结构化分析揭示风能与太阳能发电与英国电力系统之间的基本数学关系

风能与太阳能发电的使用是英国电力系统脱碳的基础。然而，可再生能源占总需求的最优比例仍在争论之中。本文阐述了若干旨在预测未来系统配置效率的模型。这些模型采用 Gridwatch 网站 2017 年的历史记录，并相应进行缩放。模型预测首先针对 National Grid 在 FES 2022 中提出的 2035 情景进行演示。分析揭示，至少三分之一可用的风能与太阳能发电将超过电力系统利用其的能力，而必须被弃用。通过定义一种效率度量——边际脱碳效率（Marginal Decarbonisation Efficiency），其量化风能发电能使电力系统脱碳的增量程度，表明 2035 情景将具有较低效率。此外，它将需要使用联合循环燃气轮机，这与 National Grid 稳态模型的预测相矛盾。本文还描述了通用模型（Generic Model）的推导，该模型可在无需计算机模型的情况下，计算未来数十年可能遇到的所有系统配置的风能水平与可调度发电水平。