考虑气候风险耦合影响的中长期电力资源规划
袁家海，牟琪林，张浩楠，赵艺莹，张 健
研究概述
以全球变暖为显著特征的气候变化是全人类面临的共同挑战。考虑气候风险对电力供应和需求的影响进行电力系统气候适应性规划研究十分重要且紧迫。研究考虑气候风险在电力系统供需两侧的耦合影响开展了中长期电力资源规划研究。首先，分析了气候风险对电源规划的影响机制，定量刻画了气候因素与可再生能源出力以及电力需求之间的耦合关系；其次，基于气候因素与电力系统的耦合关系，构建了考虑气候风险耦合影响的中长期电源规划模型；最后，利用该模型对青海省2024—2035年的电力资源进行优化配置，并通过3种情景（S1常规情景；S2考虑气候长期变化趋势情景；S3考虑极端天气情景）进行对比分析，讨论气候变化和极端天气对中长期电力资源规划方案的影响。本研究旨在为考虑气候适应性的电源中长期规划提供建议和参考。
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S2考虑气候变化趋势情景下可再生能源装机容量总量略有减少。相较于S1情景，S2情景下各类电源年均总发电量增加5%，可再生能源配置新型储能的年均发电量占比由87.5%提升至88.0%。在S2情景可再生能源装机规模总体减少的情况下，结合预测的气候演变趋势进行资源规划配置，可以提高可再生能源电力的利用效率，减少弃电率。在区域内部和外送电总体电量平衡约束下，为了尽可能提升可再生能源的消纳水平，需要通过配储及其他措施提高其有效利用小时数。相较于S1情景，S2情景下对风电的投资建设成本有显著提高，而对常规水电和抽水蓄能的投资建设成本则明显降低。这表明在规划中考虑气候变化趋势可以使电力资源容量配置更具针对性，从而可以提高资源配置效率，进一步降低投资建设成本。S2情景展现了气候变化趋势对该省电源规划的关键影响。
©作者文章|图 S2情景下规划结果
考虑极端天气气候风险约束的S3情景下该省规划期内可再生能源装机容量与S2情景相等，但可控电源装机容量年均增加30.7%。极寒天气下可再生能源出力大幅降低，需要更多常规可控电源出力来支撑本地负荷。该情景下可再生能源发电量相比S2情景年均减少2.3%，可调节电源发电量年均增加21.0%。常规可控电源投资建设成本增长47.6%。在前期中长期规划中考虑极端天气的影响势必会增加电力资源配置的投资建设成本，但会减少由极端天气引发的电力安全事故，从而降低系统的运行维护成本。S3情景表示电力系统气候适应性的关键在于可再生能源与可控资源的合理配比。
©作者文章|图 可调节电源装机容量差值（S3减S2）
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http://www.climatechange.cn/CN/10.12006/j.issn.1673-1719.2024.129
袁家海 教授
单位：华北电力大学经济与管理学院
研究方向：能源系统工程理论与应用，能源系统低碳转型与决策等
张健 副教授
单位：华北电力大学经济与管理学院
研究方向：新型电力系统等
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