我國廣域可再生能源短時間尺度時間互補性研究

《我國廣域可再生能源短時間尺度時間互補性研究》是依託中國科學院電工研究所，由劉怡擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：我國廣域可再生能源短時間尺度時間互補性研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉怡
• 依託單位：中國科學院電工研究所

項目摘要

合理利用廣域可再生能源時空互補性，能平滑其有功功率輸出，從而給含大規模可再生能源接入的電力系統的諸多方面帶來影響，如非可再生能源電源容量以及儲能容量的最佳化配置，電網輸電結構規劃等。本項目基於中國氣象局提供的數百個氣象站點實測的，時間長度為1年，解析度為1分鐘的風速、太陽輻射等氣象數據，重點研究我國廣域可再生能源短時間尺度時間互補性規律，以及考慮我國可再生能源時空互補性後的各種非可可再生能源電力資源（包括儲能）的最佳化配置問題。通過本項目的研究，力求為我國未來電網非可再生能源發電容量及儲能容量的最佳化配置、電網結構規劃等方面，提供基礎數據和科學參考，從而適應未來大規模可再生能源接入，促進我國電網經濟、高效和穩定運行。

結題摘要

我國可再生能源將在未來得到快速發展，但可再生能源有功發電功率依賴天氣，具有較大的間歇性、波動性，將其大規模接入電網將會給電力系統的安全穩定運行帶來不利影響。然而，併入電網的各種可再生能源資源具有良好的時空互補性，如果加以合理利用，可以有效平滑其有功功率波動，從而減弱大規模可再生能源接入電網所帶來的不利影響。研究我國廣域可再生能源時空互補性規律，是實現包含大規模可再生能源電網的電源最佳化配置、高效運行的必要條件。 項目從如下幾個方面展開了研究：（1）基於氣象數據的可再生能源短時間尺度輸出功率建模；（2）在不同可再生能源的組合場景下，計及各種可再生能源發電的慣性回響情況下，不同時間尺度下，區域或廣域可再生能源時間互補性的變化情況； （3）在計及非可再生能源發電的慣性回響和負荷波動，不同可再生能源組合場景和滲透率下，非可再生能源發電容量與各種儲能容量的配置量的最佳化計算方法；（4）為有效利用時空互補性並進行資源最佳化配置，我國未來電網結構研究。 通過研究，獲得了如下研究成果：（1）提出了一種基於功率譜密度理論的風電場輸出功率時空互補性模型；（2）獲得了我國廣域風能短時間尺度下的時空互補性規律；（3）提出了一種考慮電網回響特性和風電隨機性的儲能最佳化配置方法。 與國內外已有的成果相比，本項目的主要創新之處和科學意義體現在：（1） 研究了不同可再生能源滲透率及組合比例場景下的時間互補性規律，為未來電網規劃和運行提供基礎數據和科學參考。（2）率先關注廣域可再生能源時空互補性對電網非可再生能源電源和儲能容量最佳化配置的影響， （3）以實際華東電網為背景，探索了未來可能的適合消納廣域可再生能源的電網結構，為我國未來電網規劃提供科學參考。總之，本項目所獲得的最新成果，不僅為未來電網的規劃和運行提供基礎數據和科學參考，還可以為解決目前我國“三北”等地區由於電源配置不當造成的可再生能源難以消納等現實問題提出可行方案。