2022高再生能源建模經(jīng)驗(yàn)

AnnualTechnologyBaseline ChinaNationalRenewableEnergyCenter ChinaRenewableEnergyAnalysisModel—ElectricityDistrictHeating 中國(guó)可再生能源分析模型—— concentratingsolarpower U.S.DepartmentofEnergy U.S.EnergyInformationAdministration IntergovernmentalPanelonClimateChange levelizedcostofenergy MarketAllocationmodel NationalEnergyModelingSystem NationalRenewableEnergyLaboratory operationsandmaintenance renewableenergy RegionalEnergyDeploymentSystemmodel RenewableElectricityFuturesstudy Renminbi(Chinesecurrency人民幣（中國(guó)貨幣 問(wèn)題一：使用擴(kuò)容模型可回答哪些分析問(wèn)題 問(wèn)題二：可再生能源發(fā)電擴(kuò)容建模和表示的關(guān)鍵輸入信息 輸電線 燃料價(jià) 問(wèn)題三：電網(wǎng)運(yùn)行操作原理和規(guī)則在ReEDS中的表 區(qū)域 問(wèn)題四：模型結(jié)果的有效可視 附錄B.標(biāo)準(zhǔn)情景中的儲(chǔ) 圖2.高比例情景中的裝機(jī)容 . 圖11.可再生能源電力未來(lái)研究情景瀏覽器截圖，初始頁(yè) 25對(duì)于內(nèi)部審查和驗(yàn)證，ReEDSR。 表1.輸電線路和并網(wǎng)條件假 表2.年度技術(shù)基礎(chǔ)情景和CREAM-EDO的技術(shù)成本比 表B-1.整個(gè)情景時(shí)間跨度強(qiáng)加于ReEDS的儲(chǔ)備余量要 長(zhǎng)；因此，了解和協(xié)助規(guī)劃這些資產(chǎn)在未來(lái)?運(yùn)作至關(guān)重要（研究所，2015）方面（技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和政治）源?合理轉(zhuǎn)型。（NationalRenewableEnergyLaboratoryNREL）和丹麥能源署合作——從目前以NREL(RegionalEnergyDeploymentSystem,ReEDS)。固然，對(duì)于美國(guó)和其他國(guó)家以及全球電力系統(tǒng)還有許多ReEDS2015NREL利用此模型方面?經(jīng)驗(yàn)而得以解決。當(dāng)解決任何模型中?可再(EnergyInformationAdministrationEIA)（EIA，2015），依托其擴(kuò)容模型——(NationalEnergyModelingSystem,NEMS)（EIA，2009）。NEMS模型涵蓋整個(gè)經(jīng)濟(jì)體范圍，包含?領(lǐng)域比ReEDS(IntergovernmentalPanelonClimateChange)最近在一份?170個(gè)潛在擴(kuò)容方案，總結(jié)了二氧化碳和其他環(huán)境結(jié)果，并討論了不同?模型對(duì)未來(lái)得出不同觀點(diǎn)?原因（Edenhofer等，2012）。1marketallocation?簡(jiǎn)稱，?(U.S.DepartmentofEnergy,DOE)(InternationalEnergyAgency)資70BrookhavenNationalLaboratory開發(fā)，用于能源系統(tǒng)?模和分析。該模型目前在國(guó)際上已經(jīng)得到了廣泛?認(rèn)可：40多個(gè)國(guó)家使用它來(lái)分析能源規(guī)劃和環(huán)境政策制定方面?廣泛?jiǎn)栴}。目前?應(yīng)用包括,分析環(huán)境政策、預(yù)測(cè)溫室氣體排放清180,000436千兆瓦?裝機(jī)量（Kirsch等，2012）。，?模?困難?模型中將這種復(fù)雜性降低到易于處理?程度。例如，NRELReEDS134個(gè)美國(guó)邊界連接點(diǎn)?縮小網(wǎng)絡(luò)（每個(gè)表示?平衡區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)連接點(diǎn)），條連接連續(xù)平衡區(qū)?聚集線路（Short等，2011），20062050有關(guān)全球可再生能源部署情景的討論Edenhofer10章特意設(shè)計(jì)用來(lái)“預(yù)測(cè)未來(lái)”。最后，情景?模?過(guò)程可能令人望而生畏，特別?處理中國(guó)國(guó)定?綜合研究后，NREL?經(jīng)驗(yàn)顯示，在整個(gè)過(guò)程中讓利益相關(guān)者和觀眾有效參與至關(guān)重要工作而忽視了一個(gè)誤差，最后?利益相關(guān)者駁回。NREL此前公布了一份有關(guān)與利益相關(guān)者A。NREL方法在可變可再生能源水平顯著?背景范圍內(nèi)，對(duì)未來(lái)擴(kuò)容進(jìn)行?模時(shí)出現(xiàn)?幾個(gè)（但不?所有）??模、情景?模（包括地域性和可視化）NRELNREL2001WinDS模型（Blair等，2008），ReEDS（NREL，2015a）。ReEDS已?廣泛用點(diǎn)研究?基礎(chǔ)上，NREL還進(jìn)行了其他研究，來(lái)分析解答焦點(diǎn)問(wèn)題。使用擴(kuò)容?模進(jìn)行分203020%發(fā)電來(lái)自陸上和海上風(fēng)電?情景。WinDS評(píng)估在這種情況下?風(fēng)能最佳20%電力來(lái)自ReEDS中比較容易考慮。LoganReEDS進(jìn)行SunShotVision研究（DOE，2012）：1ReEDS來(lái)評(píng)估這些光伏降成本戰(zhàn)略與其他可再分析?獨(dú)特性在于評(píng)估周期為近期（2020年期間）。許多擴(kuò)容模型?重點(diǎn)2020年，需要重新審視現(xiàn)有?傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組及發(fā)電廠?特點(diǎn)。ReEDS范圍內(nèi)所顯現(xiàn)?改進(jìn)。在2030年風(fēng)能發(fā)20%（能源效率和可再生能源局，2008）?告中，風(fēng)能在美國(guó)中部地區(qū)獲得了19個(gè)標(biāo)準(zhǔn)情景，以及當(dāng)前模型的算法和假設(shè)。中間情景（默認(rèn)情景）v2015.120502010年開始出現(xiàn)退役。情景假設(shè)涉及到不同參數(shù)變量包括燃料價(jià)格、需求增長(zhǎng)率、FuturesStudy)（Hand等，2012）：30多個(gè)不同?情景，包含可再生20%90%2050年不同技術(shù)形式的進(jìn)步水平。這種復(fù)雜?情景安排（1所示）來(lái)源：Hand等，2012ReEDS205080%情景，得出的容量（結(jié)果）則通過(guò)代入到一個(gè)電力生產(chǎn)成本模型（GridView），80%比例時(shí)，電2050高比例可再生能源研究?一個(gè)有益?參考。20154月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所（中國(guó)）2050年高比例可再生能源情景?研究（國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所，2015）2所22顯示了中國(guó)可再生能源分析模型——電力和區(qū)域供熱優(yōu)化模型（ChinaRenewableEnergyAnalysisModel—ElectricityandDistrictHeatingOptimization,CREAM-EDO）?2040202050年，地?zé)?、水ReEDS2050年的假設(shè)水平。這些技術(shù)潛力。通過(guò)優(yōu)化完善情景假設(shè)和補(bǔ)充輸入信息方面，CREAM-EDO?穩(wěn)定性將繼續(xù)得到NRELReEDS?一些改進(jìn)。首先，ReEDS有必要做一些優(yōu)化，ReEDSEIA年度能源展望?告（EIA，2015）中?歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)（按地區(qū)和時(shí)間ReEDS中生成，并用于調(diào)整隨后幾年?負(fù)荷增長(zhǎng)預(yù)測(cè)（Short等，2011）中國(guó)的負(fù)荷數(shù)據(jù)有所不同，可能比美國(guó)更具動(dòng)態(tài)變化性。盡管過(guò)去兩年中國(guó)?電力需求增10年，由于城市化推進(jìn)，中國(guó)?總體負(fù)荷增長(zhǎng)預(yù)計(jì)比美國(guó)或歐洲要快得多。然而，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，中國(guó)?中長(zhǎng)期負(fù)荷增長(zhǎng)軌跡具有高度不確定性。國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所、國(guó)際能源署和勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室?研究顯示了截然不同?未來(lái)能源消費(fèi)曲線（hou等，2013；國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所，2015）。這22015年而難以首先聚焦于經(jīng)濟(jì)效益最好?地區(qū)（Sullivan等，2014）。詳細(xì)?可再生資源數(shù)ReEDS356個(gè)美國(guó)郡縣級(jí)別的風(fēng)能/聚光太陽(yáng)能資源數(shù)據(jù)。基于這樣的數(shù)據(jù)，才可以判斷是否應(yīng)新建風(fēng)能或聚光光伏或有資源條件限制（Short等，2011）發(fā)電廠不能在黃石公園?中間?造），962,000多45x45千米。2014?分辨率（1x1千米）（中國(guó)氣象局，2014）NREL執(zhí)行?美國(guó)分析中?一個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)設(shè)定。這些數(shù)據(jù)對(duì)于電線路（包括輸電成本價(jià)格）1ReEDS模型中?新輸電線路和線路連接有關(guān)?Short(2011)中獲得。對(duì)于風(fēng)能、聚光太陽(yáng)能和光伏技所以沒有額外?并網(wǎng)成本（Sullivan等，2015）。1輸電線路和并網(wǎng)條件假8007,580變電站成本（美元/兆瓦11,80028,600(AC-DC-AC成本（美元/兆瓦250,0002,40010,680100至于負(fù)荷預(yù)測(cè)，NRELEIA《年度能源展望》（EIA，2015）對(duì)于天然氣、煤和核燃ReEDS模型中得到有關(guān)燃料價(jià)格真正有效?反饋，并可能忽略一些圍繞天然氣或ReEDS情景中，煤炭發(fā)電量急劇下降會(huì)推低ReEDS中?煤?價(jià)格。ReEDSNEMS?情景提供?煤和天然氣價(jià)格彈性如簡(jiǎn)介中所述，NREL已經(jīng)從事各種技術(shù)具體分析工作超過(guò)十年。在此期間，可再生能源[GanLi，2015；國(guó)際能源署，2014]）。因此，規(guī)模經(jīng)濟(jì)（成本削減）效NREL2050(1)(2)NREL?市場(chǎng)模型中評(píng)估PowerPoint格式?年度技術(shù)基線總結(jié)陳述，描述了每一種技術(shù)并為其在工作手冊(cè)中?處從這個(gè)列表可以看出，NREL和其他機(jī)構(gòu)（不包含中國(guó)國(guó)家可再生能源中心）?模時(shí)包含?幾種技術(shù)，如海洋能技術(shù)。NREL目前沒有足夠?關(guān)于這些成本?數(shù)據(jù)或研3所示。為實(shí)現(xiàn)可視化，這個(gè)電子表格?本著可訪問(wèn)、易.NRELReEDSCREAM-EDO2014年技術(shù)（2）2014中里采用未來(lái)成本軌跡；CREAM-EDO2010201920112014年?平均人民幣/美元匯率轉(zhuǎn)換CREAM-EDO2014年22所示，一般而言，美國(guó)資本表.通過(guò)年度技術(shù)基線，這些技術(shù)?成本和性能可以通過(guò)簡(jiǎn)單?平準(zhǔn)化能源成本計(jì)算進(jìn)行比較。2計(jì)算結(jié)果。有關(guān)平準(zhǔn)化能源成本計(jì)算方法的更多信息Hand(2012)區(qū)域能源部署系統(tǒng)圖4至圖6所示的平準(zhǔn)化能源成本僅供說(shuō)明之用..1至5(1)到不太理想的風(fēng)力資源類(5).在未來(lái)?幾十年中，這三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)?成本都將繼續(xù)下降。NREL透明成本數(shù)據(jù)庫(kù)(NREL，2015c）7所示，包含源自幾十個(gè)?告（包括年度技術(shù)基線）針對(duì)每種技術(shù)DOETES代表熱能儲(chǔ)存。此圖顯示了在低、中、高成本的情況下儲(chǔ)存量不同（6小時(shí)和小時(shí)）的相同資源類的聚光太陽(yáng)能發(fā)電廠的成本軌跡8顯示了年度技術(shù)基礎(chǔ)情景范圍內(nèi)不.假定途徑。此外，2050年?值或任何未來(lái)值?不確定性一直非常高。例如，1970年代增長(zhǎng)一直?低估（Semenov等，1989；EIA，2005）。因此，為了評(píng)估可能?未來(lái)配置，ReEDSCREAM-EDO中使用一系列?輸入數(shù)據(jù)非常重要。了30%，而風(fēng)90%以上可能實(shí)現(xiàn)，那么這些軌跡不應(yīng)該給予相等?權(quán)重。此外，在不同?研究和用于計(jì)算平準(zhǔn)化能源成本或其他度量?算法之間，術(shù)語(yǔ)?定義（如隔夜資金成本）甚至也可能有所不同（即，定義中包括或不包括什么項(xiàng)目）。由于方法和假設(shè)?方法。EL此前將此工作轉(zhuǎn)包給咨詢公司，由其提供一組所有技術(shù)都一致?成本和性能公司需要保護(hù)一些原始?機(jī)密源數(shù)據(jù)。因此，ELOE電力行業(yè)項(xiàng)目已經(jīng)轉(zhuǎn)向了一1)術(shù)語(yǔ)?(2)平準(zhǔn)化能源成本等度量?計(jì)算得到一致?應(yīng)用。這些努ReEDS在尋求最低成本?解決方案?同時(shí)提供了各種各樣?約束。其中一些約束?物理驅(qū)動(dòng)?約束（即州級(jí)可再生能源組合標(biāo)準(zhǔn)約束）ReEDS中表示?一些關(guān)鍵ReEDS中，每個(gè)季節(jié)選取四個(gè)代表日，每天各有四個(gè)時(shí)間片（例如，冬天?早晨），16個(gè)時(shí)間片，加15%。備用容量：ReEDS要求日常運(yùn)行儲(chǔ)備要求得到滿足。發(fā)電機(jī)和儲(chǔ)能技術(shù)?靈活性取速提升?量。快速啟動(dòng)儲(chǔ)備可以通過(guò)能夠快速（10分鐘）從冷態(tài)開始發(fā)電?ReEDS中予以考慮：而發(fā)生不可預(yù)料?變化時(shí)，確保不會(huì)導(dǎo)致電力終端用戶?長(zhǎng)時(shí)間斷電。在ReEDS中，6%。此要求至少有一半必須用旋壓儲(chǔ)備或可ReEDS中，該要求設(shè)置為每1.5%。ReEDS17個(gè)時(shí)間片進(jìn)行調(diào)度（沒有詳細(xì)升降率相互作用?小時(shí)內(nèi)評(píng)估等），可GridViewReEDS80%可再生PLEXOS進(jìn)陽(yáng)光明媚?春天，不?很溫暖（低冷卻負(fù)荷要求），B最近?標(biāo)準(zhǔn)情景研究?中心情景?數(shù)值。這種情景到2050年在美國(guó)電力行業(yè)達(dá)到約分?快速啟動(dòng)和旋壓儲(chǔ)備（B-2）以及風(fēng)能和太陽(yáng)能?預(yù)測(cè)誤差（2015中心標(biāo)準(zhǔn)情景）（B-1）。(1)(2)力要求?模者注意回答所提出?問(wèn)題所必要?空間分辨率水平。2007年，NREL撰寫了(Short2007)。含大量區(qū)域?優(yōu)點(diǎn)?，可允許更自然?市場(chǎng)反應(yīng)，而不?“一刀切”類型?反應(yīng)。例如，對(duì)ReEDS中，考慮了將負(fù)荷囊從風(fēng)能和太陽(yáng)能資與非?模者進(jìn)行有關(guān)詳細(xì)模擬結(jié)果?有效溝通？在理想情況下，用戶可以理解關(guān)鍵結(jié)果，2015年《風(fēng)能發(fā)電展望?告》（9所示）?州級(jí)結(jié)果可視化可以按時(shí)間段瀏覽（DOE，2015b）20502.19千兆瓦，而?理解為，研究表明了未來(lái)在德克薩斯和中西部各州將進(jìn)行大以回答具體問(wèn)題。在可再生能源電力未來(lái)研究中采用了一些開創(chuàng)性?可視化技術(shù)。5用于擴(kuò)容目??關(guān)鍵可視化（10所示）以圖?形式（右下角）顯示了整體?國(guó)家容NREL網(wǎng)站()11所示（NREL，2015d）。這種可視化技術(shù)可以很容YouTube?！癛EFuturesVisualizations-CapacityExpansionHighREsm.”/watch?v=j2oDtcSkV38;“REFuturesVisualizations-DispatchAugsm2.”/watch?v=fQl7PS243Dg;“REFuturesVisualizations-TransmissionFlowAugsm.”/watch?v=79JAg3lbBeQ.2015716日。（C所述。）1111.可再生能源電力未來(lái)研究情景瀏覽器截圖，初始12顯示了可再生能源電力未來(lái)研究情景瀏覽器?不同視圖。這一次，選擇??光伏效400千兆瓦。12.可再生能源電力未來(lái)研究情景瀏覽器截圖，80%可再生能源，先對(duì)