新型电力系统在可再生能源替代行动中发挥重大作用

16、电力系统中风电、光伏发电等可再生能源发电形优点如下：

1、太阳能资源取之不尽，用之不竭，而且太阳能在地球上分布广泛，只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不受地域、海拔等因素的限制。

2、太阳能资源随处可得，，可就近供电，不必长距离输送。

3、光伏发电的能量转换过程简单，是直接从光能到电能的转换，没有中间过程和机械运动，不存在机械磨损。

我国电力结构已经开始向绿色低碳转型。受成本下降、技术进步、生态环保等因素推动，可再生能源快速发展带动全球能源供应日趋多元，新兴经济体能源需求持续增长，占全球能源消费比重不断上升。截至2020年底，我国可再生能源发电装机总规模占比超过40%，位居世界第一。按照我国“碳达峰”“碳中和”时间表，到2030年实现“碳达峰”，意味着平均每年碳排放量由过去的年均3.6%增速降至0.5%[2]。2021年是“十四五”的开局之年，能源企业和电力企业需要迈好绿色低碳转型的第一步。尤其在发电领域，电源结构将发生重大改变，绿色电源将成为主体电源。在电网领域，电力资源配置由煤电、水电基地外送，转变为新能源一体化开发外送、源网荷储一体化就近利用，电网形态由区域互联大电网向大电网与微电网、分布式电网兼容并举转变，智能配电网成为未来发展重点[3]；在用电领域，用电模式由单向流动转变为源网荷储双向互动模式，储能技术将加快发展，用电形式更加多样化。总之，能源清洁低碳发展成为大势。世界各国纷纷制定能源转型战略，提出更高的能效目标，制定更加积极的低碳政策，不断寻求低成本清洁能源替代方案，推动可再生能源发展和经济绿色低碳转型[4，5]。此外，世界能源技术创新进入活跃期。能源新技术与现代信息、材料和先进制造技术深度融合，太阳能、风能发电、新能源汽车技术不断成熟，大规模储能、氢燃料电池、第四代核电等技术有望突破，能源利用新模式、新业态、新产品日益丰富，将给人类生产生活方式带来深刻的变化[6，7]。

绿色低碳转型意味着巨大的成本。尤其对于以传统化石能源为主的发电企业来说，从高碳资产为主向绿色低碳资产转型的成本十分巨大。以“五大电力”企业为例，2020年有四家清洁能源装机占比低于50%，新能源电源增量成为这些企业投资发展的重点。随着新能源大规模发展，资源争夺和市场竞争将愈加激烈，各企业都在抢抓清洁能源转型的机遇，争取优质新能源资源，坚持集中式与分布式并举，新建为主并购为辅，实现风电、光伏跨越式大发展[1]。实施“碳达峰”“碳中和”是广泛而深刻的经济社会系统性变革，对政府、企业，甚至每个人的生活都是一场变革，“一场硬仗”。“十四五”时期，是我国实现“碳达峰”目标的关键期、窗口期，除了控制化石能源消费总量、提高利用效能，还要大力实施清洁能源替代行动，深化电力体制改革和碳交易制度创新，也要倡导绿色低碳生活，提升生态碳汇能力。

总之，构建以新能源为主体的电力系统，意味着光伏、风电等清洁能源的大规模发展，到2025年清洁电源装机比例将超过50%[8]。清洁能源的高比例发展必须采用市场化手段，避免大幅度的财政补贴。清洁能源的发展必须依靠创新驱动，以新能源为主体的新型电力系统应具备高度的数字化、智能化水平，才能不断提升分布式清洁能源的存储和消纳能力，真正让清洁能源成为电力供应的主体。

我是做综合能源的，我们一般在研究中计算的是可再生能源利用率，即供给系统负荷的可在生能源功率/系统接入的可再生能源功率，其余的可再生能源功率包括传输中的损耗功率，部分无法消纳的可再生能源(一般传输到系统之外)。

所以，我认为，系统的能源利用率，应该是供给系统负荷的功率/系统接入的功率。

但是，一般我们计算的是可再生能源利用率，能源利用率不太关注

可再生能源并入电网会产生那些问题，一般会产生问题的是风电、太阳能，当这个电网足够大的时候，风的突然停止、太阳的云层遮挡都会突然减少发电量，并入电网就会引起电网波动。当然目前都现在风电、太阳能发电并入电网的量，特别是当地电网较小时候。

我只接触过可再生能源中的风能：风电机组的出力是一个与风速有关的随机变量，因此，风速的预测是风电出力预测最主要的方面。但是由于风能的随机性、波动性和间歇性，国内还没有研制出很精确风电厂出力短期预测系统，通常目前风电场风速预测的误差在25%~40%左右，因此给你提供一个简单、精度不高的：

假设风电厂出力与风速关系如图1所示，其切入风速、切出风速、额定风速分别为3、25、14m/s。取风电场模型中风速服从正态分布，均值为7.5，方差为2。如此可建立起24h内风电场的出力预测模型。根据这个我基于MATLAB简单建立模拟风电场24小时出力模型如图2所示，希望对您有帮助。

这种方法简答易行，但是不够精确，可以令风电机组的备用容量为其额定容量的30%来考虑