含高比例可再生能源电力系统灵活性规划及挑战
电力系统的灵活性管理与优化
电力系统的灵活性管理与优化电力系统在现代社会中扮演着至关重要的角色，其供电稳定与质量直接影响着国民经济的运行和人民生活水平的提高。
随着电力需求的不断增长和新能源技术的快速发展，电力系统的灵活性管理与优化也变得日益重要。
本文将从多个方面深入探讨电力系统灵活性管理与优化的相关问题。
1. 电力系统的灵活性需求随着可再生能源（如风电、光伏等）在电力系统中的比重不断增加，电力系统面临着更多的不确定性和不稳定性。
传统的基于化石燃料的发电方式往往无法满足这种需求，因此电力系统需要更大的灵活性来适应新能源的接入。
灵活性管理可以帮助电力系统更好地应对负荷波动、新能源波动等问题，保障供电的稳定性和可靠性。
2. 电力系统的灵活性管理方式为了提高电力系统的灵活性，可以采取多种管理方式。
一是通过灵活的调度和运行方式，灵活性调度可以根据供需情况实时调整发电计划，使电力系统更具弹性。
二是加强多能源互补和协同，通过各种能源的互补和协同运行，提高电力系统的稳定性和可靠性。
三是采用灵活的储能技术，储能可以在电力需求高峰时释放能量，避免电力系统负荷大波动。
四是加强电力市场机制的设计，完善市场机制可以有效激发电力系统的灵活性，提高电力资源的利用效率。
3. 电力系统的灵活性优化方法除了灵活性管理，电力系统还需要进行灵活性优化。
灵活性优化可以通过优化发电资源配置、优化电网规划等方式实现。
一是优化发电资源配置，可以通过多样化的发电资源配置，降低电力系统运行成本，提高系统的经济性。
二是优化电网规划，可以通过合理规划输电线路、变电站等设施，提高电力系统的稳定性和可靠性。
4. 电力系统的灵活性管理与优化案例分析以某国家电力系统为例，通过对其灵活性管理与优化措施的分析可以发现，该国在发电资源配置方面存在着一定的局限性，导致电力系统在应对新能源接入时存在一定难度。
因此，该国电力系统需要进一步加强灵活性管理与优化，以适应新能源发展的需求。
5. 未来电力系统的发展趋势随着新能源技术的不断发展和电力需求的增长，电力系统的灵活性管理与优化将成为未来的重要趋势。
新型电力系统建设面临的挑战及应对措施
新型电力系统建设面临的挑战及应对措施摘要：新型电力系统以风力发电、光伏发电等新能源为主体。
由于新能源发电固有的随机性、波动性和间歇性，及通过电力电子装置并入电网的特点，以新能源为主体的新型电力系统将呈现“一低、两高、双峰、双随机”特点，即低系统转动惯量、高比例新能源+高比例电力电子装备、夏冬负荷双高峰、发电出力和用电负荷双侧随机波动，给电力系统安全稳定运行带来挑战。
以下主要就对新型电力系统建设面临的挑战及应对措施相关方面进行分析和探讨。
关键词：新型电力系统；挑战；应对措施1市场环境变化在新型电力系统建设背景下将面临很多新的环境变化,主要涉及政策、市场、技术、用户端变化。
一是政策趋势变化：低碳化成为必然趋势。
《“十四五”可再生能源发展规划》提出,“十四五”期间可再生能源在一次能源消费量增量中占比超过50%,可再生能源发电量增量占比超过50% 的目标。
这意味着可再生能源将成为能源消费增量主体,必然要求推动构建新型的电力系统,这为综合能源服务开展多能互补、源网荷储一体化提供了新的商机。
二是市场变化：全国统一电力市场体系建设提速。
这将打破跨省跨区交易壁垒,现货市场、绿电交易将迎发展新机遇,为综合能源服务发展开拓了新的市场。
三是技术变化：数字技术与能源技术深度融合。
根据《“十四五”数字经济发展规划》,到2025 年,数字经济核心产业增加值占国内生产总值比重达到10%。
数字化与能源技术融合,成为今后综合能源服务业务的重点拓展方向。
四是用户需求变化：从“以生产为中心”向“以用户为中心”转变。
新能源大规模接入电网要求必须构建源网荷储友好互动体系,倒逼综合能源服务提高用户满意度,重点在节能等服务环节上提高核心竞争力。
2新型电力系统建设面临的挑战2.1电源侧随着新能源出力波动与负荷需求波动叠加后的净负荷峰谷差明显增大，电力系统需要解决调峰、调频、灵活调节资源稀缺，低惯性、抗扰动能力弱，新能源机组低、高电压穿越等问题。
新型电力系统的新能源挑战和数字化技术分析
新型电力系统的新能源挑战和数字化技术分析李 凯（贵阳电力设计院有限公司）摘 要：在能源绿色化转型的新形势背景下，必须积极迎合新能源电网运行需求，在新型电力系统发展中实现源网荷储的高效互动，面对新能源挑战积极研发各项关键技术、新型电力系统数字化技术等，有效应对新型电力系统面临的消纳、安全运行、机制体制等挑战。
基于此，本文简要概述了以新能源为主体的新型电力系统，结合新型电力系统的新能源挑战，分析了新能源挑战涉及的关键技术以及新型电力系统的数字化技术，旨在进一步明确新型电力系统的数字化建设方向。
关键词：新型电力系统；新能源挑战；数字化技术０ 引言在新型能源发展和升级转型的关键时期，国家正尝试将以新能源为主的新型电力系统取代传统电力系统，旨在迎合能源低碳化、绿色化的新政策。
以新能源为主体大力推广新型电力系统的深度应用，考虑新能源挑战研发各项关键技术，同时不断推进新型电力系统的数字化建设，利用高效消纳技术、稳定运行控制技术、抽水蓄能和太阳能光热发电、储能及电动汽车等关键技术不断优化新型电力系统建设，从而全面推动我国新型电力系统的应用。
１ 以新能源为主体的新型电力系统现阶段我国正处于能源绿色化转型的关键时期，国家愈发重视新型电力系统在绿色环保、节能减排等方面的应用，针对新能源挑战研发先进的关键技术已成为顺应新时代发展趋势的必然选择，风电、太阳能发电等分布式能源实现了广泛发展和应用（见表）。
以新能源为主体的新型电力系统具有双高、双峰的特征，该系统可以有效应对能源清洁转型、分布式电源、微电网接入等挑战，在能源供应体系建设过程中，不仅需要贯彻低碳环保、高效清洁等基本原则，还需要保证能源供应的安全性与可靠性。
在新型电力系统运行过程中应充分考虑现代社会发展所需的电力供应，以智能电网为载体构建中心枢纽平台，从而充分发挥源网存储互动、多能互补的优势，推动新型电力系统朝着能源清洁、低碳环保、安全高效的方向发展［１］。
表 新能源电力供应情况 单位：１０８ｋＷ项目２０２５年２０３０年２０３５年气电装机容量１ ５２ ３５３风电装机容量４６８水电装机容量３ ９４ ４４ ８抽水蓄能装机容量０ ８１ ２１ ５核电装机容量０ ８１ ３１ ８太阳能发电装机容量５９１５２ 新型电力系统的新能源挑战２ １ 消纳挑战在新型电力系统运行过程中必须重视消纳挑战，重点关注以下几方面的内容：第一，季节性偏差、可利用小时数等因素给新能源电力系统运行带来了不同程度的影响，新能源发电的持续性与可靠性无法保证，我国风力发电主要集中于春冬两个季节，光伏发电量在夏秋两个季节相对较高。
电力系统中的可再生能源接入与电网规划优化
电力系统中的可再生能源接入与电网规划优化随着可再生能源的快速发展和广泛应用，电力系统中的可再生能源接入和电网规划优化成为当代电力行业面临的重要挑战。
这不仅涉及到可再生能源发电技术的应用，还涉及到电力系统的安全、稳定和可靠运行。
本文将重点讨论电力系统中可再生能源接入和电网规划优化的相关问题。
首先，可再生能源接入的挑战在于其间歇性和不稳定性。
与传统的火力发电不同，可再生能源发电受天气条件和地理位置等因素的限制，其输出功率会有一定的波动性。
这给电力系统的运行和调度带来了很大的困难。
为了有效地接纳可再生能源的大规模接入，我们需要在电网规划和运行方面作出相应的调整。
其次，电网规划优化是实现可再生能源接入的关键。
在传统电网规划中，主要考虑的是从发电侧到用户侧的电力输送，但在大规模可再生能源接入情况下，输电线路、变电站和配电网的规划需要更加灵活和多样化。
需要结合可再生能源的特点和需求，合理规划并布局电网设施，以提高电力系统的可再生能源接入能力。
为了实现可再生能源接入和电网规划优化，我们可以采取以下措施：一、加强电力系统的灵活性和可调度性。
灵活性是指电力系统对可再生能源波动性的适应能力，可调度性是指可再生能源发电与用户需求之间的匹配程度。
通过增加大规模储能设施的建设和运营，可以缓解可再生能源间歇性带来的影响，提高电力系统的可调度性。
二、优化输电和配电网络。
在电网规划中，需要重点考虑可再生能源发电的集中地和电力用户的分布情况。
通过优化输电线路和配电网的布局，减少输电损耗和电压损失，提高电力输送的效率和可靠性。
同时，引入智能电网技术，实现电力的双向流动和自动调节，可以更好地支持可再生能源的接入。
三、制定合理的电力市场机制。
电力市场是实现可再生能源接入和电网规划优化的重要环节。
通过建立健全的市场运行机制和激励政策，鼓励可再生能源发电企业的投资和运营，促进可再生能源的开发和利用。
同时，还需要建立适应可再生能源特点的定价和交易机制，以实现电力供需的平衡和优化。
新型电力系统建设面临的挑战及应对措施
新型电力系统建设面临的挑战及应对措施摘要：随着科技的不断发展，能源问题愈发的严重。
国家能源局电力业务资质管理中心和各派出机构贯彻落实局党组决策部署，深入推进简化许可、深化信用、强化监管、优化服务，在落实“放管服”改革要求、探索创新信用监管、实践“互联网+监管”方面取得新的进展，电力业务资质许可制度在助力清洁能源实现快速发展、助推电力系统支撑和调节能力持续提升、助力增量配电业务改革稳步推进、助推电力市场主体活力不断增强方面的作用进一步发挥。
关键词：新型；电力系统；挑战；应对措施引言电力行业是减碳的主力军，任务重、责任大。
经济增长和终端用能结构变化将继续拉升中国的用电量，要确保电力系统安全平稳供应的同时实现深度减排，发展可再生能源是根本，提高能源效率是关键，构建新型电力系统是核心技术支撑。
1电力智能化概述1.1新型电力系统智能化需求随着新能源大规模进入电网，电力系统需要在随机波动的负荷需求与随机波动的电源设备之间实现能量供需平衡，其结构形态、运行控制方式以及规划建设与管理也在发生根本性变革，新型电力系统应运而生。
与传统的电力系统不同，新型电力系统从“碳视角”出发，以主干电网为核心枢纽，以独立供电系统、分布式电网等为辅助单元，组建清洁、高效、安全、智能、开放的“大家庭”式电力系统。
目前，新型电力系统在发展中面临的问题主要来自“双高”，即高比例可再生能源和高比例电力电子设备。
高比例可再生能源主要是具有随机性、波动性、间歇性的新能源，对电力系统预测准度、调节能力和智能化水平等方面提出较高要求；电力电子设备的日益普及改变了电力系统内部电气特征，使电力系统更加依赖高质量控制与保护等二次设备以及智能化电网调度体系。
1.2电力智能化价值体现电力智能化通过将现代信息通信技术与传统电力技术深度融合，使电力系统发输配用等各领域、各环节整体信息化，以数据流引导和优化能源流、业务流，它对新型电力系统的重要价值体现在以下几个方面：（1）实现低碳环保电力智能化有助于提高新能源机组在电源结构中的占比，加快终端能源消费“新电气化”进程，提升用能清洁程度和利用效率，促进高碳电力系统向低碳甚至零碳电力系统转型。
高比例可再生能源并网的电力系统灵活性评价与平衡机理
高比例可再生能源并网的电力系统灵活性评价与平衡机理一、本文概述随着全球能源结构的转型和环保理念的深入人心，可再生能源的发展已成为全球能源战略的重要组成部分。
其中，高比例可再生能源并网是实现能源可持续发展和应对气候变化的关键手段。
然而，可再生能源的并网也给电力系统带来了新的挑战，如何评估和提升电力系统的灵活性，以实现可再生能源的高效利用和电力系统的稳定运行，成为当前研究的热点和难点。
本文旨在探讨高比例可再生能源并网的电力系统灵活性评价与平衡机理。
文章首先将对高比例可再生能源并网的概念进行界定，分析其对电力系统灵活性的需求与挑战。
然后，文章将综述现有的电力系统灵活性评价方法，评估其优缺点，并在此基础上提出一种综合考虑可再生能源特性、电力系统运行状况以及市场需求等因素的灵活性评价体系。
接着，文章将深入探讨电力系统平衡机理，包括电力平衡、能量平衡以及经济平衡等方面，分析其在高比例可再生能源并网条件下的变化与调整。
文章将结合国内外典型案例，对高比例可再生能源并网的电力系统灵活性提升策略与平衡机理进行实证研究，为我国电力系统的高效、稳定、可持续发展提供理论支撑和实践借鉴。
二、可再生能源并网对电力系统灵活性的影响随着可再生能源在电力系统中的占比逐渐提高，其对电力系统灵活性的影响也日益显著。
可再生能源，尤其是风能和太阳能，具有间歇性和不可预测性，这使得电力系统的供需平衡面临新的挑战。
可再生能源的波动性对电力系统的调度和运行产生了直接影响。
由于风速和光照强度的随机性，可再生能源的出力具有显著的波动性和不确定性。
这种不确定性增加了电力系统调度的难度，要求电力系统具备更高的灵活性和调节能力来应对可再生能源出力的快速变化。
可再生能源并网对电力系统的备用容量需求产生了影响。
为了保证电力系统的稳定运行，必须保持一定的备用容量。
然而，由于可再生能源的出力具有不确定性，传统的备用容量计算方法已经不再适用。
这要求电力系统在规划和运行时，充分考虑可再生能源的不确定性，合理安排备用容量，以保证电力系统的安全可靠运行。
新型电力系统面临的挑战及关键技术
新型电力系统面临的挑战及关键技术1. 新型电力系统面临的挑战技术挑战：新型电力系统的关键技术包括新能源接入、储能技术、智能调度与控制、信息通信技术等。
这些技术的发展和应用需要解决许多技术难题，如如何实现新能源的高效并网、如何提高储能技术的性能和成本效益、如何实现智能调度与控制的精确性和实时性等。
经济挑战：新型电力系统的建设和运行需要较高的投资成本，而且其经济效益受到市场供需变化、政策支持等多种因素的影响。
如何在保证系统安全稳定运行的前提下，降低投资成本和提高经济效益，是新型电力系统面临的一个重要挑战。
政策挑战：新型电力系统的建设和发展需要政府的支持和引导。
各国政府在能源政策、法规标准等方面的差异，给新型电力系统的推广和应用带来了一定的困难。
如何协调各方利益，制定有利于新型电力系统发展的政策和法规，是新型电力系统面临的一个重要挑战。
网络安全挑战：新型电力系统的运行依赖于大量的信息通信技术，这就使得网络安全问题变得尤为重要。
如何确保新型电力系统的信息安全，防止网络攻击和数据泄露，是新型电力系统面临的一个重要挑战。
环境挑战：新能源的开发利用对环境产生一定的影响，如土地资源的占用、生态环境的破坏等。
如何在发展新型电力系统的同时，保护环境、实现可持续发展，是新型电力系统面临的一个重要挑战。
1.1 能源转型与供需平衡随着全球气候变化和环境问题日益严重，各国纷纷提出了能源转型的目标，以实现可持续发展。
新型电力系统作为能源转型的关键基础设施，需要在保障能源供应的同时，兼顾环境保护和资源利用效率。
在这一背景下，新型电力系统面临着诸多挑战，其中之一便是如何实现能源转型与供需平衡。
新型电力系统需要在能源结构上实现多元化，传统的化石能源在满足能源需求的同时，排放大量温室气体，加剧了全球气候变暖。
新型电力系统需要大力发展清洁能源，如太阳能、风能、水能等，以替代化石能源，减少温室气体排放。
清洁能源的不稳定性和间歇性给电力系统的调度和管理带来了很大挑战。
新能源发展背景下电力系统面临的风险挑战
新能源发展背景下电力系统面临的风险挑战摘要：随着全球对清洁能源的需求不断增加，新能源的快速发展已经成为世界能源发展的重要趋势。
然而，新能源对传统电力系统带来了巨大的挑战，如频率稳定、电压稳定、功角稳定、电量平衡能力、无功电压波动和潮流控制等方面的问题。
本文简要分析了新能源对电力系统安全稳定性、电量平衡能力、无功电压波动和潮流控制等方面的影响，并提出了应对新能源对电力系统的举措。
关键词：新能源；电力系统安全稳定；调度运行0引言近年来，随着碳达峰、碳中和概念的不断普及和可再生能源技术的迅猛发展，新能源逐渐成为电力系统中重要的能源组成部分。
然而，新能源的间歇性和波动性给电力系统的安全稳定性、电力电量平衡、无功电压波动、潮流控制等方面带来了挑战。
本文将从以上几个方面来探讨新能源对电力系统的影响和挑战，并提出应对措施。
1 存在的风险与挑战新型电力系统，主要在于电源结构的革命性变化，风电、光伏等可再生能源相对于火电、水电等常规电源，出力具有明显的间歇性和波动性，且不具备常规电源的转动惯量特性、稳定的频率支撑和动态无功支撑能力，抗干扰能力弱。
电力系统的根本任务是满足负荷用电需求，即电源按负荷曲线进行调整，而风光一次能源无法存储，不具备匹配负荷的能力，反而还可能增加电网负担。
因此，未来高比例可再生能源电力系统的安全稳定运行将面临巨大挑战，需要提前谋划，采取差异化应对策略[1]。
新能源引发的风险挑战，整体可以划分为对电力系统安全稳定性、电力电量平衡能力的影响两大方面。
1.1新能源对电力系统安全稳定性的影响（1）从频率稳定方面分析，电力系统的频率稳定性是指电力系统的输出频率在一定的范围内保持稳定，与发电机组出力和负荷需求之间的平衡有关。
由于新能源的不稳定性，如太阳能和风能的机组出力受天气等因素的影响，以及缺乏转动惯量、不参与频率控制等原因，大规模新能源接入电力系统后，当新能源的机组出力变化较大时，可能会导致电力系统频率的波动，从而影响电力系统的稳定性。
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活性不足 , 而外送问 题 导 致 弃 风 的 核 心 原 因 是 电 网 灵活性不足 . 引入储能乃至考虑负荷需求响应机制 灵活性不足导致了 局 部 区 域 局 部 时 段 的 弃 风 ㊁ 弃光 问题 , 未来的高比例可再生能源电力系统场景下 , 若
生变化时系统的响应能力 . 最初的柔性分析是针对 过 程 系 统 的 实 用 性㊁ 可 操 作 性 而 展 开 的 研 究.
] 文献 [ 基于中国电网实际情况 , 从输电系统 ㊁ １ ７
乏统一 的 定 义 . 国 际 能 源 署 ( I n t e r n a t i o n a lE n e r g y , ) , 认为 电 力 系 统 灵 活 性 代 表 其 在 面 临 A e n c I E A g y
鲁宗相 ,李海波 ,乔 ㊀ 颖
摘要 :未来高比例可再生能源的随机变 化 特 性 将 给 电 力 系 统 运 行 灵 活 性 带 来 前 所 未 有 的 挑 战 , 对 系统的灵活性资源进行规划成为必要的研究工作 . 对含高比例可再生能源电力系统灵活性规划的 研究动态进行评述 , 首先分析了高比例可再生能源电力系统的基本特征 , 给出了电力系统灵活性的 定义 ㊁ 主要灵活性资源类型和灵活性平衡原理 , 然后介绍了灵活性定量评价指标体系 , 最后 , 提出了 电力系统灵活性协调规划的核心内容及求解思路 ㊁ 存在的关键难题及技术解决思路 . 关键词 :高比例可再生能源 ;灵活性评价 ;多时空尺度 ;电力系统规划
北美 电 力 可 靠 性 协 会 ( N o r t h Am e r i c a nE l e c t r i c , 则认 为 电 力 系 统 灵 活 性 R e l i a b i l i t o u n c i l N E R C) yC 是系统资 源 满 足 需 求 变 化 的 能 力 . 文 献 [ 指 １ ５] 出在有功平衡中 , 系统灵活性代表其适应负荷波动
: / D O I １ ０． ７ ５ ０ ０ A E P S ２ ０ １ ５ １ ２ １ ５ ００ １ ６年７月１ ０日
V o l ． ４ ０N o ． １ ３J u l ０, ２ ０ １ ６ y１
含高比例可再生能源电力系统灵活性规划及挑战
( ) 清华大学电机工程与应用电子技术系 ,北京市 １ ０ ０ ０ ８ ４
爬坡需求 , 避 免 因 爬 坡 事 件 导 致 的 价 格 剧 烈 波 动. 中国目前处于电力 市 场 改 革 的 关 键 时 期 , 如何通过 合理的市场设计 , 来释放系统中的灵活性潜力 , 是今 ２ ０] . 后需要研究的重要方向之一 [ 电力 系 统 的 核 心 是 电 力 电 量 平 衡 , 即根据规划
������ 综述 ������
常运行 . 因此 , 未来 高 比 例 可 再 生 能 源 电 力 系 统 开 展灵活性专项规划 具 有 必 要 性 和 重 大 意 义 , 即在规 划阶段对系统可用的灵活性资源类型和潜力进行定 量分析和优化配置 , 从而有效匹配可再生能源电源 的随机 ㊁ 波动特性 , 维持系统安全稳定运行 . 性问题开展综述 , 在充分调研国内外研究现状的基 础上给出电力系统 灵 活 性 的 定 义 , 分析电力系统潜 在的灵活性资源 , 论证了将灵活性定量评价纳入电 力系统规划的必要性 , 最后 , 提出了电力系统灵活性 规划存在的关键难 题 及 技 术 解 决 思 路 , 从而为构建 适应高比例可再生能源接入的未来电力系统规划提 供支撑 . 本文围绕含高比例可再生能源的电力系统灵活
收稿日期 : ２ ０ １ ５ Ｇ １ ２ Ｇ １ ５;修回日期 : ２ ０ １ ６ Ｇ ０ １ Ｇ ２ ２. 上网日期 : ２ ０ １ ６ Ｇ ０ ３ Ｇ ０ １. ; 国家科技支撑计划 资 助 项 目 ( 国家电网公 ２ ０ １ ３ B AA ０ １ B ０ ３) / ) . 司科技项目 ( S G T YHT １ ４ Ｇ J S Ｇ １ ８ ８
０㊀ 引言
当今人类社会面临能源安全和气候变化的严峻 挑战 , 传统能源发展方式难以为继 , 可再生能源大规 模利用 , 推动了能源清洁化 ㊁ 低碳化 ㊁ 智能化发展 , 联 合国 ２ ０ ０ ２ 年约翰内 斯 堡 世 界 环 境 发 展 大 会 将 可 再 ] １ . 高比例可再生 生能源发展纳入其千年发展目标 [ 欧洲专家提 出 ２ ０ ５ ０年在欧洲和北非实现１ ０ ０％ 可 [ ] ２ 再生能源电力 系 统 的 技 术 路 线 图 ; 美国可再生能 源国家实验室在可再生能源电力未来蓝图研究中提 出美 国 ２ ０ ５ ０年将实现８ ０％ 电 力 来 自 可 再 生 能 [ ３] 源 ; 中国相关研究机构发布的« 中国２ ０ ５ ０高比例 能源发电成为全球 广 泛 关 注 的 未 来 电 力 系 统 场 景 .
资源及其平衡原理 １． ２㊀ 灵活性需求 ㊁ 电 力 系 统 灵 活 性 需 求 主 要 来 源 于 负 荷 的 波 动. 在可再生能源接入 时 , 电源波动性也会产生灵活性 需求 , 而且随着可再生能源发电比例的增加 , 这部分 需求剧增而成为影响系统灵活性的关键 . 虽然 国 内 外 学 者 对 灵 活 性 的 定 义 存 在 偏 差 , 但 [ １ ３] 关于灵活性资源的认识基本一致 . 电 I E A 认为 , 力系统灵活性资源主要包括常规发电厂 ㊁ 储能 ㊁ 互联 电网和需求侧 , 这是 最 早 出 现 对 灵 活 性 资 源 进 行 梳 理的成果 , 但是存 在 较 大 的 局 限 性 . 文 献 [ 则认 １ ５] 为除了上述灵活性 资 源 外 , 还应该考虑风电光伏等 波动性电源提供灵 活 性 的 可 能 性 , 并指出合适的电 力市场设计能够反映当前系统的灵活性水平及存在 的不足 , 能够给出灵活性资源投资的信号 . 配电系统和输电及配电系统双端灵活性资源的角度 进行分类 , 提出了 ３ 类 共 ７ 种 灵 活 性 资 源 . 但 是 该 分类将可再生能源 整 体 作 为 灵 活 源 , 将电动汽车简 单归入配电环节 , 与实际经验有一定偏差 , 且上述分 类虽然较为全面 , 但是忽略了市场设计和制度的灵 活性 , 由于体制障碍或不合适的市场设计 , 电力系统 中物理上可用的灵活性也许无法释放 . 美国一些运 营商在电 力 市 场 提 供 灵 活 性 方 面 进 行 了 很 好 地 尝 [ ] １ ８ 试, 如加州电网独立运行商 ( 和美国中西 C A I S O)
: / / h t t ww w． a e s Ｇ i n f o ． c o m １ p p ４ ７
来减小弃风 ㊁ 弃光的研究 , 其本质也是增加系统的灵 活调节能力 . 可见 , 中低比例可再生能源的现阶段 , 灵活性不足 , 后果会更加严重 , 甚至导致系统无法正
( ) ２ ０ １ ６, ４ ０ １ ３
可再生能源系统主要有以下特征 : ① 基本取消了 基 , 荷 发电厂 ( 核电 除 外 ) 常 规 火 电 机 组 在 日 内 启 停, 可再生能源承担了较大的电力需求 , 并通过水电厂 ㊁ 燃气电 厂 灵 活 调 节 实 现 对 新 能 源 波 动 性 的 互 补 ; 如０ 渗透 ② 常规电源在大多数时刻 ( ９: ０ ０到１ ９: ０ ０) , 率较低 ( 不足５ 甚 至 在 中 午 光 伏 满 出 力 时 段, ０％ ) 全部电力需求几乎 全 部 由 新 能 源 承 担 , 火电接近技 术下限出力运行 , 下调潜力几乎用尽 ; ③ 系统内的电 力电子接口电源 比 例 剧 增 , 系 统 惯 性 大 幅 下 降. 这 些特征对电力系统 的 影 响 是 根 本 性 的 , 整个电力系 ] ５ . 统规划和运行机制必须进行革新 [ 经突 破 １ 太阳能发电装机容量也突破 ０ ０ GW, 处 于 世 界 领 先 地 位, 但 是 中 国 的 弃 风㊁ 弃光 ３ ０TW,
[ Ｇ ８] , 弃风 率 甚 至 超 过 ２ 而欧洲大多数国家及美 ０％ ６ ] ９ Ｇ １ ０ .中国 不 同地 区 国的弃风率 能 保 持 在 ５％ 以 下 [
可再生能 源 发 展 情 景 暨 路 径 研 究 » 报 告 提 出, 中国 [ ] ４ , 年要实现 电力来自可再生能源 届时风 ２ ０ ５ ０ ６ ０％ 电和太阳能发电装机容量将分别达到 ２３ ９ ６GW 和 , 包 ２６ ９ ６GW 发电量占比分别为 ３ ５． ２％ 和２ ８． ３ ５％ , 括水 电 等 在 内 的 可 再 生 能 源 发 电 量 占 比 将 达 到 ８ ５． ８％ . 高比 例 可 再 生 能 源 接 入 的 未 来 电 力 系 统 中 , 风 电和太阳能将成为电力供应的重要支柱 , 其风 ㊁ 光资 例可再生能源发展 情 景 暨 路 径 研 究 » 报告中给出了 源的随机性和波动性 , 导致电力系统本征特性改变 , 需要重新探讨其规划和运行机制 .« 中国 ２ ０ ５ ０ 高比 ２ ０ ５ ０ 年高比例 可 再 生 能 源 场 景 下 典 型 日 全 国 发 电 ) , 机组调度曲线 ( 见附录 A 图 A 可以看出 , 高比例 １
从中 国 发 展 现 状 来 看 , 充裕的灵活调节资源已 成为系统运行的必需条件 . 目前的风电装机容量已
率一直居高不下 . 近 ５ 年全国弃风率统计平均值为 东北 ㊁ 华北和西北地区多数大型风电基 地 的 １ ２． ６％ , 弃风的原因各异 , 如内蒙古 ㊁ 冀北和甘肃电网主要是 由于外送通道不足 , 而东北三省严重弃风的主要原
源, 以一定的成本适应发电 ㊁ 电网及负荷随机变化的 能力 . 需要说明的 是 , 本文研究的灵活性主要涉及 但仅考虑故障前后 的 稳 态 情 况 , 并不考虑其动态过 程, 与传统 可 靠 性 ㊁ 安全性的研究范畴相关而不重 叠.
经济调度和运行模 拟 模 型 , 上述定义中的随机变化 , 包括部分简单故障 工 况 ( 如 发 电 机 组 和 线 路 故 障)