基于高比例新能源消纳的抽水蓄能容量多时间尺度迭代优化配置模型.pdf

随着全球能源结构转型的不断推进，新能源的开发利用成为解决能源危机与环境污染问题的重要途径。其中，风能和太阳能以其清洁、可再生的特性，被寄予厚望。然而，新能源发电的间歇性和波动性给电力系统的稳定运行带来了挑战，尤其是在新能源消纳比例日益增高的当下，如何高效利用这些绿色能源，成为亟待解决的问题。 传统的电力系统主要依靠化石能源如煤炭发电来保证电力供应的稳定，但随着新能源比例的不断提升，传统的调峰方法已经不能满足电力系统的运行需求。在这样的背景下，抽水蓄能电站作为一种成熟且高效的储能技术，显示出了其在平衡供需、平抑新能源发电波动性方面的巨大潜力。抽水蓄能电站可以通过在电力需求低谷时储存水能，而在用电高峰时释放水能发电，有效平衡电力供需，提高电力系统的灵活性和调峰能力。 本文提出了一个基于多时间尺度迭代优化的抽水蓄能容量配置模型，该模型由外层模型和内层模型组成。外层模型主要负责年度时间尺度上的全寿命周期投资成本考量，目的是生成一系列可能的配置容量方案；内层模型则专注于小时级时间尺度，通过分析典型日的电力供需情况，优化系统的运行成本。通过内外层模型的交替迭代，可以找到抽水蓄能的投资成本和系统运行成本之间的综合最优解。 为了验证模型的有效性，本文采用了IEEE 10单位系统进行案例研究。通过模拟分析，证明了多时间尺度迭代优化模型能有效解决高比例新能源消纳问题，并为电力系统的抽水蓄能容量规划提供科学的决策依据。通过合理的抽水蓄能容量配置，可以大幅度降低弃风弃光现象，提高电力系统的经济性和运行效率，有助于新能源的高效利用，促进能源结构的优化与转型。 当前，我国电力系统正处于大规模接纳新能源的关键阶段。在这一过程中，抽水蓄能等储能技术的发展和应用显得尤为重要。优化抽水蓄能容量配置不仅能改善电力系统运行的经济效益，还能提升整个系统的可靠性与灵活性，是实现能源可持续发展的关键技术之一。因此，未来能源规划中，类似的研究方法和技术将扮演着不可或缺的角色。 为了确保电力系统的稳定和新能源的有效利用，未来的研究还需关注以下几个方面：一是对抽水蓄能电站进行更精细的运行特性研究，以适应各种不同的运行条件；二是深入挖掘新能源发电预测的准确性，减少因预测误差带来的储能需求；三是考虑抽水蓄能的环境影响，优化其运行策略，以减少对环境的影响；四是探索与其他储能技术（如电化学储能、压缩空气储能等）的联合运行，以实现资源互补和优化配置。 本文提出的多时间尺度迭代优化配置模型，为解决高比例新能源消纳问题提供了新的理论和技术支持，不仅有助于提升电力系统的运行性能，还有助于推动能源结构的绿色转型和可持续发展。随着新能源技术的不断进步和储能技术的深入发展，我们有理由相信，未来电力系统将更加清洁、低碳、安全和高效。