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电力建设 2025年第03期 116-127页

作者：肖白张清佰秦伟东屈高强孔译辉张晓华东北电力大学电气工程学院国网吉林省电力有限公司延边供电公司国网宁夏电力公司经济技术研究院

在电力市场和碳交易市场的背景下，为满足高比例新能源并网所带来的电力系统灵活性需求，且节省投资建设成本，提出一种考虑电碳耦合和灵活性供需平衡的源网荷储协同规划方法。首先，通过电价和碳交易价格建立电碳耦合关系；其次，对柔... 详细信息

在电力市场和碳交易市场的背景下，为满足高比例新能源并网所带来的电力系统灵活性需求，且节省投资建设成本，提出一种考虑电碳耦合和灵活性供需平衡的源网荷储协同规划方法。首先，通过电价和碳交易价格建立电碳耦合关系；其次，对柔性负荷可调节潜能进行分析，根据电碳耦合下的自适应分时电价建立价格型需求响应模型；再次，分析电力系统中灵活性资源所具备的灵活性供给能力，建立灵活性供需平衡模型；然后，建立基于全生命周期理论的源网荷储协同规划双层模型，上层模型以电力系统建设投资的等年值综合成本最小为优化目标，下层模型以电力系统年运行成本与年碳交易成本之和最小为优化目标；最后，采用改进的自适应遗传算法对所建立的模型进行求解。算例结果验证了所提方法能够为源网荷储协同规划工作提供参考。

关键词：电力系统规划灵活性供需平衡源网荷储协同规划电碳耦合碳交易

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含高比例新能源的电力系统源网荷储协同规划及优化运行研究

含高比例新能源的电力系统源网荷储协同规划及优化运行研究

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作者：杨若琳东南大学

学位级别：硕士

以实现碳中和、碳达峰、净零排放等为目标,中国电力系统形态在高比例新能源并网的背景下正不断发生变化,新能源出力高度不确定性特征愈发显著,电力系统在规划决策、调度运行等方法和理论上也将进行重大变革。目前,我国新能源多以集中式... 详细信息

以实现碳中和、碳达峰、净零排放等为目标,中国电力系统形态在高比例新能源并网的背景下正不断发生变化,新能源出力高度不确定性特征愈发显著,电力系统在规划决策、调度运行等方法和理论上也将进行重大变革。目前,我国新能源多以集中式大规模模式进行开发利用,在含大规模新能源场站的区域电网中,以风电场、光伏电站为代表,相似的风源或相近的天气使新能源场站间的有功功率出力在空间、时间尺度均具有强相关性,出力强相关性作为重要特征将必然对规划年电网规划与运行产生巨大影响。同时,新能源高比例并网后,规划、运行场景激增,传统电网规划方法所考虑的场景已不能保证实际运行中新能源波动下的系统灵活性和稳定性。为此,需对新能源场站出力时空相关性进行刻画和建模,并考虑用户参与和储能调节能力,对规划和运行的协同优化进行深入研究,提出适应高比例新能源并网的电力系统规划方法。本文基于现有的相关性模型和电网规划方法,深入分析了新能源间出力的时空相关性,并以此为基础提出了包含极端场景的典型日集生成方法、规划年电网运行体检方法及具有双层优化模型结构的源网荷储协同规划方法,具体包含以下几个方面。针对新能源出力时空相关性,本文首先基于变结构copula理论描述空间相关性,提出了基于Z检验滚动验证的变结构点诊断方法,诊断得出序列变结构点位置,针对各阶段样本序列,基于多阶段过滤筛选法构建最优变结构copula模型,提高了空间相关性拟合精度。然后,基于随机微分方程理论描述时间相关性,提出了剥离季节成分且考虑长期波动变化趋势的改进随机微分方程模型以适应具有周期性、季节性特征的长时间尺度时序建模。最后,分别生成空间、时间相关性模拟序列,并进行序列重构排序,得到新能源出力时空相关性模拟序列。为获得规划年电网源荷典型场景,本文以日时间尺度着重分析了新能源-负荷功率曲线形态特征,从静态度量、动态度量、互补形态度量方面构建了源荷曲线特征指标体系,量化了源荷曲线的相似性、耦合性、互补性特征,同时兼顾相关性特征、几何特征、概率特征进行场景缩减,获得了更具有效性、典型性、极端性的典型日集场景。作为电网规划的必要条件,本文进一步提出了基于典型日集和最优概率潮流的待规划年电网运行体检方法,并详细分析了待规划年输电走廊阻塞情况。为应对高比例新能源并网给电网带来的灵活性、协调性、安全稳定性等方面的挑战,本文基于传统电网规划模型,深入探讨了规划与运行协同、源网荷储协同互动模式,提出了规划-运行协同的多运行场景源网荷储协同双层规划模型。从电网建设的视角,上层投资决策模型以建设成本、运营成本经济性最优为目标,另外考虑了新能源接入率约束、预防控制下的N-1安全约束;从电网调度的视角,下层多场景协调优化运行模型以新能源弃用率,线路潮流不均衡度组成的加权运行指数最优为目标,全面考虑了典型日源网荷储协同互动情况,所提模型能有效兼顾电网坚强性、经济性、灵活性、协调性。为进一步推动源-荷积极互动,本文提出了考虑源-荷曲线特性约束的源网荷储协同规划模型,提高了源-荷曲线相似度、耦合度。此外,本文分别深入研究了考虑新能源出力时空相关性、规划年电网运行体检的协同规划与优化运行模型,并验证了考虑时空相关性及规划年电网运行体检的必要性。本文研究成果能够为新能源出力时空相关性分析、典型日集生成方法、高比例新能源并网背景下待规划年电网运行体检及源网荷储协同规划提供理论依据与应用参考。

关键词：高比例新能源时空相关性变结构copula 典型日集源网荷储协同规划双层规划模型

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支撑双碳目标的新型储能发展潜力及路径研究

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中国电力 2023年第8期56卷 17-25页

作者：任大伟侯金鸣肖晋宇金晨吴佳玮全球能源互联网发展合作组织北京100031

构建新型电力系统对于实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。系统灵活调节能力已成为构建新型电力系统的关键因素。新型储能具有多种优势,且技术经济性正在快速进步,必将成为提升系统灵活调节能力的重要支撑。未来支撑实现双碳目标的新... 详细信息

构建新型电力系统对于实现“碳达峰、碳中和”目标至关重要。系统灵活调节能力已成为构建新型电力系统的关键因素。新型储能具有多种优势,且技术经济性正在快速进步,必将成为提升系统灵活调节能力的重要支撑。未来支撑实现双碳目标的新型电力系统需要多少新型储能、什么样的新型储能以及如何发展新型储能是需要重点研究的课题。将中国电力系统转型路径、灵活性资源协同规划、储能技术发展及中国电力系统的特征相结合,以转型路径情景为基础边界,充分考虑煤电发展过程存在的不确定,提出3种新型储能研究方案;采用基于时序生产模拟的电力系统源网荷储扩展优化模型,充分刻画七大区域电网的电源、负荷及电网互联等系统特性,全面考虑系统灵活性资源的技术经济特性,量化分析全国七大区域电网对各类型储能的需求潜力;从碳达峰、快速减排、碳中和3个阶段,针对新型储能的发展任务、技术经济水平及发展规模等维度提出新型储能的发展路径,为中国新型储能发展规划和产业持续发展提供决策参考。

关键词：新型电力系统新型储能源网荷储协同规划需求潜力发展路径

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