Geophysical Constraints on Decarbonized Systems—Building Spatio-Temporal Uncertainties into Future Electricity Grid Planning
Geophysical Constraints on Decarbonized Systems—Building Spatio-Temporal Uncertainties into Future Electricity Grid Planning
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脱碳系统的地球物理约束——将时空不确定性纳入未来电网规划
DOI：
10.1007/s40518-023-00229-y
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Galelli, Stefano
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chowdhury, AFM Kamal;Wild, Thomas;Deshmukh, Ranjit;Iyer, Gokul;Galelli, Stefano
未来电网的特点将是可再生能源的高渗透，以支持脱碳过程。然而，这种转变将进一步使电网暴露于广泛的地球物理力量，如天气和气候或土地和矿物的可用性。在这里，我们综合了目前关于地球物理约束和电网规划之间关系的知识体系。最近的发现我们表明，在数据、方法和建模工具方面已经取得了有希望的进展，这些工具需要纳入地球物理约束对需求、资源可用性和电网运行的影响。然而，目前的研究工作通常集中在单一约束的影响上，因此缺乏对问题的更广泛的看法。为了更好地理解地球物理力的时空变化如何影响电网规划，需要更多的系统特异性和更精细的分析。此外，我们需要更广泛地关注脱碳工作的多部门影响，包括电网管理决策的社会后果。重要的是，所有这些努力都受到现有电力系统模型计算要求的挑战，这些模型通常限制了我们在更大范围内表征不确定性和规模分析的能力。
Purpose of ReviewFuture electricity grids will be characterized by the high penetration of renewables to support the decarbonization process. Yet, this transition will further expose grids to a broad spectrum of geophysical forces, such as weather and climate or the availability of land and minerals. Here, we synthesize the current body of knowledge on the relationship between geophysical constraints and electricity grid planning.Recent FindingsWe show that there have been promising advances in the data, methods, and modelling tools needed to incorporate the effect of geophysical constraints on demand, resource availability, and grid operations. However, current research efforts are typically focused on the effect of a single constraint, thereby lacking a broader view of the problem.SummaryMore system-specific and finer-scale analyses are necessary to better understand how spatio-temporal variability in geophysical forces affects grid planning. Moreover, we need a broader focus on the multi-sectoral implications of decarbonization efforts, including the societal consequences of grid management decisions. Importantly, all these efforts are challenged by the computational requirements of existing power system models, which often limit our ability to characterize uncertainty and scale analyses across larger domains.
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