Applied Energy｜可再生能源技术组合对弃电、储能和经济性的影响

全球电力系统脱碳的目标推动了可再生能源（RES）和储能技术的快速发展。风能和太阳能光伏因其成熟度和高可用性，成为未来电力系统的核心技术。然而，这些技术的间歇性和波动性会导致系统运行的不可预测性，同时带来可再生能源弃电现象（curtailment）。本研究通过综合评估不同的风能和太阳能开发路径，分析高比例RES情景下的弃电模式、储能需求和系统经济性。

本研究采用基于混合整数线性规划（MILP）的能源优化模型，在希腊模拟包含风电、光伏发电、储能设施及输电等多种技术的系统的运行。模型以最小化系统成本为目标，通过逐小时优化储能与RES发电组合，分析三种可再生能源发展路径：光伏优先、风能优先和风光均衡。同时评估了不同储能配置对可再生能源弃电、市场价格及经济可行性的影响。

研究发现，风光均衡的可再生能源发展路径是实现约80%可再生能源渗透的最优选择，该方案配套约11GWh的储能设施可将系统固定与可变成本降至最低，同时将风能和光伏技术的年弃电率控制在2.5%至5.5%之间。相比之下，光伏优先和风能优先情景下的系统成本分别增加约4800至6100万欧元/年，并导致更高的弃电率。光伏发电的弃电现象主要集中在中午发电高峰时段，而风能主导的组合能够缓解这种情况，通过更均匀的发电分布显著降低系统弃电量。优先发展某一技术会导致现货价格的下降，例如在光伏优先情景下，光伏现货价格显著低于风电，且市场收入不足以覆盖投资成本。研究建议通过风光均衡发展，结合双向差价合约等支持机制，在确保经济可行性的同时，最大程度降低系统成本和弃电量。

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