双碳目标下低碳综合能源系统规划关键技术及挑战

张沈习; 王丹阳; 程浩忠; 宋毅; 原凯; 杜炜

doi:10.7500/AEPS20210703002

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双碳目标下低碳综合能源系统规划关键技术及挑战

综述 | 更新时间：2025-06-16

- 双碳目标下低碳综合能源系统规划关键技术及挑战
- Key Technologies and Challenges of Low-carbon Integrated Energy System Planning for Carbon Emission Peak and Carbon Neutrality
- 电力系统自动化 2022年46卷第8期页码：189-207
- 作者机构：
  
  1.电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学),上海市 200240
  2.国网经济技术研究院有限公司,北京市 102209
  3.国电南瑞科技股份有限公司,江苏省南京市 211106
- 作者简介：
  
  张沈习(1988—)，男，博士，副研究员，博士生导师，主要研究方向：电力系统规划、综合能源系统规划。E-mail：willzsx@sjtu.edu.cn
  王丹阳(1997—)，女，硕士研究生，主要研究方向：综合能源系统规划、综合能源系统评价。E-mail：PL-wdy@sjtu.edu.cn
  程浩忠(1962—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，中国电机工程学会会士，IET Fellow，主要研究方向：电力系统规划、电压稳定、电能质量、综合能源系统规划。E-mail：hzcheng@sjtu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(U1966206;52177099)
- DOI：10.7500/AEPS20210703002
  中图分类号：
- 收稿：2021-07-03，
  
  修回：2021-10-27，
  
  网络出版：2022-02-16，
  
  纸质出版：2022-04-25
- 稿件说明：
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张沈习,王丹阳,程浩忠等.双碳目标下低碳综合能源系统规划关键技术及挑战[J].电力系统自动化,2022,46(8):189-207.

ZHANG Shenxi,WANG Danyang,CHENG Haozhong,et al.Key Technologies and Challenges of Low-carbon Integrated Energy System Planning for Carbon Emission Peak and Carbon Neutrality[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(8):189-207.
张沈习,王丹阳,程浩忠等.双碳目标下低碳综合能源系统规划关键技术及挑战[J].电力系统自动化,2022,46(8):189-207. DOI： 10.7500/AEPS20210703002.

ZHANG Shenxi,WANG Danyang,CHENG Haozhong,et al.Key Technologies and Challenges of Low-carbon Integrated Energy System Planning for Carbon Emission Peak and Carbon Neutrality[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(8):189-207. DOI： 10.7500/AEPS20210703002.

摘要

双碳目标下，能源系统深度脱碳势在必行。低碳综合能源系统是通过集成碳捕集技术、提高非碳能源比例、充分调动源-网-荷-储各能源环节灵活性资源等方法，主动或被动降低碳排放的多能源系统形态。文中对低碳综合能源系统规划关键技术进行了评述和展望。首先，梳理了现阶段能源转型目标和路径优化方法；然后，从碳捕集和可再生能源消纳两方面对低碳综合能源系统关键要素建模方法进行总结；在此基础上，根据不同低碳综合能源系统层级的特点，分别评述了集成碳捕集技术和高比例清洁能源的跨区级低碳综合能源系统规划方法、考虑多类型分布式清洁能源和灵活性资源的区域级低碳综合能源系统规划方法、计及用户用能及建筑特性的用户级低碳综合能源系统规划方法；最后，对不同层级低碳综合能源系统规划面临的挑战进行了展望。

Abstract

For the carbon emission peak and carbon neutrality

deep decarbonization of the energy system is imperative. The low-carbon integrated energy system is a form of multi-energy system

which actively or passively reduces carbon emission by integrating carbon capture technologies

increasing the proportion of non-carbon energy

and fully mobilizing the flexible resources of the source-grid-load-storage. This paper reviews and prospects the key technologies of low-carbon integrated energy system planning. First

the target and path optimization methods of energy transformation are presented. Then

modeling methods of key elements in the low-carbon integrated energy system are summarized from the aspects of carbon capture and renewable energy accommodation. On this basis

according to the characteristics of different levels of low-carbon integrated energy systems

the cross-regional-level low-carbon integrated energy system planning method integrated with the carbon capture technology and high-proportional clean energy

the district-level low-carbon integrated energy system planning method considering multiple types of clean energy and flexible resources

the user-level low-carbon integrated energy system planning method considering energy consumption characteristics of users and building attributes are commented

respectively. Finally

the future development challenges of low-carbon integrated energy system planning methods at different levels are prospected.

关键词

Keywords

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