摘要
在以可再生能源为主导的跨区域电力系统中，传输能力有限以及电网薄弱区域的支撑能力不足日益成为制约因素。本文提出了一种协调性的规划方法，用于传输线路的扩展和电网建设相关的能源储存设施的部署。该方法采用了两阶段的随机混合整数优化模型：在规划阶段同时确定候选传输线路的扩展方案和储能设施的选址与规模；在运营阶段，则根据多种负荷和可再生能源情景，优化传统发电厂的调度、可再生能源的接入、储能设施的充放电过程以及跨区域的电力流动。通过引入规划阶段的支撑约束和运营阶段的支撑可用性约束，体现了储能设施在电网薄弱区域所起的结构性与运营性支撑作用。案例研究表明，最优的投资方案结合了关键传输线路的加固与关键节点处储能设施的部署。与基线方案相比，协调方案将年总成本从68.42亿元人民币降至60.78亿元人民币，年可再生能源弃电量从42.6万兆瓦时减少到12.1万兆瓦时，年未满足需求的能源量从12.8万兆瓦时降至0.5万兆瓦时，并使电网薄弱区域的规划阶段支撑边际从负值变为正值。在高负荷和低可再生能源利用率的情景下进行的额外尾部风险压力测试进一步证明，协调方案能够维持较低的未满足能源量和正向的支撑边际。研究结果表明，传输线路的扩展主要改善了跨区域的资源分配，而储能设施的部署则主要增强了当地的支撑能力和运营灵活性。因此，这两种资源在空间和时间维度上表现出很强的互补性。所提出的方法为可再生能源的输送、主干电网的强化以及储能设施的规划提供了系统的决策支持。
