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支撑碳中和目标的电力系统源-网-储灵活性资源优化规划

时间:2021-08-23 13:02:18 来源:中国电力

观点凝练

摘要:2020年9月,中国提出将努力争取2060年前实现碳中和。大力发展风电、光伏高比例并网的新能源电力系统,是实现碳中和目标的重要途径。由于新能源发电具有波动性和随机性,因此需要提升系统灵活性以保障高比例新能源电力系统的安全、可靠和经济运行。以实现2060年碳中和目标为边界,采用内嵌全年8 760 h全景时序生产模拟的电力规划模型与方法,考虑各类灵活性资源约束,从不同时间和空间尺度统筹优化新能源电源、储能及电网互联容量,为实现碳中和目标提供可行方案。在此基础上,开展系统弃电率、新能源电源装机、储能配置及电网互联容量灵敏度分析,进一步论证模型方法的有效性,并量化分析高比例新能源电力系统源-网-储协同规划的效益。

(来源:微信公众号“中国电力” ID:ELECTRIC-POWER 作者:中国电力)

结论:实现2060年前碳中和目标,能源领域脱碳是关键,能源活动的脱碳关键是依靠能源供应清洁化、能源消费电气化,这就要求必须构建以风电、光伏等新能源发电为主的未来电力系统。

在新能源发电占比不断提高的过程中,电力系统对灵活性资源的需求不断增强,充分发挥新能源出力、储能及电网互联在不同空间及时间尺度上的灵活调节作用,是保证未来电力系统安全、可靠、经济的重要途径。

本文采用内嵌全年8 760 h快速全景时序生产模拟模型与方法,统筹优化了2060年电力系统新能源、储能装机及电网互联容量,提出了实现2060年碳中和目标的源-网-储优化方案。预计2060年,风电、光伏装机分别达到22.01亿、38.20亿kW,约占电源总装机的75%;储能需求达到6.65亿kW,约占新能源装机的11%,电网互联容量达到5.8亿kW,全系统弃电率约8.92%,全系统用电成本约0.253 9元/(kW·h),为顺利实现中国碳中和目标提供了可行方案。

在优化方案的基础上,开展了弃电率、电源装机、储能配置及电网互联容量灵敏度分析,进一步论证了优化方案的准确性。弃电率方面,单方面追求系统低弃电率,需要配置更多的储能,导致系统度电成本上升;新能源装机方面,单方面增加资源较好区域的电源装机,并不能充分发挥电源的价值,新能源装机存在最优布局;储能配置方面,单方面根据新能源装机容量配置一定比例的储能,并不能充分发挥储能的价值,储能配置存在最优配比;电网互联方面,单方面根据电力流确定电网互联容量,并不能充分发挥电网的价值,电网互联存在最优发展格局。因此需要开展新能源装机、电网互联及储能配置的联合优化规划。

引文信息

金晨, 任大伟, 肖晋宇, 等. 支撑碳中和目标的电力系统源-网-储灵活性资源优化规划[J]. 中国电力, 2021, 54(8): 164-174.JIN Chen, REN Dawei, XIAO Jinyu, et al. Optimization planning on power system supply-grid-storage flexibility resource for supporting the “carbon neutrality” target of china[J]. Electric Power, 2021, 54(8): 164-174.

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