“双碳”目标下新型电力系统技术与实践

本书从碳中和背景下国内外的能源转型发展概况出发，介绍了“双碳”目标下新型电力系统的定义和内涵，梳理了新型电力系统的主要特征及其所对应的发展挑战和主要对策，系统阐述了新型电力系统的发展技术，总结了新型电力系统的典型案例与实践经验，并对新型电力系统未来的发展趋势和构建进行了展望。

本书可作为高等院校控制工程、能源动力工程、电气工程、计算机等相关专业研究生与本科生的实践应用性读物，也可作为相关领域科研工作者和工程技术人员的理论参考书。

适读人群 ：高等院校控制工程、能源动力工程、电气工程、计算机等相关专业
由能源领域众多专家学者重磅推出，入选“十四五”时期国家重点出版物出版专项规划项目；
本书充分展示了电力行业关于“双碳”和新型电力系统研究的科研成果和前沿进展，凝结了院士等专家和广大科技工作者的智慧，具有较高的实用性、战略性、前瞻性、性、系统性、学术性和科普性。

随着“双碳”时代的到来，各行各业都在谋求和加速绿色低碳转型，电力能源既是事关国计民生和经济发展的领域，也是减碳的主战场。构建以新能源为主体的新型电力系统，是实现碳达峰、碳中和的主要举措之一。电力行业目前正处于转型探索期，能源电力的运行安全如何保证、供需如何平稳过渡，是整个电力系统转型面临的考验；对电力系统未来发展的指导思想和发展路径也缺乏系统性、全面性、权威性的研究。

在此背景下，国网江苏省电力有限公司组织能源电力领域的专家，结合国内外实践编写了本书。针对新型电力系统的基础理论机制和重大核心技术开展系统性、专业性的深入研究，以保障电力安全供应为基础，以低碳化、电气化、数字化为基本方向，探讨“双碳”目标下电力系统的发展技术与路径。

本书共6章：第1章全面梳理并分析碳中和背景下国内外的能源转型发展概况，引出我国“双碳”目标提出的原因、背景和能源转型的路径；第2章系统阐述我国碳达峰、碳中和的基础和实现路径，判断各行业在“双碳”目标实现过程中的耦合作用和相互影响，进而介绍我国在能源供给侧和消费侧实现能源转型的发展目标和主要内容；第3章梳理“双碳”目标下新型电力系统的主要特征，并进一步分析这些特征所对应的发展挑战和主要对策；第4章系统、详细地介绍新型电力系统相关的技术体系，包括系统平衡与电力供应、电力系统安全稳定、电力系统数字化、电力系统深度脱碳与碳评估关键技术的主要内容和发展趋势；第5章广泛收集碳中和背景下高比例新能源电力系统实践案例，提供典型经验的指导借鉴；第6章基于理论分析，结合实践经验，对新型电力系统的未来构建进行展望，总结提出我国构建新型电力系统的技术建议，助力能源转型、“双碳”目标的实现。本书内容充分展示了电力行业关于“双碳”和新型电力系统研究的科研成果和前沿进展，凝结了院士等专家和广大科技工作者的智慧，具有较高的实用性、战略性、前瞻性、权威性、系统性、学术性和科普性。

在本书编写过程中，编写组进行了多方调研，广泛收集相关资料，并在此基础上进行提炼和总结，以期所写内容能够使读者对“双碳”目标下的电力系统有全面、系统的了解，为新型电力系统未来的开发与建设提供技术支撑和理论支持。但建立新型电力系统、实现“双碳”战略，既是一场颠覆性的能源革命，也是全社会的一项系统、长期工程。关键理论的研究在不断发展，技术体系的搭建也在不断完善，书中所介绍的内容可能有所欠缺，恳请读者理解，并衷心希望读者提出宝贵的意见和建议。

前言
概述/
1.1国外碳中和与能源转型发展概况/
1.1.1国外能源转型情况/
1.1.2世界主要国家碳达峰情况/
1.1.3世界主要国家碳达峰特征/
1.1.4国外碳中和战略情况/
1.2中国“双碳”目标与能源转型发展概况/
1.2.1中国“双碳”目标提出/
1.2.2我国能源转型/
1.3新型电力系统的提出/
碳中和与能源转型/
2.1实现碳中和的基础与路径/
2.1.1能源和排放基础与趋势/
2.1.2实现碳中和的工作原则/
2.1.3碳中和的基础目标/
2.1.4碳中和的实施路径/
2.2碳达峰与碳中和的路径选择/
2.2.1能源电力部门“双碳”行动方案/
2.2.2工业、交通运输领域“双碳”行动方案/
2.3供给侧的能源转型/
2.3.1供给侧能源转型路径/
2.3.2供给侧能源转型与系统安全/
2.3.3供给侧能源转型与可持续发展/
2.3.4供给侧能源转型与市场协调/
2.4消费侧的能源转型/
2.4.1消费侧能源转型路径/
2.4.2消费侧能源转型的意义/
2.4.3消费侧能源转型政策体系与发展趋势分析/
2.4.4消费侧能源转型重点/
“双碳”目标下新型电力系统的构建/
3.1新型电力系统是“双碳”发展的必然趋势/
3.1.1我国电力系统发展史概述/
3.1.2电力系统转型升级的历史必然性/
3.2新型电力系统概念、功能特征及内涵分析/
3.2.1新型电力系统概念及功能特征/
3.2.2新型电力系统内涵分析/
3.2.3对新型电力系统的基本认识/
3.3电力系统发展面临的技术挑战/
3.3.1电力供应安全/
3.3.2高比例新能源消纳/
3.3.3电网安全稳定运行/
3.3.4适应减碳目标的市场机制/
3.4新型电力系统的构建原则及发展阶段/
3.4.1新型电力系统的构建原则/
3.4.2新型电力系统的发展阶段/
3.4.3新型电力系统建设初期的重点任务/
3.5构建新型电力系统的相关建议/
新型电力系统关键技术/
4.1系统平衡与电力供应/
4.1.1电力电量平衡关键技术/
4.1.2新能源消纳评估关键技术/
4.1.3新型储能与灵活调节资源/
4.1.4微电网技术/
4.1.5虚拟电厂/
4.1.6配网柔性互联技术/
4.2“双高”背景下电力系统安全稳定/
4.2.1安全稳定机理与分析/
4.2.2仿真建模技术/
4.2.3构网型设备及控制技术/
4.3电力系统数字化/
4.3.1配电物联网/
4.3.2数字孪生技术/
4.3.3区块链技术/
4.4电力系统深度脱碳与碳评估/
4.4.1煤电机组碳减排技术/
4.4.2碳捕集、利用与封存技术/
4.4.3绿电制氢技术/
4.4.4碳排放核算与评估/
高比例新能源电力系统实践案例/
5.1德国能源转型实践/
5.1.1能源互联网/
5.1.2虚拟电厂/
5.1.3分布式光储/
5.1.4分布式新能源并网技术标准/
5.1.5平衡基团机制/
5.1.6氢能战略/
5.1.7德国能源转型实践对我国的启示/
5.2美国PJM电力市场与能源转型/
5.2.1PJM电力市场/
5.2.2PJM的能源转型/
5.2.3PJM电力市场对我国电力市场的启示/
5.3丹麦绿色低碳能源体系构建实践/
5.3.1国家层面的100%绿色电力供应计划/
5.3.2大力发展可再生能源发电技术/
5.3.3持续推进火电机组灵活性改造及优化/
5.3.4大力推进分布式区域能源系统构建/
5.3.5推进可再生能源消纳的P2X技术应用/
5.3.6推广新能源汽车与可再生能源融合应用/
5.3.7丹麦绿色能源电力发展对我国的启示/
5.4中国新型电力系统实践/
5.4.1配电侧新型电力系统实践/
5.4.2全清洁能源供电实践案例/
新型电力系统构建展望与建议/
6.1新型电力系统构建展望/
6.2新型电力系统发展建议/
参考文献/