零碳

《以可再生能源为主的零碳电力系统》白皮书于2022年10月正式发布。全球130多个国家已承诺实现净零碳排放目标，这一挑战对一个国家的电力系统具有深远的影响，将需要涉及政策和法律、法规、标准化和技术领域的广泛利益相关者的巨大努力。鉴于实现零碳未来所面临的广泛变化和技术挑战，零碳电力系统需要一系列新标准，以确保可靠、高效和有弹性的系统运行。该白皮书涵盖了实现零碳未来的挑战，标准在此演变中发挥的作用，以及这些对IEC大会、IEC成员和相关标准可能的影响。白皮书与联合国可持续发展目标7、目标11、目标12和目标13保持一致，为确保能源系统、平台、设备和市场在零碳电力系统中高效运作发挥关键作用。

清华大学团队及其合作伙伴提出到2030年实现每人1千瓦光伏的行动倡议，其目的非常明确——以人均1千瓦光伏作为关键载体，在中国农村推行“全电化、绿电化、零碳化”三步走的零碳乡村建设路线，协同推进农村的供热能源转型、交通能源转型，以及农业现代化和低碳化。他们提出的“光伏+高效电供热”的零碳供热方案，创造性地设计了一种村民零初装费模式，为中国广大北方地区以及长江流域地区提供了一种零碳转型与绿色发展的新路径。这不仅能够加速中国的能源转型，也促进了中国农村的现代化，为公平转型提供了一种现实可操作的方案。热泵是高效电供热的代表，和燃煤供暖相比，它更便宜、方便、卫生、安全，便于管理。该团队目前正在开展的"太阳能+热泵"项目倡导大规模无碳供热，将覆盖中国北方10万户农村家庭。我很高兴见证了他们在许多县取得的进展。我向所有人，包括中国以外的其他国家和地区，强烈推荐这一项目。

汇总了2022年美国、英国、德国、加拿大、日本、澳大利亚、韩国、俄罗斯、沙特阿拉伯等地区的零碳能源重点事件，以及国际组织零碳能源科技部署及进展。

首先介绍了2050我国电力逐日供需关系平衡状况、零碳下的电源结构和风光电在各区域分布、以及电源结构变化带来的新问题，然后介绍了柔性用电平台、动态碳排放责任因子的定义。

本报告从在工业场景中实现绿氢大规模应用的关键要求，以及我国工业产能分布、绿氢资源禀赋情况出发，提出并诠释了“集群化发展”模式及其构建要点。更具体地，报告针对绿氢的制取、储存、运输和在工业场景中的利用各个环节，展开了技术经济性分析，为在“集群化发展”的过程中，在技术可行的情况下达到成本最优提供了依据。进一步地，为支持实际部署，报告就氢气供给和工业需求同址和异地两类典型场景，给出了进行集群构建和成本优化的方法，并以工业用氢地在青海、山西和浙江分别举例，进行供、用氢方案的比选优化和成本试算。最后，报告为加速大规模绿氢在工业低碳、零碳转型中的应用提出五项行动建议。

六盘水盘州羊场乡分布式智能电网是南网近零碳示范区、南网柔性配网示范区以及贵州电网新型电力系统示范区，同时也是南网范围内以“两化协同”促“两型建设”在农村能源绿色化低碳化转型的典型案例。包含新型网架结构及装备、分布式能源数字化技术两大内容。新型网架结构及装备方面采用了低压柔性直流网络、具备便捷构网能力新型储能装置以及直流并网电源和充电桩；分布式能源数字化技术包含了面向贵州全省的分布式光伏监控云主站、新能源测控终端、智能短路装置以及多能源异构协议转换装置。

2021年11月8日，美国威斯康星大学麦迪逊分校研究团队提出了一种基于氨和氮相互转化的氮能源经济。研究发现，将氨添加到含有类铂元素-钌的金属催化剂中会自发地产生氮气，意味着不需要增加额外能量就可以将氨转化为氮，这一过程也可以用来发电。如果该反应发生在一个燃料电池中，使氨和钌在电极表面反应，便可以产生清洁电力。研究团队表示，下一步将弄清楚如何设计相应的燃料电池，并以环境友好的方式创造制作电池所需的原始材料。

在“双碳”背景下，风电作为零碳电力和新能源发电的主力军，在助力社会全面绿色低碳转型方面发挥了关键性作用。在保证发电稳定的前提下实现风能的最大化利用，提升风力发电系统发电量至为重要。文中针对永磁同步风力发电系统的最大功率跟踪（maximum power point tracking，MPPT）问题进行研究。首先建立了永磁同步风力发电系统的机理仿真模型，用两电平双PWM全功率换流器连接风力发电机与电网。然后基于以上模型，分别设计了整数阶PI控制器、分数阶PIλ控制器、模糊分数阶PIλ控制器以实现MPPT控制。最后对以上控制策略进行了仿真研究。结果表明，无论在阶跃风速还是随机风速下，模糊分数阶PIλ控制器相较于其他两种均具有更出色的MPPT性能与更强的鲁棒性。

　　2月22日，距离亚运倒计时200天之际，国网杭州市萧山区供电公司220千伏世纪变收到了一张来自中国船级社质量认证有限公司颁发的《碳中和证书》，这标志着世纪变成为国内首个获得权威机构认证的“碳中和”220千伏变电站。

总而言之，新型电力系统在发展过程中维持功率平衡的压力日益增大，满足日益增长的灵活性需求已然上升成为新型电力系统发展过程中所直接面临的主要矛盾之一。因此，我们认为有必要归纳、整理并重新审视当前工业界、学术界对电力系统灵活性的研究和讨论，筛选并归纳出适合指导电力系统发展、规划的灵活性指标体系，为中国电力系统的安全、高效、低碳发展提供参考。