Highly resolved optimal renewable allocation planning in power systems under consideration of dynamic grid topology
Highly resolved optimal renewable allocation planning in power systems under consideration of dynamic grid topology
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考虑动态电网拓扑的电力系统高精度可再生能源优化分配规划
DOI：
10.1016/j.cor.2017.12.008
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发表时间：
--
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
W. Fichtner
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
V. Slednev;V. Bertsch;M. Ruppert;W. Fichtner
分散的可再生能源（RES-E）产生的越来越多的电力的系统集成是欧洲电力系统转型的主要挑战。RES-E的输入概况和潜力在地理和时间方面各不相同，也受到技术选择和变化的影响。为了在满足RES-E目标所需的RES-E扩展和分配规划的背景下支持电力系统规划，需要分析评估哪些地方和哪些RES-E容量可能会扩展。这需要能够考虑电网容量和拓扑结构的模型，包括它们随时间的变化。因此，我们开发了一个满足这些要求的模型，并将RES-E电位分配给网格节点作为变量。与基于固定和预定义的RES-E电位分配到节点的现有方法相比，这是一个重大进步。虽然我们的模型是通用的，并且包含所有欧洲的数据，但我们在爱尔兰共和国的案例研究中演示了该模型。我们发现，从成本效益的角度来看，陆上风电是主要的RES-E技术。由于该国西部和北部的空间陆上风电潜力最高，这导致这些地区的容量高度集中。如果政策制定者希望使RES-E投资组合多样化，我们发现主要基于生物能源和海上风能的多样化是可以在适度增加成本的情况下实现的。然而，将太阳能光伏发电纳入投资组合，特别是屋顶安装，会导致成本大幅增加，但也会导致全国范围内的容量安装更加分散。
The system integration of an increasing amount of electricity generation from decentralised renewable energy sources (RES-E) is a major challenge for the transition of the European power system. The feed-in profiles and the potential of RES-E vary along the geographical and temporal dimension and are also subject to technological choices and changes. To support power system planning in the context of RES-E expansion and allocation planning required for meeting RES-E targets, analyses are needed assessing where and which RES-E capacities are likely to be expanded. This requires models that are able to consider the power grid capacity and topology including their changes over time. We therefore developed a model that meets these requirements and considers the assignment of RES-E potentials to grid nodes as variable. This is a major advancement in comparison to existing approaches based on a fixed and pre-defined assignment of RES-E potentials to a node. While our model is generic and includes data for all of Europe, we demonstrate the model in the context of a case study in the Republic of Ireland. We find wind onshore to be the dominating RES-E technology from a cost-efficient perspective. Since spatial wind onshore potentials are highest in the West and North of the country, this leads to a high capacity concentration in these areas. Should policy makers wish to diversify the RES-E portfolio, we find that a diversification mainly based on bioenergy and wind offshore is achievable at a moderate cost increase. Including solar photovoltaics into the portfolio, particularly rooftop installations, however, leads to a significant cost increase but also to a more scattered capacity installation over the country.
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