圖1 論文提出的中國并網(wǎng)風(fēng)電供應(yīng)曲線模型模擬研究框架。
圖2 基準(zhǔn)情景下2030年中國并網(wǎng)風(fēng)電供應(yīng)曲線。
清華新聞網(wǎng)6月23日電6月20日,《自然》子刊《自然·能源》（Nature Energy）在線發(fā)表了清華大學(xué)核研院能源政策研究團隊同美國麻省理工學(xué)院的合作研究成果“中國高比例煤電電網(wǎng)風(fēng)能并網(wǎng)潛力的模型模擬”（Modelling the potential for wind energy integration on China’s coal-heavy electricity grid）。由于議題重要、方法新穎，《自然·能源》專門在同期“新聞·觀點”專欄中安排評論文章，對研究成果進行詳細解讀。
該研究發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)前并網(wǎng)電價水平下，通過有效的電力體制改革，到2030年，中國的并網(wǎng)風(fēng)電總量可達到電力總供應(yīng)量26%左右，可為2030年我國非化石能源占一次能源消費比重達20%左右的目標(biāo)做出重要貢獻。
近十幾年來，中國風(fēng)電增長速度領(lǐng)先世界，中國風(fēng)電裝機總量世界第一。由于風(fēng)電具有間歇性特點，風(fēng)電快速增長也給我國煤電比重高、靈活性較低的電網(wǎng)運行帶來重大挑戰(zhàn)，出現(xiàn)風(fēng)電上網(wǎng)難和“棄風(fēng)”嚴重的現(xiàn)象。2015年，我國“棄風(fēng)”量已超過風(fēng)電總發(fā)電量15%，造成了巨大的資源浪費。本研究針對影響風(fēng)電并網(wǎng)的電網(wǎng)運行和靈活調(diào)度進行了分析評估，對提高煤電運行的靈活性進行了量化分析，提出未來風(fēng)電布局應(yīng)綜合考慮資源潛力、距電力負荷中心距離等因素，對我國未來風(fēng)電發(fā)展及相關(guān)電力體制改革提出了政策建議。
該研究構(gòu)建了一個小時級別的電力調(diào)度模型，將我國電網(wǎng)分為東北、西北、三華（華北、華東和華中）和南方四個區(qū)域，綜合考慮電力需求、負荷特性、電源結(jié)構(gòu)、最小負荷運行要求、煤電機組運行限制及跨區(qū)域特高壓輸電等因素，模擬在不同風(fēng)力發(fā)電成本、上網(wǎng)電價政策、煤電爬坡備用成本和電網(wǎng)運行約束條件下，風(fēng)電資源開發(fā)的最優(yōu)空間布局和相應(yīng)的電力供應(yīng)曲線。研究提出了風(fēng)電供應(yīng)曲線模型模擬研究框架，得出了基準(zhǔn)情景下中國2030年并網(wǎng)風(fēng)電的供應(yīng)曲線。
合作研究成果以全文形式發(fā)表，何建坤教授、張希良教授指導(dǎo)的博士研究生張達（現(xiàn)為麻省理工學(xué)院博士后）與麻省理工學(xué)院博士研究生米歇爾·戴維森（Michael R. Davidson）是論文共同第一作者，張希良教授指導(dǎo)的另一名博士生熊威明是共同第三作者。張希良教授和麻省理工學(xué)院斯隆管理學(xué)院柯蔚藍（Valerie Karplus）教授是共同的通訊作者。清華大學(xué)與麻省理工學(xué)院建立的“中國能源與氣候變化”合作研究項目于2011年正式啟動，張希良教授是清華大學(xué)方面負責(zé)人。該項目構(gòu)建了較為完整的中國能源經(jīng)濟模型系統(tǒng)，并利用該模型系統(tǒng)對中國低碳能源經(jīng)濟轉(zhuǎn)型的路徑和政策進行了模擬評估，為我國能源與應(yīng)對氣候變化的戰(zhàn)略政策制定提供了科學(xué)支撐。2015年，清華大學(xué)校長邱勇出席中美大學(xué)校長論壇、并作主題演講時，曾把這一項目作為我校同美國大學(xué)合作的典型案例加以介紹。
