编者按:随着科技和经济的发展,中国的电力也发生了结构性的变化,从最初的火力发电,到现在的核电和新能源发电,可以说中国的电力发展史是一部“见证”社会发展的历史,而书写这部历史的正是中国的电力人。
电力市场建设事关国计民生,大到国家能源资源的优化配置,小到家家户户的用电价格,如何建设适应我国国情的电力市场机制是电力领域长期面临的关键问题。经过30余年的发展和多次市场化改革,我国逐步建立了电力市场体系,而在体系完善的背后,则是诸多科研工作者的默默付出。
出生于1979年的刘敦楠,亲历了我国电力市场改革过程,从学生时代、年轻老师到电力市场领域研究人员,无论身份如何变化,不变的是他立志为我国电力市场建设献智献策的初心和理想。
近年来,刘敦楠团队已承担国家和省部级9项科研课题;承担并完成政府机构和电力行业委托的一百余项课题。出版专著4本;公开发表论文100余篇,其中SCI期刊20余篇,EI期刊论文近30篇;获得发明专利授权19项,受理50余项;获得软件著作权7项;自主开发调度/交易系统系列成果应用于7个省份。并通过多个课题的探索与实践,脚踏实地为电力市场建设提供支撑。
求学深造——电力市场机制设计
2002年,电力领域进行市场化改革,当时,刘敦楠还是清华大学电机系在读的硕士研究生,那时的他,便积极参与电力市场机制的设计,不仅负责东北和华东两个区域电力市场的监管指标体系设计,还为六个省级试点市场之一上海电力市场设计开发了“上海电力市场运营监管和数据挖掘系统”,并获得上海市科技进步三等奖。
清华大学研究生阶段的学习,培养了他严肃认真的科研作风,激发了他对电力市场研究的兴趣,并在后续的科研工作中聚焦我国电力市场建设面临的问题。
追本溯源——研究电力系统平衡调度
在电力市场改革受阻时期,研究团队开始潜心研究电力系统平衡调度,主持开发超短期负荷预测系统、多级电网协调实时调度优化系统、多级电网调度反馈控制系统等一系列调度系统,并在湖南、湖北、上海等国网公司省级调度中心应用至今。相关成果获得2012湖南省电力公司科技进步一等奖、2015年湖南省科技进步奖二等奖以及2020年中国发明协会发明创新二等奖。
他们以日内超短期负荷预测为依据,对超短期预测与日前计划的偏差,对全省的水、火、燃机等多能源发电机组进行实时优化的机组组合,并自主开发了考虑电网安全约束的实时平衡优化算法。
当时,在国内尚未建立电力市场的情况下,实时平衡优化调度借鉴了国外电力现货市场和日内实时市场最优潮流和节点边际电价的思路,自主开发了核心算法,并先后在国家电网CC2000、OPEN3000和D5000调度系统上进行了嵌入式二次开发,部分替代了调度系统原有的基本算法。
脚踏实地——建设中国特色的电力市场
除了市场机制设计求真务实、砥砺前行,研究团队也十分注重电力市场核心技术的自主创新。在新一轮电力体制改革中,他们积极投身于电力实践探索。2015年新一轮电力市场化改革中,已经成为华北电力大学副教授的他,参与起草国家发展改革委发布的《新电改解读本》,并参与起草能源互联网行动指导意见,也进一步明确以能源互联网与电力市场为主的研究方向。
在新形势下,国内不乏学习国外经验来建设我国电力市场的声音,同时存在部分国外崇拜风气。他们在借鉴国外经验的基础上,清晰认识到我国电力市场建设的特殊性,提出我国电力市场应首先开展分时段中长期交易,并逐步过渡到与现货相衔接的电力市场交易机制。这一论断并非空谈,已在江西省落地实践,并提出了一套适应江西现状的电力分时段交易机制,开展试运行。江西试点及其成效受到国家能源局赞同,并作为典范向全国推广。现已在全国17个省级电力交易中心开展市场机制设计课题研究,为推动电力市场改革贡献了力量。
为解决我国面临的新能源消纳瓶颈难题,针对冀北电网新能源消纳困境,提出售电侧高比例新能源消纳的关键技术,获得2020年河北省科学技术进步奖三等奖。同时,结合南方电网弃水电量消纳难题,提出面向大规模水电消纳的区域市场融合关键技术,相关成果获得2020年中国电力企业联合会管理创新奖大奖。
同时,重点研究需求侧资源聚合参与市场交易,为高比例新能源电力系统安全运行提供支撑。提出虚拟电厂聚合调控与共享运营关键技术,相关成果获得2020年国网冀北电力有限公司科技进步奖特等奖、2020年中国能源研究会能源创新奖二等奖。同时,提出电动汽车负荷聚合消纳新能源的调控优化技术,相关成果获得2020年中国电力企业联合会管理创新奖一等奖。
肩负使命——服务国家绿色低碳发展目标
随着碳达峰、碳中和目标的提出,如何建设清洁低碳安全高效的能源体系是现阶段面临的关键问题。但在此之前,研究团队就认识到绿色电力市场的重要意义,开展了大量研究工作,形成了一系列成果。
2010年至2013年,与安徽省电力公司开展绿色电力市场理论与应用课题研究,经过调查和探索,提出了建立以促进可再生能源市场化交易为核心目标的绿色电力市场理论,设计促进风、光消纳的可再生能源电力交易品种;提出建立风、光发电的固定成本、变动成本和机会成本模型。
2014年,与上海市电力公司完成上海电网电力交易与碳排放权交易的理论与应用研究,并于2015年至2017年推广应用于湖北电网和安徽电网。
2015年,主持国家自然科学基金(青年项目)资助的“电,碳协调交易机制及其效益评估的研究”项目,出版专著《电碳协调交易理论与应用》,相关成果获得国网安徽省电力公司科技进步奖三等奖。之后,又陆续出版了专著《面向低碳经济的电力系统调度交易理论与应用》《绿色电力市场理论及应用》,相关成果获得2016年安徽省科学技术奖三等奖。
把论文写在祖国大地上,通过科技创新推动电力市场及行业发展,是研究团队科研路上的原则和标准。未来,他们将继续在电力领域前行,不忘初心,牢记使命,用更多的科研成果,为中国电力的发展,添砖加瓦,贡献力量。