随着新能源装机规模与并网比例持续攀升，其固有的随机性与波动性导致电网频率偏差加剧、调节压力增大，严重威胁系统稳定性与安全经济运行。针对这一问题，提出一种计及储能响应特性与风功率波动平抑需求的混合储能系统（hybrid energy storage system，HESS）容量优化配置策略。该方法采用先进绝热压缩空气储能（advanced adiabatic compressed air energy storage，AA-CAES）与电化学储能组成HESS。首先，将HESS的输入功率通过变分模态分解（variational mode decomposition，VMD）算法进行分解，为降低模态混叠对功率分解精确度的影响，使用差分进化（differential evolution，DE）算法对VMD算法的参数进行优化；其次，结合AA-CAES的响应速度划分初步分配边界，进一步以HESS综合成本最小为目标对HESS功率进行二次分配；最后，通过算例仿真对所提方法进行验证。结果表明：所提方法能够降低功率分解过程中产生的模态混叠，同时实现风功率在不同储能系统之间的合理分配，结合不同储能元件的工作特性，实现了风功率波动的平抑以及HESS容量的合理配置，提高了系统的经济性。

为支撑新型电力系统建设与“双碳”目标实现，亟需明确新一代煤电技术的发展路径。通过文献综述与技术路线分析，系统梳理煤电在高效、灵活、低碳、智能转型中的关键支撑技术。研究结果表明：高性能金属材料是保障机组宽负荷、频繁启停下安全可靠运行的核心；宽负荷燃烧与氮氧化物协同控制、化学链燃烧（chemical looping combustion， CLC）、煤/生物质耦合及绿氨掺烧等技术可显著提升调节能力并降低碳排放强度，其中CLC碳捕集效率可达95%以上。结论指出，新一代煤电须承担“保供托底”与“灵活调节”双重使命，通过材料-燃烧-燃料-控制多维度协同创新，方能在保障能源安全的同时，有效支撑高比例可再生能源消纳与电力系统低碳转型。

为推动燃气轮机联合循环（gas turbine combined cycle，GTCC）系统向低碳化转型，亟需解决燃气轮机掺氢燃烧引发的燃烧不稳定与氮氧化物（NOₓ）过量排放等关键问题。通过文献综述系统分析氢气与天然气的物化特性差异，结合燃烧动力学与热力学原理，分析不同掺氢比例对燃烧稳定性、排放特性及循环效率的影响机制。同时梳理微混燃烧、富氢预混燃烧等先进氢燃烧技术的发展现状，并评估其在典型GTCC系统中的工程适用性。此外，结合材料科学与结构力学，探讨高温、高压环境下氢脆效应对压气机、透平叶片及燃料喷嘴等关键部件的失效风险。研究结果表明：当掺氢体积分数超过30%时，传统燃烧器易诱发热声振荡与局部高温区，导致NOₓ排放显著升高；而采用先进燃烧策略可降低NOₓ排放，并提升机组调峰能力；关键热端部件需通过材料升级与结构优化以满足氢燃料运行要求。因此，实现燃气轮机高比例掺氢乃至纯氢燃烧，需协同推进燃烧技术革新与整机系统适应性改造，为燃气轮机低碳转型提供系统性技术路径支撑。

随着“双碳”战略目标贯彻落实，海上新能源的接入比例逐步上升，这对沿海电力系统新能源消纳提出了更高要求。在此背景下，水下压缩空气储能（underwater compressed air energy storage，UWCAES）因其容量大、零碳排和运行工况稳定等优势，成为解决沿海地区高比例新能源消纳问题的重要技术之一。为此，提出了一种计及多层级储气布置的UWCAES配置策略。首先，基于水下深浅水区储气的空间分布特性，构建多层级UWCAES模型，以提升UWCAES运行灵活性；其次，以最大化系统收益为目标，综合考虑水下多层级压缩空气运行与系统功率平衡等约束，提出了多层级UWCAES模型配置策略；之后，采用遗传算法求解深浅水区储气空间的深度和容量，以快速获得配置结果；最后，通过仿真算例验证了所提配置策略的有效性。多层级储气布置有效增强了UWCAES在复杂运行工况下的调节性能与经济优势，可为沿海高比例可再生能源电力系统的储能规划提供切实可行的技术路径。

在电力市场交易中，电价预测逐渐成为能源企业决策机制的一个必不可少的环节，是市场参与者制定竞价策略的重要依据。准确的电价预测有助于电力市场各交易主体降低竞价风险，实现利益最大化，因此，研究电价预测具有重要意义。然而，由于气象条件、负荷需求、线路阻塞及政策导向等多重因素的影响，电价呈现出复杂的不确定性和显著的波动性。为了解决这一问题，电价预测的方法日益多样化。但由于高质量电力交易数据匮乏以及预测算法存在缺陷等问题，精准的电价预测面临诸多挑战。该文梳理了国内外关于电价预测的相关研究成果。首先，对电价形成机理及其影响因素进行了分析，并归纳了相关理论研究方法；其次，详细介绍了最新的电价预测方法，将其分为时间序列预测模型、传统机器学习模型、深度学习模型和混合模型这4个主要方面，并对各类方法进行了深入探讨与分析；最后，从影响因素、数据预处理、方法选择及评价指标等角度，对未来电价预测的发展趋势进行了展望。

“双碳”背景下，随着传统电力系统向新型电力系统转型升级，推动了“光储虚柔车”等新一代配电网主动能量体（active energy agent，AEA）的井喷式增长，但目前电力现货市场难以适应多种AEA的差异化物理经济特性和多样化交易需求，同时也难以厘清交易的附加环境价值。在此背景下，为量化AEA发用电方式对碳减排的贡献，首先提出基于合约完成率的信誉值评估模型，结合AEA信誉值和交易安全校核结果对交易次序与报价/报量进行调整更新；然后，设计基于电力潮流碳标签的区域动态碳排放因子和计及用户负荷-新能源（user load - new energy resource，UL-NER）曲线形态相似性指标的环境权益分配机制；最后，搭建目标函数为社会福利最大化的能量块匹配出清模型，使用Gurobi优化求解器对模型进行求解。算例分析与方案对比结果表明，所述交易机制在增加AEA自身收益及社会效益的同时提高了自身的降碳、减排能力。

在能耗双控向碳排放双控转变的背景下，传统以能量平衡为基础的规划方法难以准确衡量配电网的投资和运行成本，该文提出面向海量清洁能源接入的交直流配电网电碳耦合规划双层模型。首先，提出电碳耦合的交直流配电网规划方法，构建交直流电网潮流和碳排放的耦合上层数学模型，该模型以“电+碳”投资和运行成本最低为目标函数，考虑了配电网消耗化石能源在开采、运输、燃烧阶段的全生命周期碳核算和基于网络功率实时损耗的动态碳排放；其次，针对极端场景下的碳税波动问题，构建基于条件风险价值（conditional value at risk， CVaR）法的碳税修正下层数学模型，提出基于CVaR法的碳税修正策略，研究计及极端碳税的风险衡量方法，将碳税修正值反馈至上层规划模型，进一步优化规划策略使其适用于极端风险碳税波动情况。仿真结果表明，相较于传统交流电网规划结果，所提模型“电+碳”交直流配电网的规划结果更加准确，也能更好地适应碳税极端波动对规划结果的影响。

可再生能源出力的不确定性为微电网的优化调度带来了重大挑战。同时，传统的优化方法和调度时间尺度过于单一，导致调度结果存在较大误差，从而难以确保系统运行的可靠性与经济性。针对上述问题，提出了一种基于K-近邻（K-nearest neighbor，K-NN）算法、变模态分解（variational mode decomposition，VMD）、卷积神经网络（convolutional neural network，CNN）以及双向长短期记忆（bidirectional long short-term memory， BiLSTM）神经网络的微电网两阶段优化运行策略。首先，构建了基于K-近邻算法和混合BiLSTM功率预测模型，为两阶段优化调度模型提供准确的风光发电预测数据。其次，建立了两阶段优化调度模型。在日前调度阶段，引入阶梯式碳交易机制和激励型需求响应，以最小化系统总运行成本为目标制定日前调度计划；在日内调度阶段，则采用基于模型预测控制的方法，实现日内滚动优化调度策略，以调整量最小为目标对日前调度计划进行动态修正，从而降低因预测误差引起的功率波动。最后，以某微电网为例进行了仿真分析，结果表明：该方法不仅有效提高了预测精确性，同时也提升了微电网的经济性、环保性及稳定性。

在积极践行“双碳”目标、构建新型能源体系和建设新型电力系统的背景下，加快构建更加灵活、清洁、可持续的低碳能源系统成为能源转型的必经之路。基于对能源生产供应体系所需进行的“五个转变”的分析，阐述了低碳能源系统的内涵特征，明确了其构建思路，并详细探讨了实现低碳能源系统所需关键技术的发展趋势与面临的挑战。在此基础上，从供给侧和需求侧角度列举了2个具体实践案例，并展望了低碳能源系统未来的发展趋势。

为增强电力系统的灾害抵抗能力，对新能源高占比电网灾前中短期及临近期的主动预防策略进行了研究。首先，结合灾害预测的准确度及主动预防措施的时间尺度，研究了灾前主动预防决策窗口长度。其次，构建了以调度代价与失负荷损失之和最小为目标的预防-攻击-预防三层主动预防模型：上层模型决策移动应急电源接入位置和接入时间；中层模型基于自然灾害场景集确定失负荷损失最大的极端灾害攻击场景；下层模型在移动应急电源接入方案和极端灾害攻击场景的基础上，计及组网约束优化网络拓扑结构和电源出力。最后，在IEEE 69节点算例系统上对方法的有效性进行了验证，结果表明：采取主动预防策略的预防代价远远小于被动防御措施，且移动应急电源预接入时间也对主动预防策略的预防代价有一定的影响。

探究碳-新能源市场风险溢出效应对于防范市场风险、维持碳市场和新能源市场健康平稳运行具有重要意义。运用尾部事件驱动网络模型，构造碳-新能源系统，基于系统、市场、个体等不同角度分析碳市场和新能源市场尾部风险溢出效应。研究发现：碳-新能源系统整体关联性具有明显的周期性特征，突发极端事件会使风险关联度攀升；样本期内，碳市场吸收新能源市场的风险大于向新能源市场输送的风险，碳市场和光伏子市场的联系更为密切；随着碳市场和新能源市场的完善，局域极值点窗口期的关联边数逐渐增多，网络结构越发复杂；在总体关联度局域极大值时，碳市场和光伏子市场主要起到风险溢出通道的作用，风电和新能源汽车子市场有向外溢出和双向溢出的功能。最后，从风险防控、市场建设、监督管理的角度提出建议。

当前能源面临短缺、污染和安全三大问题，在碳达峰、碳中和目标指引和政策约束下，新一轮能源革命将呈现四大趋势。结合能源发展的四大趋势，深入分析传统电力系统存在的问题，分析电力系统中电网的作用与定位，阐述了新型电力系统的演进方向。预测了新型电力系统的指标节点、时间进度、重要特征和演进过程，提出了新型电力系统的发展路线图，并探讨了大规模可再生能源开发、电网调峰调频、局域网及微网构建、氢能及其综合利用等新型电力系统的四大支撑技术体系，为能源电力行业构建新型电力系统提供参考与借鉴。

氢能是一种清洁零碳、灵活高效、来源丰富的二次能源，作为现代能源体系的重要组成部分，是实现我国“双碳”目标的重要载体。随着日益严峻的碳减排形势，绿色氢能受到了全球的高度关注。利用可再生能源制氢，可以实现氢能全产业链绿色无碳，解决可再生能源消纳问题，是极具潜力的氢能发展路线。文章总结分析了国内外氢能产业最新发展动态，重点从制氢、储氢、运氢、加注、应用等全产业链的各个环节研究了绿色氢能关键技术的发展现状与趋势，结合我国氢能产业发展提出了典型的应用场景和发展建议，为我国绿色氢能的发展提供借鉴和参考。

随着“碳中和”目标的提出，我国的能源利用方式需面临调整。首先，介绍了目前我国非化石能源比重为15%左右，到2050年我国非化石能源比重将达到70%左右。其次，指出除了提高非化石能源的利用比例，在某些难以脱碳的领域必须利用碳捕集与利用等技术实现碳减排。接着，文章对碳捕集与利用技术做了详细介绍，碳捕集技术分别包括二氧化碳燃烧前捕集、二氧化碳燃烧中捕集和二氧化碳燃烧后捕集；二氧化碳利用技术主要包括物理应用、化工利用、生物质利用。由于新能源电解水制氢过程实现了完全脱碳，因此新能源电解水制氢被认为是脱碳的终极路线，在实现完全脱碳生产之前还要靠碳捕集技术来兜底。

氢能具有低碳清洁、能量密度大和转化效率高等优点，有望在我国能源转型进程中发挥举足轻重的作用。分析了制氢、储氢和用氢等领域各项技术的研究现状与发展前景，在此基础上提出了可再生能源、综合能源服务园区耦合氢能发展的具体技术路径。固体聚合物(solid polymer electrolyte，SPE)电解制氢和固态材料储氢是制氢和储氢环节最具潜力的发展方向。用氢环节中氢燃料电池和天然气掺氢等技术应同步推进。弃风/弃光电解水制氢、风电/光伏离网制氢与燃料电池发电、加氢站供应、制甲醇以及天然气掺氢等技术有机结合将有效解决可再生能源制氢不经济和运输困难的问题，同时氢能可实现多种能源网络的互联，在未来综合能源服务园区内的应用前景非常广阔。