兼顾消纳与保供的风光容量配比协同规划模型

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.12.004

摘要/Abstract

摘要：

随着新型电力系统建设进程的推进,在保障风光新能源消纳的同时维持系统稳定供电,已成为风光容量配比协同规划中的关键挑战。首先,搭建涵盖数据处理、模型输入、建模求解与结果输出的系统性分析框架;其次,考虑新能源出力波动性、设备运行等约束,构建以经济性最优为目标的规划模型,并提出以弃电率和缺电率作为评估指标;最后,通过算例分析不同风光配比对新能源消纳水平和系统保供能力的影响。结果表明,合理的风光配比能够有效提高资源消纳能力,并在保证电力供应的前提下优化经济性。

关键词: 容量配置, 风光互补, 弃电率, 缺电率, NSGA-Ⅱ算法

Abstract:

With the in-depth advancement of the construction of new power systems, ensureing the accomodation of wind and solar energy while maintaining the stable power supply of the power system has become a key challenge in the coordinated planning of wind-solar capacity ratios. First, a systematic analysis framework covering data processing, model input, modeling solution, and result output is built. Secondly, taking into account constraints such as the volatility of new energy output and equipment operation, a planning model with the goal of economic optimization is constructed, and the power abandonment rate and power shortage rate are proposed as evaluation indicators. Finally, the effects of different wind-solar ratios on the new energy absorption level and system power supply capacity are analyzed through examples. The results show that a reasonable wind-solar ratio can effectively improve the resource absorption capacity and optimize the economy while ensuring power supply.

Key words: capacity configuration, wind-solar complementarity, power abandonment rate, power shortage rate, NSGA-Ⅱ algorithm

中图分类号:

TM73

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图/表 10

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参考文献 22

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装机情况	最大负荷/MW	火电/MW	水电/MW	储能/MW	抽水蓄能/MW	新能源/MW	生物质/MW
1	38 690	26 300	10 000	10 000	7 800	80 000	1 000
2	38 690	26 300	10 000	11 000	7 800	80 000	1 000
3	38 690	26 300	10 000	12 000	7 800	80 000	1 000
4	38 690	26 300	10 000	10 000	7 800	90 000	1 000
5	38 690	26 300	10 000	11 000	7 800	90 000	1 000
6	38 690	26 300	10 000	12 000	7 800	90 000	1 000
7	38 690	26 300	10 000	10 000	7 800	100 000	1 000
8	38 690	26 300	10 000	11 000	7 800	100 000	1 000
9	38 690	26 300	10 000	12 000	7 800	100 000	1 000

装机情况	风电/MW	光伏/MW	风光比	缺电情况/%	新能源弃电率/%	储能等效利用小时数/h	抽蓄等效利用小时数/h
1	3 873	4 127	0.938 3	2	16.02	1 414	2 138
2	3 735	4 265	0.875 8	2	15.86	1 426	2 141
3	3 597	4 403	0.817 1	2	15.72	1 421	2 154
4	3 822	5 178	0.738 2	2	23.20	1 405	2 137
5	3 685	5 315	0.693 2	2	23.10	1 434	2 152
6	3 547	5 453	0.650 4	2	23.03	1 422	2 155
7	3 800	6 200	0.612 9	2	29.30	1 407	2 150
8	3 800	6 200	0.612 9	2	29.05	1 412	2 139
9	3 800	6 200	0.612 9	2	28.81	1 417	2 144

装机情况	风电等效利用小时数/h	光伏等效利用小时数/h	火电等效利用小时数/h	最大缺口/ 万kW	风电利用率/%	光伏利用率/%
1	2 241	1 374	3 082	77.38	86.19	80.80
2	2 221	1 402	3 107	77.38	85.40	82.45
3	2 131	1 482	3 000	77.38	81.95	87.19
4	1 921	1 362	3 067	77.38	73.87	80.12
5	1 848	1 412	3 093	77.38	71.08	83.07
6	1 908	1 369	3 120	77.38	73.37	80.54
7	1 797	1 228	3 052	77.38	69.10	72.20
8	1 813	1 225	3 035	77.38	69.74	72.08
9	1 814	1 233	3 019	77.38	69.76	72.53

风光比例	风电装机/MW	光伏装机/MW	缺电率/%	弃电率/%	短时储能等效利用小时数/h	长时储能等效利用小时数/h
1.139	42 599	37 401	1.85	17.00	1 095	1 825
1.100	41 905	38 095	1.85	16.77	1 095	1 825
1.050	40 976	39 024	1.85	16.53	1 095	1 825
1.000	40 000	40 000	1.84	16.48	1 095	1 825
0.955	39 079	40 921	1.84	16.34	1 095	1 825
0.900	37 895	42 105	1.83	16.28	1 095	1 825
0.817	35 974	44 026	1.82	16.25	1 095	1 825
0.800	不满足边界条件