前言 2014年6月13日，提出“四個革命、一個合作”能源新戰略，指明了新時代我國能源轉型發展的新方向，要源生產和消費革命，構建清潔低碳、的能源體繫。農村能源是我國能源體繫的重要組成部分。黨的十九大提出，農業農村農民問題是關繫國計民生的根本性問題，必須始終把解決好“三農”問題作為全黨工作的重中之重，實施鄉村振興戰略。2020年9月，在聯合國大會上提出，中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭於2030年前達到峰值，爭取在2060年前實現碳中和（以下簡稱“30·60”），對農村能源發展提出了新的約束。農村具有豐富的水能、風能、太陽能和生物質能等自然資源，同時具有廣大的土地空間資源，具備可再生能源開發的天然優勢年來，農村沼氣、太陽能、小微水電發展勢頭強勁。面對鄉村振興、新型城鎮化建設、“30·60”等國家戰略，農村能源轉型變革迎來重大發展機遇。長期以來，農村能源處於我國能源政策邊緣地帶，發展衡、不充分的問題突出，農村能源呈現“三低兩弱”特點，即資源利用率低、用能效率低、能量密度低、基礎設施薄弱和經濟承受力弱。鄉村振興背景下推動農村能源高質量發展，必須加快構建農村現代能源繫統，將農村地區豐富的能源資源優勢轉化為發展優勢。本書將人民美好生活日益激增的能源需求與農村能源發展錯位為切入點，以構建清潔化、電氣化、數字化的農村現代能源繫統為目標，圍繞“配置理論構建一運行技術突破一支臺研發”研究主線，開展技術攻關，並結合蘭考農村能源革命試點建行實踐，推動農村資源能源程，提升農村能源繫統利用效率，加速農村能源數字轉型，支撐清潔低碳、現代農村能源體繫構建，為鄉村振興“農業強、農村美、農民富”目標實現提供動力保障的成果。本書分別從新時代農村能源變革與農村現代能源繫統構建方面、農村能源繫統規劃關鍵技術研究、農村能源繫統協同優化關鍵技術研究、農村智慧能源支臺建設四個方行介紹。在新時代農村能源變革與農村現代能源繫統構建研究方面，主要內容是農村能源和農村能源發展現狀、轉型發展思路及典型範式，具括農村能源定義及主要形式、農村能源供需體繫發展現狀及現存問題，農村能源發展政策、農村能源轉型思路，農村能源轉型發展路徑、農村能源轉型典型範式。通過上述研究形成了農村能源發展的政策基礎、路徑趨勢以及典型範式，為開展農村現代能源繫統規劃與運行提供研究基礎。在農村能源繫統規劃關鍵技術研究方面，主要內容是農村能源供需特征刻畫、農村能源差異化規劃配置理論研究。農村能源供需特征刻畫主要內容是建立農村能源供給預測模型和需求預測模型刻畫農村能源供需特征。在能源供給側，提出基於不確定性的分布式電源場景分析方法；在能源消費側，基於非侵入負荷辨識模行用戶用能行為分析，提出考慮不同能源消費需求的農村主/被動用能負荷需求預測方法。在農村能源差異化規劃配置理論研究方面，主要內容是考慮我國農村發展的差異化特征，構建農村能源差異化發展場景，確立農村能源供需配置方法，建立“以電為中心”的農村能源網絡規劃模型，構建農村現代能源繫統。具括根據我國不同地區農村發展的差異性，分別建立基於地理位置、發展階段、產業結構差異的農村能源發展場景，形成多維度農村能源差異化發展場景特點與能源結構配置映射關繫。根據農村能源資源分布特點及用能需求，確定農村能源多能互補利用的實現形式，建立農村多能互補典型方案。構建適合農村能源供需特點的綜合能源繫統，建立基於差異化場景的農村能源供需配置多目標規劃模型，根據差異化場景的特征，提出基於混合模擬退火粒子群（PSO-SA）的多目標規劃求解算法。建立“以電為中心”的農村分布式能源繫統，研究農村分布式能源發電建模技術，分析多種能源耦合關繫，提出多種能源耦合下的農村能源繫統多目標優化規劃模型，確定不同模式下的設備配置規劃以及經濟性。在農村能源繫統協同優化關鍵技術研究方面，主要內容是圍繞電源控制、電能協調、多能協同三個層面，農村大規模分布式能源群控群調技術、基於5G+虛擬電廠的農村能源協調優化技術、含多種能源微能網能量優化技術，建立多分布式能源協同運行策略體繫。具括根據農村分布式能源隨機性、波動性的物理特征以及點多、面廣的空間特征，提出分布式電源分層控制架構。研究基於多智能主體繫統的虛擬電源與配電網的信息交互技術，構建多智能主體繫統信息交互體繫，提出虛擬電源的自律控制通信模型，設計虛擬電源的動態SCADA數據采集繫統，並提出虛擬電源互補優化控制、發滑出力控制、協調發電計劃自律控制、協同緊急發電等優化控制策略。復合儲能優化、柔性負荷自制控制策略，建立基於5G+虛擬電廠的低碳雙層調度優化模型，提出基於混沌細胞膜粒子群算法的雙層模型求解算法。在農村能源互聯化智慧支臺研究方面，主要內容是設計農村分布式能源數據采集體繫、多品類能源數據歸集機制、農村能源互聯臺建設，構建農村能源互聯化智慧支臺。提出基於CFN的雲邊繫統分布式雲架構、設計通信資滑分配機制，建立智慧物聯體繫關鍵技術。針對能源繫統數據采集終端現狀問題，提出NEG-802新能源數據采集終端，明確多分布式能源繫統數據采集終端工作機制。設含社會經濟統計數據、能源資源統計數據、源全鏈條數據、接入用戶能源消費數據等農村能源數據歸集體繫，明確數據歸集原則、歸集機制、體繫標準，形成農村能源數據歸集體繫。結合農村能源的綜合利用、價值共創、信息集成需求，設計農村能源互聯體架構，提出農村互聯臺能。形含技術架構、應用架構、數據架構、技術路線等農村能源互聯臺建設方案。國網河南省電力公司經濟技術研究院張藝涵、李慧璇、鄭永樂、謝安邦、祖文靜、張泓楷及華北電力大學汪鵬、楊莘博、尹哲參與了本書的編寫工作。本書在編寫過程中得到國網河南省電力公司經濟技術研究院和華北電力大學經濟與管理學院的支持與配合，在此表示衷心的感謝和誠摯的敬意。 本書承蒙國家電網有限公司科技項目“能源互聯網環境下農村能源產業關鍵技術及商業模式研究”（1400-202024222A-0-000）、國網河南省電力公司課題“河南農村多能互補模式及在蘭考能源互聯網中的應用研究”（5217L018000P）、國家電網有限公司管理咨詢項目“打造全國農村能源互聯網綜合示範樣板路線圖研究”（8117L021001Y）、國家自然科學青年項目“微能源網群多能分層互補及協同優化模型研究”（71904049）的資助，特此致謝。 編者 202pan>年8月30日
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