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能源基地首席专家谭忠富教授的课题研究成果荣获国家能源局2016年度能源软科学研究优秀成果二等奖

    2018年2月6日,国家能源局2016年度能源软科学研究优秀成果交流座谈会在京召开,会议公布了2016年度获奖的40项优秀研究成果。北京能源发展研究基地首席专家谭忠富教授申报的课题研究成果《考虑时空互补特性的高比例可再生能源接入电力系统运营优化机制设计研究》荣获二等奖。这是能源基地在省部级社科成果奖上又一重大突破,也是能源基地的研究成果连续第六年在国家能源局软科学研究优秀成果评选中获奖。

    

    考虑时空互补特性的高比例可再生能源接入电力系统运营优化机制设计研究》是能源基地与中国大唐集团公司、中国石油大学(北京)合作完成的课题成果,由能源基地首席专家谭忠富教授、研究员鞠立伟等共同承担完成。该课题基于可再生能源的随机性和波动性,考虑时空互补特性,认为影响高比例可再生能源并网的因素包括源网规划不协调、本地负荷消纳空间不足、电源外送通道不畅和调峰资源不充裕等四个方面,并相应开展了研究工作,具体内容如下:

    第一,针对源-网规划不协调问题,提出了电力系统“源-网-荷-储”协调优化规划模型。首先,针对电源规划与电网规划不协调,导致电源装机严重过剩的问题,深入分析了电源、电网、负荷和储能四个环节的电力系统协调问题,以整体社会福利最大化为主目标,匹配电力系统运营收益最大和发电商运营收益最大两个辅助目标,建立电力系统源-网多阶段协调规划模型。然后,针对多元化、差异性的分布式电源接入配电网的运营情景,以系统运行成本最低作为目标函数,建立分布式电源接入配电网投资规划模型。最后,为充分利用可中断负荷、用户需求响应和其他需求侧资源,综合考虑储能系统的运行特性,建立了适用于高比例可再生能源接入的电力系统“源-网-荷-储”协调规划优化模型。

    第二,针对本地负荷需求空间不足问题,提出了具备互补特性的可再生能源聚合多能互补运营优化模型。首先,为提升本地负荷消纳空间,深入讨论可再生能源参与电能替代交易问题,特别是可再生能源发电参与电采暖的成本效益,建立可再生能源参与电采暖的阈值电价测算模型。然后,针对风光不确定性,分别引入多代理技术和CVaR理论方法,设计可再生能源聚合微电网和虚拟电厂优化运营机制,以促进分布式可再生能源的优化利用。最后,充分利用不同可再生能源间的互补特性,建立由清洁能源耦合天然气驱动的多能互补系统,建立以能源绩效、环境绩效和经济绩效综合最优的多能互补系统运行模型。

    第三,针对电力外送通道不畅问题,设计兼顾风光水火储电源输出互补特性的多种能源基地协调外送优化机制。首先,针对可再生能源发电不确定性,特别是风电不确定性,结合中国电力资源分布与需求逆向分布的禀赋,设计能够稳定电源输出功率的风火打捆外送的优化模型,建立了“专线输送”与“电力库”两种模式下的风电和火电跨区域消纳的优化模型。然后,讨论风电、光伏发电、水电、火电和储能系统等大型能源基地的输出功率互补特性,设计多种能源基地协调外送优化机制,并对比分析碳排放权交易、可再生能源配额制等环境政策对系统运营结果的影响。最后,为激励不同主体参与能源协调外送的积极性,以独立和联盟联合能源外送的经济效益为基础,设计不同情境下能源外送过程中的利润分配,构建了区域间发电权交易谈判模型。

    第四,针对系统调峰资源不充裕问题,设计了适用于高比例可再生能源接入的电力资源跨省调峰交易及补偿机制。首先,针对系统调峰资源不充裕问题,设计了用户侧调峰资源调度交易方法,分别建立电动汽车充放电优化模型和多类型用户需求响应协助清洁能源消纳优化模型。然后,为充分调用电力资源跨区域参与调峰,从跨省调峰和交易补偿两个路径出发,设计了基于东北电网调峰补偿办法和华北电网调峰补偿办法的电力资源跨省调峰交易及补偿机制,并从交易组织、实施与结算三个方面设计电力资源跨省调峰运行机制。

    软科学研究优秀成果奖是国家能源局为加强能源重大问题研究,提高我国能源工作水平,促进能源事业科学发展和政府科学决策而设立的研究奖励,是我国能源领域软科学研究的最高奖项。此次评选本着公平、公正、公开的原则,经过各单位推荐申报、专家初评、专业小组评审、全体评审专家组评审、国家能源局专题会议审议、公示等程序,评选出一等奖6项、二等奖17项、三等奖17项共40项优秀研究成果。能源基地的此次获奖体现了基地能源决策研究学术水平的持续提高,以及政府部门对基地学术成果的充分肯定。能源基地将继续努力,构建能为国家和北京市能源决策提供政策、立法、管理、教育等专业咨询和高端服务的能源智库框架。(沈磊撰稿)