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Flexibility Supply-Demand Balance in Power System with Ultra-high Proportion of Renewable Energy
- Automation of Electric Power Systems Vol. 46, Issue 16, Pages: 3-16(2022)
- 作者机构：
1.清华大学电机工程与应用电子技术系，北京市 100084
2.国网冀北电力有限公司电力科学研究院，北京市 100045
- 作者简介：
- 基金信息：State Grid Corporation of China(5100-202156001A-0-0-00)
DOI：10.7500/AEPS20220224001
CLC：Received：24 February 2022，
Revised：2022-04-30，
Published Online：13 July 2022，
Published：25 August 2022
- 稿件说明：
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鲁宗相,林弋莎,乔颖等.极高比例可再生能源电力系统的灵活性供需平衡[J].电力系统自动化,2022,46(16):3-16.
LU Zongxiang,LIN Yisha,QIAO Ying,et al.Flexibility Supply-Demand Balance in Power System with Ultra-high Proportion of Renewable Energy[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(16):3-16.
鲁宗相,林弋莎,乔颖等.极高比例可再生能源电力系统的灵活性供需平衡[J].电力系统自动化,2022,46(16):3-16. DOI： 10.7500/AEPS20220224001.
LU Zongxiang,LIN Yisha,QIAO Ying,et al.Flexibility Supply-Demand Balance in Power System with Ultra-high Proportion of Renewable Energy[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(16):3-16. DOI： 10.7500/AEPS20220224001.
摘要
气候变化背景下，全球可再生能源发电量占比持续增长，以低容量系数的风/光发电作为电量主体（电量渗透率超过50%）的极高比例可再生能源电力系统成为未来蓝图。但是，剧烈的发电波动将导致失负荷与弃电双重风险凸显，系统的灵活性供需平衡至关重要且更加复杂。文中提出面向极高比例可再生能源电力系统的新型灵活性供需平衡分析体系。首先，分析了极高比例可再生能源电力系统的主要结构特点和运行特点；然后，研究了极高比例可再生能源电力系统的灵活性供需平衡的基本原理和关键挑战；最后，指出了灵活性供需平衡评价、灵活性供需平衡模拟计算、兼顾不同天气过程的模拟场景构建是值得关注的3个关键问题，并针对性地提出了结合空间相关性建模和元件状态时序连接关系的概率化评估方法、考虑灵活性不足风险的长时序滚动模拟方法以及基于极值理论的天气场景构建方法等解决思路。
Abstract
In the context of climate change
the global generation ratio of renewable energy keeps growing
and the power system with an ultra-high proportion of renewable energy becomes the future blueprint
in which the low-capacity-factor wind and photovoltaic generation dominates (their electricity penetration exceeds 50%). However
the severe power generation fluctuation poses the dual risks of load loss and power abandonment
and the flexibility supply-demand balance becomes crucial and complicated. This paper proposes a new analytical framework for the flexibility supply-demand balance of the power system with an ultra-high proportion of renewable energy. The major structural and operational features of the power system with an ultra-high proportion of renewable energy are first analyzed. The basic principles and key challenges of flexibility supply-demand balance are then studied. Three key issues of concern are finally pointed out
including the evaluation and simulated calculation of flexibility supply-demand balance and the simulation scenario construction taking different meteorological processes into account. The corresponding solutions are provided as the probabilistic evaluation method combining spatial correlation modeling and chronological connection relationship of component status
the rolling long time-sequence simulation method considering the risk of insufficient flexibility
and the weather scenario construction method based on extreme value theory.
关键词
Keywords
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