本文首先通过搭建考虑极端天气的风光发电评估模型，评估我国典型沙尘暴天气灾害下主要受灾省份的风光发电潜力；其次采用统计学理论中的变异系数法，研究各地风光发电系统出力平稳性；然后探究风、光发电比例对系统出力平稳性的影响，确定最优风光比例；最终基于各省份对风光比例调整的敏感度分析，研究省际电力输送对当地的出力整体平稳性的影响，为应对极端天气影响，提出风-光互补发电系统的比例设计和发电平稳性估算的理论依据与政策建议，助力我国高比例新能源电力系统建设。

     摘要：构建以光能风能等清洁能源为主体的能源供应体系是实现碳达峰目标的必要途径，然而近年来极端天气事件频发，使得风光资源发电出力不稳定性日益加剧，进而对电力系统的稳定运行构成挑战。现有研究对风光发电不确定性评估尚未充分模拟极端天气影响，未能充分挖掘极端天气影响下风光互补发电系统的平稳性提升潜力。重点针对沙尘暴极端天气，基于变异系数法构建极端天气下风光发电模型与极端天气下风光发电平稳性与适应性评估模型，通过对主要受灾省份的风光发电潜力进行评估，确定了因地制宜的最优风光装机比例，研究了当地风光互补发电系统最佳平稳性水平，分析了各省份对风光比例调整的敏感度，探讨了与敏感程度相匹配的省际输电传送方法。研究结果表明，在沙尘暴极端天气影响下，各省风能太阳能发电潜力均有明显下降，降幅介于7.48%~16.09%。其中风光能源发电占比较大的内蒙古、新疆二省，同正常日相比降幅高达14.47%和16.09%。通过优化风光装机比例，风光互补发电系统出力不稳定性下降12.1%~34.9%，平稳性显著上升，可实现全年发电平稳性最好、风-光互补性最佳。建议根据各省的风光资源特点制定因地制宜的风光装机比例以降低极端天气下发电不稳定性，基于风光互补发电系统平稳性的敏感度进行输电规划。

     关键词：极端天气；可再生能源；风光互补发电系统；系统平稳性；输电规划

     为实现中国碳达峰碳中和目标，需要构建以零碳或低碳能源为主的电力供应体系，极端天气事件的频繁发生会引发风光发电系统不稳定性和潜在电力缺口的增加。针对极端天气下风光互补发电系统平稳性评估及优化问题，本文通对2021年的极端天气事件影响的研究，构建了考虑极端天气的风光发电平稳性评估模型，评估了沙尘暴极端天气下我国主要受灾省份风光发电潜力，研究了风光互补发电系统出力平稳性的地域分布情况，确定了最优风光装机比例，提出了基于风光互补发电系统平稳性的敏感度进行输电规划的建议，对未来极端天气下发电装机容量的设定和气候变化情景提供趋势判断。具体结论如下：

     1）我国风光发电资源具有显著的区域差异。风力发电资源主要集中于内蒙古、河北和新疆；太阳能资源则主要分布在陕西和甘肃等地，内蒙古和陕西的综合容量因子均超过30%。

     2）在遭受极端气象灾害影响的情况下，重灾区省份的风光发电容量因子及其平稳性经历了不同程度的变化，特别是风光发电装机比例较高的省份，如内蒙古和新疆分别下降了14.47%和16.09%。为应对沙尘暴等极端天气，我国北部受灾地区的风光比例维持在24%~67%，可保证系统稳定性不低于平均值。

     3）对于风光混合系统而言，风光装机容量比例的调整会对系统出力平稳性产生很大影响。风-光互补系统出力平稳性随风电在占风光装机比例的提高而产生先下降后上升的变化，且存在使系统平稳性最佳的最优风能占比，内蒙古为37.5%，疆为52.4%，甘肃为66.7%，宁夏为54.5%，陕西为35.5%。

     4）在考虑发电资源丰富度的同时，也应考虑与其对风光比例调整的敏感程度相匹配，在此基础上合理地进行省际输电传送。北京、天津、河北地区在面对极端天气时敏感度和不稳定性均处于较高水平，系统整体平稳性在47%~55%区间密度最大，在进行输电规划时考虑在极端天气下降低其作为电力输出省份的优先级，或更多地接受来自对极端天气不敏感省份的清洁电力，以提高整体平稳性。

     1）内蒙古适合太阳能为主的风-光互补系统，甘肃，宁夏适合构建风能为主的风-光互补系统。内蒙古地区需要优化光伏布局、提升转换效率、增强太阳能发电的平稳性和占比，而甘肃、宁夏地区应更加激励风电项目投资，促进技术创新与应用，并探索风、光深度融合模式，提升系统灵活性与可靠性。

     2）通过科学规划和合理布局风电与光伏电站，积极推动建设大规模的风-光互补发电系统，从而有效降低极端天气下发电不稳定性，提高能源利用率。为应对极端天气，建议根据各省的资源特点，制定差异化的风光装机占比政策。合理配比当地的风光装机比例可以发挥二者的互补特性，以降低极端天气下风光系统出力不稳定性，如新疆和内蒙古在未来的建设中可以在现有装机比例的基础上适当增加光伏发电比例。

     3）使用特高压直流输电方式打破省际电网壁垒，根据风光出力敏感度合理进行输电网络建设规划，提高整体区域风光发电系统供电平稳性。优先考虑将敏感度低且风光发电系统平稳性好的省份作为电力输出省份，此时电力外输对受灾区域整体发电系统平稳性影响最小，可以最大化减少系统损失，提高区域整体平稳性。建议加强新疆、内蒙古、河北等地的电力外送特高压电网建设，保障整体地区的电力供应以及优化资源配置。在制定省际电力调度策略时，还需充分考虑特高压输电网络的承载能力和调节能力，应结合特高压输电网络的实际运行情况制定科学合理的调度计划，以最大限度地降低极端天气对电力系统的负面影响。