略，才能大幅降低火电的碳排放量、不断增大新能源的消纳比例，从而在保证安全经济性的同时实现电力系统运行的低碳化和绿色化。 当前，低碳绿色调控面临重要挑战：①火电调度策略片面追求经济性，而忽视低碳性，两者矛盾日益突出；②供热季热电机组以热定电使调峰能力不足，影响新能源消纳，综合供能成本高，尚缺乏灵活调度技术；③间歇性新能源消纳水平难以精确评估，现有调控策略难以确保新能源大规模消纳时电网的安全经济性，尚缺乏集成鲁棒调控平台。

（1）提出了火电机组经济-低碳协调调度技术，可有效降低火电的碳排放量，包括：①构建了火电机组经济-低碳协调调度模型；②提出了考虑碳捕捉的经济-低碳协调调度模型；③研发了经济-低碳协调调度平台，攻克了经济性与低碳性的兼顾难题，将每度火电的碳排放量降低26%。 （2）提出了考虑热电机组参与调峰的灵活调度技术，可有效提高调峰能力和能效，包括：①提出了热电机组运行灵活性量化评估方法；②建立了考虑供热管道和建筑物储热并计及供热机组特性的热电协调灵活调度策略；③研发了面向新能源消纳的热电协调调度平台，攻克了系统调峰能力不足、综合供能成本高的难题，使调峰能力提升12%，总供能成本下降24%。 （3）提出了考虑新能源出力不确定性的清洁调度技术，可有效增大新能源消纳比例，包括：①建立了新能源预测误差时空相关性多频段不确定集合，提出了基于鲁棒优化的新能源消纳能力评估模型；②提出了考虑新能源/负荷不确定性并计及需求侧响应的鲁棒调度方法；③研发了面向大规模新能源消纳的鲁棒调度平台，攻克了新能源消纳能力精确评估及消纳难题，新能源消纳比例提升41%。

当前，低碳绿色调控面临重要挑战：①火电调度策略片面追求经济性，而忽视低碳性，两者矛盾日益突出；②供热季热电机组以热定电使调峰能力不足，影响新能源消纳，综合供能成本高，尚缺乏灵活调度技术；③间歇性新能源消纳水平难以精确评估，现有调控策略难以确保新能源大规模消纳时电网的安全经济性，尚缺乏集成鲁棒调控平台。

项目取得了理论方法、平台研发和工程应用的系统创新成果，获授权发明专利15项，软著3项，发表SCI/EI论文43篇。成果被鉴定为“国际领先水平”。 成果已应用于天津、河北等地100多项工程，共节支47772万元，所研发的低碳绿色调控平台实现了第三方转让，直接经济效益8.8亿元，年均降低碳排放量545万吨，年均新能源消纳增加17.8亿千瓦时，经济社会效益显著，应用前景广阔。

本项目成果有助于促进电力生产的低碳化和清洁化，助力构建以新能源为主体的新型电力系统，践行“双碳”目标。通过本项目的实际工程应用，年均新能源消纳增加了17.8亿千瓦时，具有重要的科学价值、社会效益以及广阔的应用前景。

本项目研究成果通过火电机组经济-低碳协调调度策略，解决了传统电网调控策略难以兼顾经济性和低碳性的技术瓶颈，年均降低碳排放量545万吨。通过热电协调调度策略，可实现多类型能源供应与需求的整体平衡，提高了传统能源的整体利用效率。总之，本项目成果有效地促进我国了节能减排战略的实施。

本成果的实施有助于消除输配电系统瓶颈、延缓发/输/配电系统建设，提高各能源设备利用效率，降低运营成本，提升运营效率和盈利水平。

本项目研究成果有助于电网公司主动承担企业社会责任；同时，项目的研究成果还能够为多元用户提供更优质的服务水平，提高用电延伸服务的质量，提升电力企业自身形象和价值。

自行投资实施转化