雅砻江流域风光水多能互补特性分析与耦合优化建模研究

Large scale of renewable energy penetration will bring great challenge to the management of traditional electricity power system. Utilizing the complementarity of various renewable energy generation and bundling them together is an important way to promote the development of renewable energy generation in large scale. This project will carry out the complementarity analysis and coupling optimization modelling of wind-solar-hydro hybrid power system in Yalongjiang basin, China. It has great both theoretical and practical significance for implementing wind-solar-hydro complementary energy generation demonstration base. The main contents of this study can be summarized as follows: (1) carry out the comprehensive and systematic analysis on the multiple renewable energy in Yalongjiang basin, then explore and depict their complementary and stochastic characteristics; (2) according to the above analysis, propose the integrated planning and stochastic dispatch model to provide decision support system for hybrid energy system with large scale renewable energy penetration under the uncertain and complex environment; (3) after empirical analysis and numerical simulation, compare and analyze the optimal strategies under the multiple criterion, and evaluate the effects of different uncertainties on the planning and operation of hybrid power system through the sensitivity analysis. In general, this study will provide effective theoretical basis and practical reference for promoting the large-scale renewable energy generation absorption, improving the efficiency of resources allocation, and ensuring the sustainable development of low-carbon power system.

大规模间歇性可再生能源发电并网给传统电力系统运行管理带来巨大挑战。充分利用可再生能源发电的互补性，通过打捆并网送出是促进可再生能源大规模开发利用的重要途径。本项目对雅砻江流域风光水多能互补特性与耦合优化建模进行研究，这对落实“风光水互补清洁能源示范基地”具有重要的理论与实际意义，研究具体内容包括：（1）对雅砻江流域风光水资源进行全面系统分析，探索并刻画可再生能源发电的互补性和随机性特征；（2）根据可再生能源发电的互补性和随机性，提出不确定复杂环境下多目标多阶段的大规模风光水多能综合规划与互补运行随机优化模型，形成多目标、复杂环境下的可再生能源并网消纳发展决策体系；（3）通过实证与仿真，对不同优化准则下的决策效果进行对比与评价，开展敏感性分析探讨不确定因素影响。通过本研究为促进雅砻江流域大规模可再生能源有效开发，提高资源配置效率，保障电力工业低碳可持续发展提供科学、有效的理论依据与实际参考。

大规模间歇性可再生能源发电并网给传统电力系统运行管理带来巨大挑战。充分利用可再生能源发电的互补性，通过打捆并网送出是促进可再生能源大规模开发利用的重要途径。本项目对雅砻江流域风光水多能互补特性与耦合优化建模进行研究，研究具体内容包括：（1）对风光水资源进行全面系统分析，基于Copula模型和Spearman 秩相关系数，探索并刻画可再生能源发电的互补性和随机性特征，通过负荷波动标准差和负荷功率变化率来表示新能源并网带来的负荷波动特性；（2）根据高空间分辨的土地利用GIS数据库，构建和提取限制层，构建PV和CSP技术开发利用评估指标体系，将MCDM技术和GIS分析相结合，提出了基于GIS-MCDM的太阳能开发利用潜力及土地适应性评估。（3）大规模新能源并网构成了含多种电源的电网新结构，为了减小新能源对系统安全稳定运行产生的影响，从短期调度层面提出了一种基于虚拟电源配置方案的应对策略。该策略定义了负荷追踪度指标，通过利用电源之间的互补特性将新能源和常规电源打捆调度，使得并入电网的功率能够很好地追踪负荷变化；（4）在系统复杂性辨识及数据采集的基础上，应用区间规划、随机理论、模糊数学和多元分析技术，开发了一系列可用于处理系统多重不确定性信息的优化分析方法，并构建了考虑不确定复杂环境下风光水多能互补发展规划与运行决策优化模型，提出不确定复杂环境下多目标多阶段的大规模风光水多能综合规划与互补运行随机优化模型，形成复杂环境下的可再生能源并网消纳发展决策体系。通过本研究为促进大规模可再生能源有效开发，提高资源配置效率，保障电力工业低碳可持续发展提供科学、有效的理论依据与实际参考。