波多黎各电力系统的容量扩展规划
最优化与控制
2026-04-22 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
本研究提出了一个数学优化框架和初步分析，用于波多黎各电力系统的长期投资规划。我们开发了一个高分辨率容量扩展模型，以识别可提高系统可靠性的最低成本发电和储能投资。该模型协同优化新增投资与火电机组退役，同时在设备工程限制、燃料供应限制和满足负荷的约束下，表征发电机调度、机组组合、燃料选择和储能运行。相对于波多黎各先前的长期规划研究，关键的方法论进展包括： 38 kV 及以上的节点输电建模； 代表性日期的每小时时序运行； 针对现有和新建火电机组的显式机组组合，包含实际的爬坡率、最小开机和停机时间以及启动成本； 全系统燃料供应约束； 反映负荷变化、可再生能源可用性以及旧有机组高强迫停运率的随机运行场景。利用来自 LUMA、PREBA、DOE 和公开来源的数据，我们构建了当前（2024 年）和未来（2030 年）测试系统，后者包含已规划的发电和储能项目。我们评估了在改变未来负荷、燃料供应假设、已规划扩建的实现情况以及允许的新技术等条件下的规划场景。结果表明，鉴于波多黎各近期放宽了近期的中期可再生能源目标，最优组合在已规划项目之外还包括至少 1.5 GW 的新建 H 级联合循环容量。这些新增容量主要用于替换不可靠的旧有火电机组，而非服务于新增负荷。即使在负荷紧张和停运条件下，新建联合循环机组也消除了模拟中的大系统负荷切除，并恢复了强劲的备用裕度。
引用
@article{arxiv.2604.18926,
title = {Capacity Expansion Planning for Puerto Rico's Electric Power System},
author = {Elizabeth Glista and Tomas Valencia Zuluaga and Amelia Musselman and Minda Monteagudo and Juliette Franzman and Jean-Paul Watson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.18926},
year = {2026}
}