【摘要】：近年來(lái),我國(guó)可再生能源發(fā)展迅猛,但電力“供-輸-需”的失衡造成嚴(yán)重的窩電和棄風(fēng)棄光現(xiàn)象,可再生能源無(wú)法得到更大規(guī)模開(kāi)發(fā)和有效利用,導(dǎo)致能源綠色轉(zhuǎn)型步伐緩慢,質(zhì)量偏低等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題,本文將我國(guó)分為六大區(qū)域,設(shè)定三種電力需求情景,考慮六種發(fā)電技術(shù)、九種輸電技術(shù);兼顧停電事故對(duì)輸電網(wǎng)造成的電量損失最小目標(biāo)和發(fā)電裝機(jī)、跨區(qū)域輸電主干線路建設(shè)的綜合成本最小目標(biāo),建立輸電主干線路布局多目標(biāo)優(yōu)化模型。同時(shí)考慮地區(qū)間的電力供需、輸送容量、輸電距離、輸電方向、區(qū)域可再生能源裝機(jī)容量潛力、和電源結(jié)構(gòu)等約束。應(yīng)用混合編碼的多目標(biāo)求解算法PSO-NSGA-II對(duì)模型進(jìn)行求解。結(jié)果表明電力開(kāi)發(fā)和跨區(qū)域輸電將同步和協(xié)調(diào)發(fā)展。中等電力需求情景、同等偏好下:第一,我國(guó)電力大規(guī)�？鐓^(qū)域輸送,其總輸送容量于2040年達(dá)到400吉瓦,較2016年增長(zhǎng)4倍以上;西電東送、北電南送格局清晰,西北和東北區(qū)域?yàn)殡娏糨敵鰠^(qū)域;以華東為代表的其他區(qū)域成為電力凈輸入?yún)^(qū)域�？鐓^(qū)域輸電通道的迅速發(fā)展為可再生能源的開(kāi)發(fā)和合理消納提供了重要支持。第二,2016-2040年間,我國(guó)新建投運(yùn)64條超高壓及以上跨區(qū)域直流輸電主干線路,其中2022-2025和2037-2040年間為輸電主干線路建設(shè)高峰期,其分別建成投運(yùn)了13和11條線路。在本文考慮的5類(分9種)輸電技術(shù)中,特高壓±800千伏輸電技術(shù)成為輸電主干線路建設(shè)的主要技術(shù),新增輸送容量達(dá)217吉瓦,占比達(dá)68%;超高壓±500千伏輸電技術(shù)仍發(fā)揮重要作用,為距離較近區(qū)域間的電力輸送提供有力支持。第三,在2016-2040年間,我國(guó)能源供給側(cè)發(fā)生結(jié)構(gòu)性變革,火電裝機(jī)容量和發(fā)電量占比將于2040年分別降至39.4%和48.9%以下;可再生能源發(fā)展迅速,風(fēng)電和光電逐步成為我國(guó)電力生產(chǎn)的主力,其裝機(jī)容量占比分別達(dá)到21.9%和19.5%。第四,三北區(qū)域成為電力生產(chǎn)和供應(yīng)的主要區(qū)域,風(fēng)電和光電集中于三北區(qū)域,水電集中于華中和南方區(qū)域,核電同樣得到較大規(guī)模發(fā)展,集中于華東、南方和華中區(qū)域。第五,停電事故損失因素并未抑制電力大規(guī)�？鐓^(qū)域的輸送,但電力輸送流向呈現(xiàn)出減少電力中轉(zhuǎn),避開(kāi)停電事故高發(fā)區(qū)域的趨勢(shì)。此外,不論在電力開(kāi)發(fā)或跨區(qū)域輸送方面,三種電力需求情景下優(yōu)化出的結(jié)果均具有高度地一致性。可再生電力裝機(jī)容量和發(fā)電量占比均可達(dá)到53%和37%以上;而跨區(qū)域電力輸送總?cè)萘縿t分別達(dá)到601(高速)、400(中速)和295(低速)吉瓦。優(yōu)化結(jié)果僅存在數(shù)量上的差異,并無(wú)結(jié)構(gòu)性的變化,體現(xiàn)了本文模型的有效性和穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM72;F426.61
【圖文】：

圖 1.1 我國(guó)全口徑電力裝機(jī)容量與發(fā)電量國(guó)可再生能源資源與負(fù)荷中心逆向分布的國(guó)情決定了西電東送和北電配置格局，輸電通道建設(shè)的不成熟以及輸電效率低下是造成可再生電的主要原因。如圖 1.2，對(duì)于可再生能源，水能開(kāi)發(fā)集中在華中和南方區(qū)光能開(kāi)發(fā)則集中在三北區(qū)域�？稍偕娏h(yuǎn)離負(fù)荷中心且資源所在地后，電力消納能力有限，而華東等負(fù)荷中心區(qū)域電力生產(chǎn)能力不足但高。這一矛盾使得可再生電力只有通過(guò)大規(guī)�？鐓^(qū)域輸送，才能得到在國(guó)家大力支持下，自 2000 年以后，我國(guó)超高壓、特高壓直流輸電工到了快速發(fā)展。截至 2018 年，我國(guó)跨區(qū)域直流輸送能力達(dá)到 192 吉1.2 可以看到，西電東送、北電南送的格局明顯。西北區(qū)域是我國(guó)主要區(qū)域，具有向外輸送大量電力的能力，華東區(qū)域是我國(guó)主要的電力輸華中區(qū)域則承擔(dān)起了“中介”的作用。輸送通道的建設(shè)讓電力從發(fā)電端端成為可能，為促進(jìn)可再生電力有效利用提供保障。然而，即使以電2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018year

在國(guó)家大力支持下，自 2000 年以后，我國(guó)超高壓、特高壓直流輸電工程的建設(shè)得到了快速發(fā)展。截至 2018 年，我國(guó)跨區(qū)域直流輸送能力達(dá)到 192 吉瓦，結(jié)合圖 1.2 可以看到，西電東送、北電南送的格局明顯。西北區(qū)域是我國(guó)主要的電力輸出區(qū)域，具有向外輸送大量電力的能力，華東區(qū)域是我國(guó)主要的電力輸入?yún)^(qū)域，而華中區(qū)域則承擔(dān)起了“中介”的作用。輸送通道的建設(shè)讓電力從發(fā)電端輸送到用電端成為可能，為促進(jìn)可再生電力有效利用提供保障。然而，即使以電網(wǎng)運(yùn)行小時(shí)數(shù)達(dá) 5000 小時(shí)，電力滿負(fù)荷輸送和百分之百消納計(jì)算，2018 年我國(guó)跨區(qū)域輸送電量為 0.96 萬(wàn)億千瓦時(shí)，僅貢獻(xiàn)了全社會(huì)用電量的 14%。而實(shí)際情況則遠(yuǎn)未達(dá)該比例，《浙福特高壓交流等十項(xiàng)典型電網(wǎng)工程投資成效監(jiān)管報(bào)告》指出部分工程輸電能力發(fā)揮不充分

（a）我國(guó)超高壓直流輸電線路布局

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2759329