加快构建更具气候韧性的新型电力系统专栏

受气候变化影响,极端天气气候事件呈现多发、频发、强发、并发态势,高温干旱、暴雨冻害、无风寡照等复合型灾害层出不穷。灾害强度、演化规律持续超出传统研判范畴,兼具突发概率高、局部极值突出、多灾叠加联动、灾害传导链条拉长等特点。雷电、线路覆冰、强对流天气等气象诱因引发的电网故障占比超六成,气象条件直接决定新能源出力水平、电力设备运行安全与全社会用电负荷,是高比例新能源电网安全稳定运行的关键制约因素。
当前国内风光装机规模持续扩容,“沙戈荒”大型风光基地、分布式新能源项目、跨区域输电通道加快建成投运,新能源出力波动、用电负荷气象敏感性等矛盾日益凸显。深化电力与气象业务融合,全面提升电力系统抵御极端气候、快速恢复供电的气候韧性,贯通资源评估、资源预报、调度管控、防灾减灾全业务链条,是推进能源转型、筑牢电力保供底线亟待破解的核心课题。
本专栏由王菲菲、常蕊、王明等研究人员,开展系列实证研究:研判碳中和背景下甘肃光伏中长期开发潜力;多情景对比“沙戈荒”风光互补电站气候与生态综合效益;量化分析湖北风光日内出力互补特性,测算适配电网安全的风光最优装机配比,为区域新能源规划、多能互补布局提供实操参考。限于研究能力、数据储备与版面篇幅,文中难免存在疏漏不足,诚请气象、电力行业同仁批评指正。

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“沙戈荒”风光互补电站气候-生态效应的多情景比较评估
常蕊, 於琍, 郑隽卿, 赵悦晨, 王阳, 哈斯
气候变化研究进展    2026, 22 (4): 425-438.   doi: 10.12006/j.issn.1673-1719.2026.070
摘要132)   HTML22)    PDF (7419KB)(88)   

为评估不同风光互补布设情景对气候-生态的综合影响,基于自主研发的气象-风光耦合数值模型及生态过程机理模型,构建涵盖“布局设计-气候模拟-生态响应”的多情景比较评估方法。以内蒙古阿拉善与新疆哈密两个典型风光互补区为例,在“风光联合发电最稳定”与“风光等面积布设”两类约束条件下,兼顾主导风向的上下游空间关联,设计4种代表性风光互补布设情景,并开展敏感性数值试验。结果表明,风光互补电站的气候-生态效应受布局方案及区域气候背景共同影响,具有明显的情景依赖性和空间异质性。因此,在“沙戈荒”风光互补基地规划阶段,应结合区域气候特征开展多情景比较评估,为可再生能源开发、局地气候稳定与生态保护协同提供科学依据。

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碳中和背景下甘肃省光伏发电量的未来潜力评估
王菲菲, 苏路豪, 韩颖, 李媛, 刘艳, 王孝三, 茹建波, 王天河
气候变化研究进展    2026, 22 (4): 439-449.   doi: 10.12006/j.issn.1673-1719.2026.016
摘要140)   HTML13)    PDF (11501KB)(91)   

甘肃作为我国重要的光伏基地,已成为保障国家能源安全、实现“双碳”目标的关键压舱石。文中融合CARE高分辨率辐射产品、甘肃站点观测及CMIP6模拟数据,评估了甘肃理论光伏发电量(TPG)的时空演变特征。结果表明:CMIP6模式模拟能力总体良好但存在差异,MRI-ESM2-0表现最优;未来TPG变化依赖于社会经济发展路径所主导的气候响应机制。甘肃省TPG的未来演变强烈依赖于排放路径。在SSP2-4.5中等强迫情景下,TPG 进入快速增长通道(21世纪中叶增幅达 2.55 kW∙h/(m2∙(10 a)));相反,在SSP5-8.5高强迫情景下,极端升温带来的组件“温度惩罚”将大幅抵消辐射红利,导致远期(2050—2070年)甘肃西部荒漠区出现显著衰退(局部至-9 kW∙h/(m2∙(10 a)));在可持续发展路径(SSP1-2.6)下,TPG增长幅度有限,21世纪中叶后增长近乎停滞。本研究为区域光伏潜力评估与战略规划提供了可靠的数据和决策支持。

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湖北省风光发电日内互补特征及统计最优归一化出力权重配比研究
王明, 成驰, 王捷儒
气候变化研究进展    2026, 22 (4): 450-464.   doi: 10.12006/j.issn.1673-1719.2026.076
摘要114)   HTML12)    PDF (6791KB)(66)   

为揭示湖北省风光资源日内互补特征并优化风光联合出力权重配置,本文基于1995—2024年ERA5逐小时再分析资料,构建风电和光伏归一化出力模型,并采用相关系数、综合互补指数、变异系数和联合出力标准差等指标,分析湖北省风光资源相位关系、联合出力平滑效应及统计最优风电权重占比。结果表明:湖北省风光资源具有明显的日内互补特征,但空间差异显著。中东部平原和丘陵区多表现为“昼光夜风”的错峰结构,综合互补性较强;西部山地和部分高海拔区风速与辐射日变化更趋同相,互补性相对较弱。以联合归一化出力标准差最小为目标,全省统计最优风电权重占比约为68%,对应联合出力波动明显降低;引入土地利用基础约束后,可开发网格占比为49.15%,统计最优风电权重占比调整为67%,说明基础用地约束主要影响可开发空间范围,对省域最优权重关系影响较小。典型不利天气情景下,风光组合仍能降低单一光伏出力波动,但主导支撑能源随天气类型不同而变化。地形分层结果进一步表明,海拔升高会增强风速与辐射日变化同相性,并提高统计最优风电权重占比。研究结果可为湖北省新能源站址布局和源侧风光协同配置提供参考。

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