论文 | iScience：中国高比例可再生能源电力系统的灵活性
一、报告发布
近期劳伦斯伯克利国家实验室电力市场和政策部在iScience发表文章评估中国实现高比例可再生能源电力系统情景下的运行可靠性和灵活性。研究发现，在保证电力系统可靠性的同时，扩大电力平衡区域、分散化可再生能源布局对以可再生能源为主的电力系统的灵活性大有裨益，同时还可以减少弃风、弃光和弃水现象，并降低煤炭发电，而煤电机组的灵活性改造在提高电力系统灵活性以及提高可再生能源消纳方面可发挥的作用相对较小。
https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.103749.
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二、主要方法
本研究结合了SWITCH-China电力规划模型和PLEXOS电力优化运行模型，分析不同可再生能源比例的电力系统情景下（共四个情景，BAU-基准情景，R-可再生能源成本加速下降情景，C50-到2030年电力系统二氧化碳排放相比2015年降低50%情景，和C80-到2030年电力系统二氧化碳排放相比2015年降低80%情景），提高电力系统灵活性的3个途径（燃煤电厂灵活性改造，扩大电力平衡区域，电力传输限制）带来的影响。
三、主要结论
•燃煤电厂灵活性改造对增强可再生能源消纳的作用相对较小，并且在当前省内电力平衡的系统下，依靠燃煤电厂改造难以解决电力系统中可再生能源不断增加而带来的挑战；
•平衡区域从省级电网扩大到区域电网可以显著提高可再生能源消纳和电力系统灵活性：
省内平衡扩大为区域平衡后，弃风弃光弃水率相对省内平衡可降低5-7%；
区域平衡扩大为全国平衡后，弃风弃光弃水率相对省内平衡可降低11-21%；；
•当电力传输成本变高时，分散可再生能源布局可以增加可再生能源消纳并减少燃煤发电：
即使在省内平衡情况下，分散可再生能源布局可减少弃风弃光弃水率4-10%，并减少6-9%的燃煤发电量；
在不改变电力平衡区域的情况下，分散化而不是集中地投资和开发可再生能源对电力系统灵活性的贡献，不亚于扩大为区域平衡所带来的好处；
•扩大平衡区域并分散可再生能源布局为电力系统灵活性带来最大好处并降低成本：
在R，C50和C80情景下，区域电力平衡和分散化可再生能源布局分别降低弃风弃光弃水率2%，13%和26%；
图1. 不同电力平衡区域以及可再生能源发电布局情景下各发电技术年发电量。注：300表示传输线路投资成本为300 美元/兆瓦每千米，1000表示传输线路投资成本为1000 美元/兆瓦每千米。
在R，C50和C80情景下，区域电力平衡和分散化可再生能源布局分别降低弃风弃光弃水率2%，13%和26%（图1）；
在R情景下，区域电力平衡和全国电力平衡分别降低电力系统成本5%和6%（图2）。
图2. 不同情景下电力平衡区域大小对电力系统成本（发电成本和投资成本）的影响。
四、政策含义：
论文表明，要实现中国2060碳中和目标，应加速电力市场改革，推荐重点关注扩大电力系统平衡区域，建立区域乃至全国电力市场，并扩大电力系统平衡区域，否则可能会严重阻碍可再生能源发展，难以解决可再生能源消纳问题。同时，电力市场改革应为电力供给和需求明确价格信号，推进电力价格市场化，并因地制宜发展可再生能源，避免过度集中，结合区域市场平衡，在快速发展可再生能源的同时提高电力系统的稳定性和可靠性。
论文提出的有关电力系统及其制度改革的思想在第26届联合国气候变化大会上发布的中美联合宣言 (第9条) 和中国政府最新政策（《关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见》）中均有体现。CWEA
报告全文
Lin, Jiang, Nikit Abhyankar, Gang He, Xu Liu, and Shengfei Yin. 2022. “Large Balancing Areas and Dispersed Renewable Investment Enhance Grid Flexibility in a Renewable-Dominant Power System in China.” iScience 25 (2): 103749. https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.103749.
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来源：劳伦斯伯克利国家实验室LBL
https://emp.lbl.gov/publications/large-balancing-areas-and-dispersed
https://doi.org/10.1016/j.isci.2022.103749
编译：气候变化经济学公众号 编辑：丁博文鹏
https://mp.weixin.qq.com/s/SrGRDZU9fKGCXiHA-ISJnA
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