极端天气下的新能源电力系统电力电量平衡体系

叶林; 裴铭; 杨建宾; 宋旭日; 罗雅迪; 张振宇; 於益军; 汤涌

doi:10.7500/AEPS20240506001

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极端天气下的新能源电力系统电力电量平衡体系

极端天气下新型电力系统电力电量平衡风险评估及保供电能力提升 | 更新时间：2025-06-16

- 极端天气下的新能源电力系统电力电量平衡体系
- Electric Power and Energy Balancing System for Power System with Renewable Energy in Extreme Weather
- 电力系统自动化 2025年49卷第4期页码：2-18
- 作者机构：
  
  1.中国农业大学信息与电气工程学院，北京市 100083
  2.电网安全全国重点实验室（中国电力科学研究院有限公司），北京市 100192
  3.国家电网有限公司国家电力调度控制中心，北京市 100031
- 作者简介：
  
  叶林(1968—)，男，通信作者，教授，博士生导师，德国洪堡学者，主要研究方向：电力系统及其自动化、新能源发电技术。E-mail：yelin@cau.edu.cn
  裴铭(1997—)，男，博士研究生，主要研究方向：新能源电力系统运行与控制、电力系统及其自动化。E-mail：peiming@cau.edu.cn
  杨建宾 (1998—)，男，博士研究生，主要研究方向：电力系统运行与控制、分布式新能源消纳。E-mail：yangjianbin@ cau.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金新型电力系统联合基金重点项目(U22B20117);国家电网有限公司总部科技项目(5108-202455042A-1-1-ZN)
- DOI：10.7500/AEPS20240506001
  中图分类号：
- 收稿：2024-05-06，
  
  修回：2024-09-22，
  
  纸质出版：2025-02-25
- 稿件说明：
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叶林,裴铭,杨建宾等.极端天气下的新能源电力系统电力电量平衡体系[J].电力系统自动化,2025,49(4):2-18.

YE Lin,PEI Ming,YANG Jianbin,et al.Electric Power and Energy Balancing System for Power System with Renewable Energy in Extreme Weather[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(4):2-18.
叶林,裴铭,杨建宾等.极端天气下的新能源电力系统电力电量平衡体系[J].电力系统自动化,2025,49(4):2-18. DOI： 10.7500/AEPS20240506001.

YE Lin,PEI Ming,YANG Jianbin,et al.Electric Power and Energy Balancing System for Power System with Renewable Energy in Extreme Weather[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(4):2-18. DOI： 10.7500/AEPS20240506001.

摘要

极端天气频发给新能源电力系统的电力电量平衡带来了巨大挑战，极端天气引发的系统安全风险逐渐加剧。从极端天气对新能源电力系统源-网-荷的影响出发，文中在资源-气象-环境-电网多源数据融合、新能源资源评估、极端天气下新能源功率预测、电力平衡、电量平衡以及优化调度等方面对极端天气下电力电量平衡体系进行了分析讨论。首先，揭示了资源-气象-环境-电网数据在时间-空间上的交互影响机理，提出极端天气下小样本扩充方法，建立极端天气下新能源资源评估模型；基于此，构建极端天气下多时间尺度源-荷组合预测理论体系，提出预测误差矢量评价方法，为新能源电力系统电力电量平衡优化提供决策支撑；在预测的基础上，以频率安全为主要因素提出了极端天气下电力系统电力平衡的方法和策略，剖析了不同时间尺度下极端天气事件对电量平衡的影响，从发电侧、电网侧和负荷侧等多角度保障电量平衡，并提出了极端天气下新能源电力系统优化调度框架。最后，展望了未来极端天气下新能源电力系统在保障电力电量平衡方面应研究的方向。

Abstract

Frequent extreme weather events pose significant challenges to the balance of electric power and energy in the renewable energy power system. The system security risks caused by extreme weather are gradually increasing. Starting from the impact of extreme weather on the source-grid-load aspects of the power system with renewable energy

this paper analyzes and discusses the electric power and energy balancing system in extreme weather. It covers multi-source data integration of resources

meteorology

environment

and power grids

renewable energy resource assessment

and power prediction of renewable energy

electric power balance

energy balance

and optimal scheduling in extreme weather. First

this paper reveals the interaction influence mechanisms of data of resource

meteorology

environment and power grid in time and space

proposes a method for expanding small samples in extreme weather

and establishes a model for assessing renewable energy resources in extreme weather. Based on this

this paper establishes a theoretical system of multi-timescale source-load combined prediction in extreme weather and proposes a vector-based evaluation method of prediction errors

to provide decision support for the optimization of electric power and energy balance of the power system with renewable energy. Based on prediction

taking frequency security as the main factor

this paper proposes methods and strategies for electric power balance in extreme weather and analyzes the influences of extreme weather events on the energy balance at different timescales

to ensure energy balance from multiple perspectives

including the generation side

power grid side and load side. The optimal dispatching framework for the renewable energy power system in extreme weather is proposed. Finally

this paper prospects the research topics for the power system with renewable energy in ensuring the balance of electric power and energy in extreme weather.

关键词

Keywords

references

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