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東南大學
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基于電碳量化關系的關鍵技術及應用

2022-07-26 10:20:58
云上高博會 http://www.g2h0uzv.xyz
所屬領域:
新能源與節能環保
項目成果/簡介:

一、項目分類

關鍵核心技術突破

二、技術分析

關鍵技術1:基于能源大數據的電網源流路徑電氣剖分技術

電力網絡源流路徑電氣剖分技術是一種基于系統確定運行方式下源流計算結果的網絡分析方法。利用電氣剖分方法,可以定量地求出任一線路上的源流具體是從系統中的何處、以何路徑傳輸而來。基于電氣剖分理論可以分析出實際電網源流耦合信息,并以此為依據制定相應的控制策略。

基于不同發電類型的發電廠碳排模型和不同時間斷面下的電網潮流分析數據,通過電力網絡源流路徑電氣剖分方法,可面向不同電壓等級區域電網,支持包含源網荷儲的配網模型導入,實現對電網中源荷資源碳流足跡的實時追蹤,基于電網的碳流追蹤技術可掌握電網碳流動態分布情況,通過對電網碳分布-電分布時空耦合影響機理的研究,可實現電網碳分布與電分布間交互影響的有效分析,最終掌握電網電碳分布情況、碳排流動情況以及碳排分攤比例,從而提升對不同區域電網內碳流的態勢感知能力,助力區域電網實現雙碳目標。

關鍵技術2:基于用戶側能碳因子的電力基因技術

電力基因技術,是對各種不同的電力特征數據進行采集分析,獲取系統基因組的準確畫像,利用人工智能、大數據分析等技術手段進行電力基因檢測和診斷,通過控制手段進行電力基因調控,從而挖掘出深度應用價值的技術。電力基因數據包含時間特征(天-時級、分-秒級、毫-微秒級)、空間特征(線路拓撲、節點分布及設備位置)和能量特征(電壓、電流、功率、頻率)信息,可以對一個研究對象進行電力基因數據提取,并建立基于電力基因數據的電路模型,開展多樣化定制化的電碳協同服務應用。

用戶的電碳因子可能受到多種因素的影響,包括用戶對用能設備的控制,如開關動作、調節指令等;用戶對系統和設備的運行方式的改變,如運行模式、調控策略等;用戶受到研究對象自然條件的影響,如溫度、濕度、臺風等;用戶受到電網或社會環境的影響,如政治、經濟、文化、科技、心理等因素。對供電大樓內不同部門不同班組的用戶進行精細的能碳畫像,有助于加強用能科學管理,強化用能監督,制定和實施低碳節能措施,為供電公司開展低碳節能技術改造和節能減排工作提供強有力的決策支持。

應用范圍:

據統計,雙碳目標下重點碳排領域主要有能源、工業、建筑、交通。電力網絡源流路徑電氣剖分技術和電力基因技術的研發以實現重點行業的能耗雙控與碳排雙控為抓手,以支撐國家的雙碳戰略目標實現為方針,僅僅圍繞能源、工業、建筑、交通四大領域開展了一些列應用示范。

能源領域:

以工業園區為目標,構建以綜合能源網絡為載體的碳足跡追蹤系統,分析主要能源產品從生產、加工、轉換、傳輸、利用等全生命周期過程中的能-碳映射關系,深化構建高分辨率時空耦合的碳足跡追蹤模型,助力園區實現區域范圍內多能耦合的碳足跡實時高精度追蹤,精準定位園區碳排分布,核算碳排總量及碳排強度。

目前已在江蘇省溧陽高新區和紅色金寨新型電力系統示范區進行示范應用。

 

工業領域:

工業領域僅僅圍繞工業結構降碳、工業技術降碳和工業管理降碳三個方向。通過調整產業結構,促使工業結構朝著節能降碳的方向發展。著力加強管理,提高能源利用效率,減少污染排放。主攻技術節能,研發節能材料,改造和淘汰落后產能,快速有效地實現工業節能減排目標。

目前已在江蘇金源高端裝備股份有限公司進行示范應用。

建筑領域:

基于數字技術及電力基因技術構建建筑能效管控系統,對建筑的建設到使用進行全生命周期的碳排放計算。通過對建筑使用過程中各類能源數據的監測、用能單位的監測、用能習慣的分析,優化建筑能源使用,從而減少建筑碳排。

目前在溧陽上興牛馬塘和溧陽高新區幸福公寓進行示范應用。

交通領域:

通過電力網絡源流路徑電氣剖分技術和電力基因技術,加強交通領域中充電樁、光伏、儲能等用能元素與電動汽車等用電元素的互動。將路網信息與電網信息相結合,生成電動汽車最優出行理論,進一步減少交通領域碳排。

目前已開展溧陽高新區創智園電動汽車充電樁數據接入及智慧管控示范項目

效益分析:

碳排主要來源于工業、交通、建筑和能源,均與電力行業的電力產生與利用存在直接關聯。電力網絡源流路徑電氣剖分技術和電力基因技術直接面向電力行業的低碳減排,通過電碳關系的實時量化計算,為電網的低碳調度和用戶的低碳用電提供輔助決策,兩項技術涵蓋電力低碳的軟硬件,具有及其廣闊的應用前景。

電力網絡源流路徑電氣剖分技術和電力基因技術僅僅圍繞國家雙碳戰略目標,以“電力-碳排” 為技術核心,著力突破能源、工業、交通、建筑、農業等重點行業領域關鍵技術,可形成強有力的共性技術供給能力。通過在各領域的雙碳技術創新示范, 可形成與各行業雙碳目標相適應的低碳轉型關鍵技術應用示范體系,為雙碳目標的實現提供堅實的技術支撐。

知識產權類型:
發明專利
知識產權編號:
2022105460190
技術成熟度:
可以量產
技術先進程度:
達到國內領先水平
成果獲得方式:
獨立研究
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