摘要
在“碳达峰、碳中和”和能源供应绿色低碳转型的背景下，中国政府提出构建“以新能源为主体的新型电力系统”的发展战略。风能、太阳能等新能源发电凭借清洁、低碳和可持续的优势，正逐步成为京津冀地区电力供应的重要形式。然而，京津冀地区的新能源资源禀赋状况和电力消费呈逆向分布特征，电力资源跨省市配置成为解决新能源供需空间不匹配问题的重要方式。此外，大规模波动性的新能源电力接入电网，给电力系统的稳定性和经济性带来了挑战，新能源的发展规划需要考虑电源侧、电网侧及电力供需平衡等多方面问题。 基于此，本文对双碳目标下京津冀地区新能源协同规划问题展开研究，主要研究内容和成果如下:首先，基于空间统计模型与地理分析工具，从产业链视角研究京津冀地区新能源资源禀赋—开发利用—电力消费的空间特征与区域差异，分析新能源分布与电力需求的空间匹配特征。研究表明，京津冀地区新能源发电行业存在着供给与需求的空间错位，亟需从区域协同规划的角度构建电力传输机制，实现地区新能源电力资源优化配置。 其次，基于京津冀电力需求的影响机制分析，根据相关性检验筛选出北京、天津和河北电力消费的关键影响因素。引入减法平均优化、白鲸优化、灰狼优化算法对极限学习机初始输入权重和隐藏层阈值进行优化。选取预测结果最优的组合优化模型对北京、天津和河北2024-2035年电力需求进行预测，并依据电力消费时间序列及增长率的变化规律，合理估算京津冀2036-2060年的电力需求，为京津冀新能源电力协同优化配置提供数据基础。 最后，将北京、天津和河北三地视为一个研究整体，以新能源电源规划为出发点，在开展规划时将电网输电线路的开发建设与新能源电力跨省消纳配置纳入考虑范围，研究京津冀地区新能源的区域协同、电源与电网协同、经济性与绿色性协同的优化配置模型。以促进新能源并网发电，实现电力系统综合成本最小为目标，考虑区域电力供需平衡、电力供应可靠性、省间电力传输、输电线路容量、双碳目标政策、储能配置比例等多方面约束条件，建立京津冀新能源协同配置的多目标优化模型。基于改进的非支配排序遗传算法求解模型，并选取三个帕累托最优解设为高经济低环境、中经济中环境、低经济高环境情景方案，研究京津冀2024-2035年风力和太阳能发电配置方案。并据此分析预测2024-2060年京津冀清洁能源上网电量占比变化趋势，为京津冀新能源协同优化配置及电力资源传输共享提供理论基础。
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