bevictor伟德官网2021年1月27日電  近日，bevictor伟德官网魯玺課題組在國際能源領域著名期刊《應用能源》（Applied Energy）發表題為《基于聚類分析的中國陸上風電開發優化布局研究》（Optimal allocation of onshore wind power in China based on cluster analysis）的研究論文。研究基于聚類分析方法首次對中國大陸風電資源的變動特性進行分區，并從風電時空變化特性的新視角探讨了風電資源規劃開發策略，對碳中和目标下的風電等可再生能源的持續開發利用具有借鑒意義。

發展風力發電已成為我國減少二氧化碳排放、實現2060年前碳中和目标的重要戰略。近15年來，我國風電裝機容量迅速增長，但與此同時，風電固有的随機性、波動性及供需分布不平衡等問題也造成了嚴峻的棄風現象，影響了風電持續開發的潛力及其環境和氣候變化效應的發揮。本研究基于GEOS-5四維同化氣象場數據與K均值聚類算法，根據風電出力變動性将中國大陸劃分為7個風區（圖1a），并分析了各風區内風電變動特征；研究進一步探究了風電跨區域聯合并網對提高供電質量的作用，構建了綜合考慮風力發電量、短期波動性、風電可信容量的多目标跨區域風電裝機規劃空間優化模型，确定了2030年各風區風電裝機容量的最優配置。

圖1 (a) 我國陸上風能資源分布及基于風電波動性的風區劃分；(b) 各風區月平均風電容量因子曲線；(c) 各風區風電出力序列相關系數随空間距離變化；(d) 各風區日内風電容量因子變化曲線

研究結果表明，受主導天氣系統及地理條件影響，各風區的風電季節波動性及日内變化特征存在顯著差異（圖1b與圖1d），為跨區域風電聯合并網降低變動性、提高可靠性提供了理論基礎。研究結果進一步表明，在2030年全國陸上風電裝機800GW的目标下，多目标優化情景（MultiObj）與維持目前風電裝機分布比例的基準情景相比，風力發電量增長0.2%、平均每小時功率變化下降10.3%，可信容量提高3.7%（圖2）。通過對各風區風電滲透率的進一步分析，研究指出了未來跨區域特高壓輸電線路建設與風電開發協調發展的重要性。研究結果為2030年前碳達峰及2060年前碳中和目标下我國電力系統綠色低碳轉型及風電發展路徑規劃提供了基礎參考。

圖2 各優化情景下各風區風電裝機容量比例及風電供電指标

bevictor伟德官网魯玺副教授為論文通訊作者，bevictor伟德官网博士生張憧宇為該論文的第一作者，英國貝爾法斯特女王大學Aoife Foley教授為該論文的共同通訊作者。本研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金委、bevictor伟德官网-INDITEX可持續發展基金、環境前沿技術北京實驗室等項目支持。

論文鍊接：https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.116482