Resilience Enhancement Strategies for Power Systems Under Extreme High-Temperature Weather

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.25089

Abstract

Abstract:

Objectives To address the impact of extreme high-temperature weather on the supply and demand balance of power systems, a medium- to long-term method for enhancing power system resilience is proposed. Methods First, the coupled “source-load” output characteristics under sustained extreme high-temperature scenarios are simulated, and an initial evaluation of system resilience is performed using a chronological operation simulation model. Second, based on the operation simulation results, a resilience enhancement-oriented power resource planning model is established, with the objective of minimizing the combined cost of power supply and load shedding under the constraint of supply and demand balance, thereby deriving combined measures for resilience enhancement. Finally, operation simulations of the resilience enhancement strategy scenarios are conducted to verify their effectiveness. Results Taking Guangdong Province in 2025 as a case study, compared with the scenario without the implementation of the resilience enhancement strategies for power systems, the application of such strategies under extreme high-temperature weather decreases the cumulative power shortage, maximum lost load scale, and economic losses caused by power shortage by 86.71%, 60.72%, and 91.55%, respectively. The system’s minimum power supply level increases by 11.07%. Conclusions By coordinating the expansion of power supply resources and deployment of load resources, the resilience enhancement strategies effectively improve the power system’s supply capacity under extreme high-temperature weather, while reducing the economic loss and social cost caused by power shortages.

Key words: extreme high-temperature weather, power system resilience, source-load output simulation, chronological operation simulation, power resource planning, hierarchical load shedding, value of lost load, resilience enhancement strategy

CLC Number:

TK 01

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Figures/Tables 11

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电力资源	运行(削减)费用/[元/(kW⋅h)]	年化固定费用/(元/kW)
新增煤电	0.30	18.28
煤电战略备用	0.32	8.07
新增气电	0.60	17.74
新增生物质发电	0.45	32.26
区域电力传输通道	0.50	11.29
抽水蓄能	0.02	22.18
氢储能	0.82	86.02
需求响应	需求侧管理激励价格	16.13
经济可中断负荷	高耗能行业失负荷价值
紧急切负荷	三产及居民失负荷价值和社会代价

电力资源	运行(削减)费用/[元/(kW⋅h)]	年化固定费用/(元/kW)
新增煤电	0.30	18.28
煤电战略备用	0.32	8.07
新增气电	0.60	17.74
新增生物质发电	0.45	32.26
区域电力传输通道	0.50	11.29
抽水蓄能	0.02	22.18
氢储能	0.82	86.02
需求响应	需求侧管理激励价格	16.13
经济可中断负荷	高耗能行业失负荷价值
紧急切负荷	三产及居民失负荷价值和社会代价

资源	规模/万kW
煤电	6 800.00
气电	6 238.00
生物质	417.00
常规水电	948.00
核电	1 854.00
风电	2 565.00
太阳能	2 597.00
抽水蓄能	1 208.00
新型储能	300.00
正常天气下系统尖峰负荷	16 500.00
区域外电力送入能力	5 200.00

资源	规模/万kW
煤电	6 800.00
气电	6 238.00
生物质	417.00
常规水电	948.00
核电	1 854.00
风电	2 565.00
太阳能	2 597.00
抽水蓄能	1 208.00
新型储能	300.00
正常天气下系统尖峰负荷	16 500.00
区域外电力送入能力	5 200.00

日期序号	天气描述
1	正常气温、中风、多云
2	正常气温、小风、晴天
3	极端高温、小风、晴天
4	极端高温、无风、多云
5	正常气温、小风、多云
6	正常气温、小风、晴天
7	正常气温、小风、多云
8	正常气温、小风、晴天
9	极端高温、小风、晴天
10	极端高温、小风、晴天
11	极端高温、小风、多云
12	极端高温、小风、晴天
13	极端高温、小风、多云
14	正常气温、小风、晴天