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刘吉臻院士团队揭示了面向源荷匹配的风能太阳能资源多尺度互补特性

信息发布于:2022-09-22

为实现碳中和的宏伟目标,风能太阳能未来将成为我国的主流能源。合理利用风能太阳能的互补性,可以有效平抑总出力的不确定性,减少大规模并网过程中对电力系统灵活性的需求,是目前国内外的研究热点。但是目前互补性研究均主要以功率平滑为目的,尚缺乏以源-荷匹配为目的的风能太阳能互补特性研究。

针对这一问题,刘吉臻院士团队以MERRA-2大气再分析数据和我国一年时长典型的负荷需求数据为基础,基于Kendall相关系数提出以源-荷匹配为目的的风能太阳能互补性指标,对不同时空尺度下中国广域风能太阳能的互补特征展开分析。研究结果表明,相比单一新能源互补,风光互补可以更有效地满足负荷需求。增大空间尺度可以显著改善以功率平滑为目的的互补性,但是无法显著改善以源-荷匹配为目的的互补性。通过优化风光互补,在日内时间尺度可以消除风功率反调峰特征,并有效减小新能源出力与负荷需求的相位差,从而降低对储能时长的需求。仿真结果表明,在新能源发电占比30%的情景下,相比以功率平滑为目的,以源-荷匹配为目的的风光互补使得最终净负荷的波动程度和峰谷差分别降低了2.0%-48.7%(中位数17.6%)和2.2%-19.7%(中位数9.6%),显著降低了后续并网对电力系统灵活性的需求。

(a)小时尺度 (b)日尺度

▲不同时间尺度下以源-荷匹配为目的的风能太阳能互补指标

(指标的范围为-1至1。指标越小,表明源、荷之间的匹配程度越高)

4月2日,该研究成果以“Investigating the Complementarity Characteristics of Wind and Solar Power for Load Matching Based on the Typical Load Demand in China”为题发表在国际能源电力领域权威期刊《IEEE TRANSACTIONS ON SUSTAINABLE ENERGY》上。该论文第一作者为华北电力大学控制与计算机工程学院讲师任国瑞。该研究工作得到了国家自然科学青年基金、中央高校基本科研业务费等项目的资助。

Reference: Ren Guorui; Liu Jizhen; Wan Jie*; Wang Wei*; Fang Fang; Hong Feng; Yu Daren.“Investigating the Complementarity Characteristics of Wind and Solar Power for Load Matching Based on the Typical Load Demand in China”IEEE TRANSACTIONS ON SUSTAINABLE ENERGY. 2022, 13(2): 778-790.

初审:李何筱

复审:张 洪

审核:彭跃辉




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