在減排目標(biāo)約束下的電力系統(tǒng)長期規(guī)劃研究通常會用到能源系統(tǒng)模型(Energy System Models, ESMs)。這種模型的的時間和空間精度較低，但所覆蓋規(guī)劃時間段較長，覆蓋的行業(yè)范圍也較廣。在傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下，用這種模型做規(guī)劃的結(jié)果相對可靠。但隨著依賴于天氣的可再生能源(Variable Renewable Energy, VRE，如風(fēng)能和太陽能)在電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中占比的增大，天氣對可再生能源供給的影響不再是可以忽略的問題。解決能源系統(tǒng)模型在這一方面的缺陷的方法主要有兩種，一是提高能源系統(tǒng)模型的精度，二是在低精度能源系統(tǒng)模型和高精度電力調(diào)度模型之間建立軟連接，以互相修正對方的結(jié)果。
本研究采用了軟連接的方法，對英國2050年實現(xiàn)“2008應(yīng)對氣候行動(Climate Change Act 2008)”中的目標(biāo)(在2050年相比1990年減少80%的溫室氣體排放)的成本進(jìn)行了分析。研究采用的能源系統(tǒng)模型為UKTM，該模型是一個針對英國的長期TIMES模型。與UKTM進(jìn)行軟連接的電力系統(tǒng)模型為HighRES，該模型以小時為時間單位，以每個電廠的地理位置為空間精度，同時考慮了投資成本和調(diào)度成本。此外，研究選取了10年的天氣數(shù)據(jù)，以更精確地識別一年之內(nèi)天氣變化的規(guī)律。結(jié)果顯示，一年之內(nèi)天氣變化情況對整體電力系統(tǒng)的成本計算有很大的影響，僅采用低精度能源系統(tǒng)模型進(jìn)行政策規(guī)劃研究存在較大的誤差。此外，研究也提出了一些不受天氣影響的固定不變的規(guī)律，供能源政策規(guī)劃者和能源企業(yè)在建廠選址時進(jìn)行參考。研究發(fā)現(xiàn)太陽能利用多集中于英國南部，而風(fēng)能則在全國范圍內(nèi)廣泛分布。
編者按;現(xiàn)有的能源系統(tǒng)模型在模擬高可再生能源占比的能源結(jié)構(gòu)下的能源系統(tǒng)時存在很多缺陷。在可再生能源發(fā)展較快的歐洲，這一問題已經(jīng)得到學(xué)界和政策制定者的高度重視，進(jìn)而開發(fā)出了一些短期的改進(jìn)方法。本文即為其中一種方法的應(yīng)用實例。這一研究方向還很新，有很多的探索的空間。有興趣的讀者可以對這一方向進(jìn)行深入研究。
