电力系统规划运行如何主动应对气候变化

郭剑波; 王伟胜

doi:10.1016/j.eng.2025.07.012

工程（英文） ›› 2025, Vol. 51 ›› Issue (8) : 3 -4. DOI: 10.1016/j.eng.2025.07.012

Editorial

电力系统规划运行如何主动应对气候变化

郭剑波 ,
王伟胜

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Planning and Operating Power Systems to Proactively Respond to Climate Change

Jianbo Guo ,
Weisheng Wang ,

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随着风电/光伏等可再生能源发电占比的快速增长，电力系统对气候的依赖性愈发凸显。全球气候变化将对可再生能源资源禀赋、电力系统规划和运行、电力市场等多方面带来显著影响。联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）发布报告指出，随着气候变化加剧，极端天气呈现频发、重发趋势。这一趋势将进一步加深气候变化对电力系统的影响。北美电力可靠性委员会和美国能源部的相关报告均强调，提高电力系统应对气候变化的能力迫在眉睫。

近年来，针对气候变化与资源禀赋交互影响、考虑气候变化的可再生能源功率/电量预测、极端天气监测和预报等，国内外开展了大量研究工作，取得了多项突破性进展。但在可再生能源电力系统主动应对气候变化方面的研究仍存不足：一是气候变化背景下可再生能源电力系统供需平衡分析与优化决策缺乏系统深入的基础理论和方法；二是常规电力系统运行风险评估手段难以应对气候变化背景下的高比例可再生能源场景；三是极端天气影响下的电力系统应对策略及防御体系缺失。

评估气候变化对可再生能源资源的潜在影响，是主动应对气候变化的前提。中国电力科学研究院冯双磊等利用第六次耦合气候模式比较计划（Coupled Model Intercomparison Project Phase 6, CMIP6）数据集分析了全球“风电低出力”现象的变化趋势。研究发现，此类现象发生的频率和持续时间呈增长态势，特别是在东亚和南美地区，凸显了未来风电供应充裕性的根本风险。

气候变化背景下，高比例可再生能源电力系统不确定性特征的演变及其认知方法，是电力系统规划与运行的基础。清华大学刘峰等建立了一个系统性理论框架，用于处理“决策依赖不确定性”（decision-dependent uncertainties, DDUs），即受系统规划和运行决策影响的不确定性，并将其应用于供需匹配研究中。研究通过阐明DDUs的理论基础，为高比例可再生能源与需求响应参与条件下，开发更智能、更可靠的电力系统规划与调度方案提供了坚实的理论基础。

系统规划层面需充分考虑气候变化导致的新结构特性和运行约束。西安交通大学王建学等介绍了一种输电、新能源和储能的协同规划模型。通过定义“可再生能源潮流密度”，提供了一种新颖的方式来追踪与优化清洁能源的输送路径，确保能源有效地输送到内部和外部负荷。在微电网层面，香港中文大学吴辰晔等提出了一种适用于交直流混合微电网的三层互联规划方法，其框架融合了动态变换器效率和太阳能发电的数据相关不确定性集，在确保鲁棒运行的同时显著降低了互联成本。

高比例可再生能源接入显著放大了气候变化引起的运行不确定性，进一步凸显风险评估的重要性。重庆大学胡博等提出了一种面向实时动态可靠性评估的全解析方法，通过避免对各类故障场景开展计算密集型仿真，实现了系统运行风险的快速评估，为应对可再生能源高波动性条件下的实时调度与运行决策提供了关键技术支撑。在系统防御层面，山东大学刘玉田等基于机器学习方法，构建了交直流混合系统中连锁故障关键线路的快速识别技术，使得系统能够提前采取针对性防护措施，从而有效降低连锁失效扩散和大面积停电的风险。

本期特刊旨在系统梳理和集中呈现气候/天气-电力系统-可再生能源交叉领域中涌现的重大工程技术问题，以及具有代表性和引领性的前沿学术进展，期望凝聚共识、拓展研究视角，吸引更多研究团队深入参与，持续推动电力系统对全球气候变化的主动适应与应对。在此，我们谨向所有投稿作者的高水平研究工作致以诚挚感谢，向编辑团队的专业组织与高效管理表示敬意，并衷心感谢审稿专家通过富有建设性的评审意见，显著提升了论文的学术质量与严谨性。