风电是世界上发展最快速的发电形式之一，年均增长率超过15%，中国近10年内风电装机增加了100倍，年均增长率超过50%，发展极为迅速。风力发电的出力具有波动性与间歇性，无法像火力发电或水力发电等常规电源一样遵循电力系统调度的指令应对负荷的波动。风电并网后，电力系统为了维持实时的供需平衡，需要为风电提供一定的灵活调节容量以及线路容量以应对其出力的随机特性。因此，电力系统中由于灵活性的限制存在可接纳风电的上限，超过这一上限电力系统将产生弃风。我国每年约有10%的风能因电力系统灵活性不足而无法被电力系统利用，经济高达损失上百亿元。
张宁教授与国际同行交流
本发明实现了多时间尺度下电力系统风电接纳能力的概率化评估技术。首先模拟风电未来潜在可能的时序出力，形成符合风电随机性、波动性以及空间相关性的海量时序出力场景，然后对电力系统调度运行进行建模，并对风电出力的各个场景进行调度运行仿真。根据调度仿真结果，能够辨识电力系统能够消纳与不能够消纳的风电潜在出力场景，并在此基础上给出电力系统不同时间维度（年度、月度以及日前维度）下能够消纳风电的概率以及弃风期望电量，并能够判断电力系统消纳风电的制约因素，为接入风电的电力系统规划与运行提供决策依据。
相比现有评估技术，本技术的创新性在于：1）本发明中风电运行模拟技术能够同时考虑风电出力随机特性、波动特性与空间相关性；2）本发明考虑电力系统详细的输电线路及发电机组模型以及调度控制流程，能够详细考虑电力系统运行中各种消纳风电的制约因素，包括：电力系统调峰能力、调频能力、负荷跟踪能力、快速备用能力以及电网输送能力；3）本发明能够给出风电消纳能力概率化评价结果，包括风电可消纳场景概率、期望弃风电量等；4）能够分别评价电力系统不同时间维度（年度、月度以及日前维度）风电消纳能力。
基于该技术研发的软件在我国十余个风电富集的省份推广应用，覆盖我国一半以上风电装机容量，在我国电力系统规划中发挥了重要作用。被广东电网、广西电网、云南电网、江苏电网等作为电力规划中可再生能源接入专题分析中的指定软件，分别获2011年国家电网公司科技进步奖以及2012年广东电网公司科技进步奖。
我国十三五期间风电装机将比十二五末期再翻一番，成为未来电力系统中的主流能源形式，越来越多的电力系统将会产生风电消纳能力评估的需求。此外，该技术还易于扩展为光伏发电消纳能力评估，在未来具有广阔的应用前景。