典型时段还是典型时间步？确定能源系统模型最优时间聚合的多模型分析
最优化与控制
2021-04-02 v2
摘要
能源系统模型面临着对高时间和空间分辨率的需求，以适当刻画间歇性可再生能源份额的增加、存储技术以及跨能源部门日益增长的互联性。本研究通过分析与减少其输入时间序列中时间步数的不同时间聚合技术，评估维持这些模型计算可行性的方法。两种常用方法是将时间序列表示为单个（典型）时间步的子集，或表示为连续时间步的组（典型时段）。我们使用基于集成能源系统评估框架（FINE）实现的两种不同能源系统模型测试这些技术，通过将基于聚合的优化结果与完全分辨模型的结果进行基准比较，并研究最优聚合方法能否基于聚类指标先验地确定。结果显示，就聚类指标而言典型时间步始终优于典型日，但当应用于考虑众多存储技术的模型时并未带来更准确的优化结果。尽管两种聚合技术都能够耦合聚合的时间步，典型日提供了更多刻画存储运行的选项，而典型时间步对于忽略时间关联约束的模型更为有效。总之，聚合方法的恰当选择强烈依赖于所考虑能源系统优化模型的数学结构，且只有在良好了解该数学结构的情况下才能先验地决定充分的时间聚合。
引用
@article{arxiv.2103.16657,
title = {Typical periods or typical time steps? A multi-model analysis to determine the optimal temporal aggregation for energy system models},
author = {Maximilian Hoffmann and Jan Priesmann and Lars Nolting and Aaron Praktiknjo and Leander Kotzur and Detlef Stolten},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.16657},
year = {2021}
}