我國政府高度重視開發利用清潔能源，將“加快新能源開發”和“加強電網建設”明確列入了《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》，將清潔能源發電和大范圍清潔能源優化配置提升到國家戰略高度。以風電為代表的大規模清潔能源開發利用成為改善能源結構、建設低碳型社會、保持經濟和社會可持續發展的重大舉措。由于大規模清潔能源多遠離負荷中心，受地區電網負荷水平和電源結構的限制，調度運行和清潔能源消納壓力巨大。從普遍經驗看，“長周期、大范圍”協調消納，能發揮我國電網、電源結構的優勢，是提升清潔能源消納的有效手段。一方面，我國電網覆蓋地域廣，電源結構、負荷峰谷特性具有較強的互補性，跨區交易和大范圍消納，可顯著提升清潔能源消納水平;另一方面，風電、光伏等新能源具有日波動、季節變化的特點，而火電等常規能源在月度、年度等長周期時間尺度具有優化調節能力，從長時間尺度進行多種類型電源的協調優化，更能有效發揮不同電源的時間互補效益，但長周期大范圍清潔能源消納能力如何分析，國家政策對清潔能源接納的影響如何量化，如何決策，一直缺乏有效的技術手段。

為解決上述問題，從2012年開始，中國電力科學研究院開展了“長周期大范圍清潔能源消納量化決策平臺研究與應用”項目的研究。研發了清潔能源消納的量化決策軟件平臺，開發了計及電網安全、物理運行、經濟運營等約束的大規模高性能優化算法，并投入實際應用，實現了大規模電網清潔能源消納的精準量化分析，為長周期大范圍清潔能源優化決策提供了技術支撐。

項目簡介

項目屬于電力市場交易運營領域。通過自主創新，形成了多項自主知識產權的創新性成果。項目研發過程中，團隊負責人楊爭林，在項目策劃、技術研發以及成果應用等項目實施各個階段，帶領項目團隊進行關鍵技術攻關，在考慮水、火、風、光的多元發電、發輸電協調的長周期電力電量聯合優化模型，計及電網安全、物理運行、經濟運營等約束的大規模高性能優化算法方面取得突破。依托項目研究，共發表論文6篇，申請發明專利6項、獲“適應大規模清潔能源發電消納的大范圍跨區交易決策軟件”等軟著2項，形成軟件產品2項。

該項目以精確量化決策長周期大范圍清潔能源消納能力為目標，研發了清潔能源接納的量化決策軟件平臺，并在國家電網電力交易中心、西北分中心等單位得到應用。2015年1月，由中國電力科學研究院牽頭承擔的“長周期大范圍清潔能源消納量化決策平臺研究與應用”項目通過中國電機工程學會組織的成果鑒定，鑒定委員會認為，項目成果整體達到國際先進水平，在兼顧多種運營模式的多目標序列優化技術、長周期電力電量聯合優化模型與決策算法方面達到國際領先水平。

技術創新點

項目在多目標優化算法、長周期電力電量聯合優化模型、清潔能源消納量化決策算法等方面實現了技術突破與創新：

(1)提出兼顧發電煤耗、三公偏差、系統運行成本的多目標清潔能源消納的序列優化方法，解決節能、三公均衡、發電成本等不同運營模式下清潔能源消納協調優化問題。提出了序列多目標優化方法，避免了加權法權值難以確定、量綱難以歸一等缺點。

(2)建立考慮水、火、風、光的多元發電、發輸電協調的長周期電力電量聯合優化模型，解決了電網安全約束建模、時段耦合等長周期運營優化建模難題。通過典型周、電力電量平衡等3種技術路線比對研究，提出和建立了全周期建模技術，能以小時級粒度準確分析月度、年度清潔能源消納量，并給出常規機組的出力計劃和啟停安排。

(3)研發計及電網安全、物理運行、經濟運營等約束的大規模高性能優化算法，實現大規模電網運營中清潔能源消納的準確量化計算。長周期大范圍清潔能源消納量化決策算法需要考慮包括輸送線路安全約束、負荷平衡、機組啟停、機組檢修、機組成本、年度計劃電量等諸多約束，既包括物理運行約束，又包括長期經營約束，是一個離散、非凸的超大規模復雜優化問題。項目研制形成的算法軟件，有效解決了算法效率問題，達到企業級求解性能要求。

(4)研發清潔能源消納量化決策軟件平臺，實現數據標簽化存儲和多場景消納方案多維比對，為長周期大范圍清潔能源優化決策提供了技術支撐。

成果應用及效益

該項目研發的長周期大范圍清潔能源消納量化決策平臺投入運行以來，各功能運行穩定可靠、實用性強，響應速度快，實現了長周期大范圍清潔能源消納能力評估由經驗型向智能決策型轉變，取得了顯著的社會效益和經濟效益。項目成果的應用促進了電力行業的綠色低碳可持續發展。隨著特高壓骨干網架的建設和電力市場化改革的推進，清潔能源長周期大范圍優化消納具有更加重要的現實意義和實踐意義，項目研究成果具有更為廣闊的推廣應用前景。(鄭亞先高飛)

相關鏈接

團隊負責人楊爭林，博士、研究員級高級工程師、中國電力科學研究院電力自動化研究所副所長、電力系統管理及其信息交換標準化技術委員會電力市場工作組(SAC/TC82/WG5)副組長。長期從事電力市場運營、電力系統調度自動化領域的理論技術研究和應用開發。曾主持省級電力市場運營系統功能開發與應用等多個電力市場領域的重大科技項目研究，設計開發的電力市場運營系統在多個電網公司投入應用。負責系列節能發電調度關鍵技術研究，在適應電力市場、節能發電調度等多種調度模式的安全約束機組組合、安全約束經濟調度等核心算法方面取得突出成果并投入應用。