【优博微展2017】熊威明：中国可再生能源电力规划及运行模型的开发与应用

熊威明：2017年清华大学优秀博士学位论文二等奖获得者

中国可再生能源电力规划及运行模型的开发与应用

Development of the China Renewable Electricity Planning and Operations Model and its Application

作    者：熊威明

指导教师：张希良 教授

培养院系：核研院             

学    科：管理科学与工程

读博感言：直面挫败感。

研究背景/选题意义/研究价值

电力部门作为我国最大的碳排放部门是我国低碳发展转型的关键部门，而大规模发展可再生能源以替代传统化石能源已经成为电力部门节能减排的重要手段。然而严重的弃风弃光限电等问题为可再生能源电力的长期发展带来巨大不确定性。如何在电力系统长期规划模型中刻画可再生能源技术特点，已成为当前可再生能源长期潜力评估和能源规划的热点问题，对我国电力政策制定具有较强的现实意义。

主要研究内容

本研究首先基于高精度地理信息系统数据绘制了我国高精度风资源潜力图；第二是自主开发了清华大学“中国可再生能源电力规划及运行模型” ，并在建模同时引入了年度电量合约和日前调度电力政策模块，考虑了中国半计划性电力体制对电力发展路径的影响，对灵活供热、储能调峰、特高压输电及电力体制改革进行了定量的政策情景分析，以此为基础分析了可再生能源高比例发展路径；第三以东北电网为案例，采用能源仿真模型验证了灵活调度规则和热电部门联合对风电消纳能力的促进作用。

主要创新点

1、开发了高地理精度及高时序精度的中国可再生能源优化及运行模型，有效解决了长期政策尺度建模方法学中无法有效表达可再生能源的波动性和不确定性特性的问题

2、对抽凝、背压、热泵、储热技术的热电特性进行了详细表达，使得模型可同时分析热电部门联合对电力系统和热力系统的影响

3、开展可再生能源潜力分析研究，利用开发的模型从技术变革和电力体制改革的角度对电力部门转型进行量化分析，拓展我国电力能源系统的能源规划研究

代表性学术发表

1. Xiong W, Wang Y, Mathiesen BV, Zhang X. Case study of the constraints and potential contributions regarding wind curtailment in Northeast China. Energy (2016), 110:55-64.

2. Xiong W, Wang Y, Mathiesen B V, et al. Heat roadmap China: New heat strategy to reduce energy consumption towards 2030. Energy (2015), 81: 274-285.

3. Xiong W, Yang Y, Wang Y, Zhang X. Marginal abatement cost curve for wind power in China: a provincial-level analysis. Energy Science & Engineering (2016), 4:246-255.

4. Davidson M, Zhang D, Xiong W, Zhang X, Karplus V.Integrating wind into China’s coal-heavy electricity system. Nature Energy (2016), 86：16086 

作者：熊威明

供图：熊威明

编辑：清华大学研究生院  周明坤  严颖巧