非洲大陆电力系统规划进展（英）2024

大陆的进步 非洲电力系统规划 非洲大陆的方法框架 电力系统总体规划的SPLAT-CMP模型2023 ©IRENA2024 除非另有说明，否则本出版物中的材料可以自由使用、共享、复制、复制、印刷和/或 stored,providedthatappropriateacknowledgeisgivenofIRENAasthesourceandcopyrightholder.Material 在本出版物中，属于第三方的可能受单独的使用条款和限制的约束，以及在使用此类材料之前，可能需要获得这些第三方的适当许可。 ISBN: CITATION IRENA(2024),非洲大陆电力系统规划的进步，国际可再生能源机构，阿布扎比。 可供下载：www.irena.org/publications。 有关更多信息或提供反馈，请通过info@irena.org联系IRENA。 关于IRENA 国际可再生能源机构（IRENA）是一个政府间组织，支持各国在向可持续能源未来过渡的过程中，并作为国际合作的主要平台， 卓越中心，以及关于可再生的政策、技术、资源和fi财务知识的储存库 IRENA促进广泛采用和可持续利用所有形式的可再生能源，包括 生物能源，地热，水电，海洋，太阳能和风能在追求可持续发展，能源获取，能源安全与低碳经济增长和繁荣。www.irena.org ACKNOWLEDGEMENTS 本报告由IRENA与国际原子能机构（IAEA）合作编写，根据 AsamiMiketa和LarissaPinheiroPupoNogueira（IRENA）的指导，以下作者：SebastianHendrik Sterl（IRENA顾问），BilalHussain（IRENA），MohamedBassamBenTicha（前IRENA顾问），喜马拉雅比尔 Shrestha（IRENA）和BrunoMerven（IRENA顾问）。 该报告受益于DanielRusso，NolwaziKhumalo，Paul提供的评论和评论 Komor，AthirNouicer和SeanCollins（IRENA），MarioTot（IAEA），TichakundaSimbini和TonderayiGumunyu （AUDA-NEPAD），乔治·詹纳基迪斯和蒂尔索斯·哈吉科斯塔斯（欧盟GTAF），AlessiaDeVita，GildasSiggini和Ene桑德拉·马查姆（GIZ/GET.Transform），马克西米利安·帕森（PyPSA与地球相遇），大卫·菲奥里蒂（PyPSA与地球相遇 地球和比萨大学），MikaelTogeby及其同事（丹麦驻埃塞俄比亚大使馆/Ea能源分析）， IoannisPappis（SE4All），TomRemy和ClaireNicolas（世界银行），以及TrieuMai，AmyRose，PatrickBrown 和 贾弗朗拉西德斯·赖·菲特尔（德N、R斯EL蒂）芬。妮·克拉克和达里亚·加佐拉提供了出版物和传播支持。报告由JustinFrench-Brooks编辑，设计由PhoenixDesignAid提供。 免责声明 本出版物及其中所含材料“按现状提供”。为确保本出版物中材料的可靠性，国际可再生能源署已采取所有合理的预防措施。 出版物。然而，neitherIRENAnoranyofitsofficials,agents,dataorotherthird-partycontentprovidersprovidesawarrantyofanykind,eitherexpressedorimplied. 暗示，并且他们不对此处出版物或材料的使用导致的任何后果承担责任或负有任何责任。 此处包含的信息并不必然代表所有IRENA成员的观点。提及特定公司或某些项目或 产品不意味着它们是由IRENA优先推荐或支持的，相对于未提及的同类产品。这些指定表示... 所雇用人员及本资料的呈现并不意味着国际可再生能源署对于任何地区的法律地位持有任何观点。领土，城市或地区或其当局，或有关边界或边界的划定。 大陆的进步 非洲电力系统规划 非洲大陆的方法框架 电力系统总体规划的SPLAT-CMP模型2023 CONTENTS 6 关于本报告8 1.非洲大陆电力系统的SPLAT-CMP模型总体规划11 2.Splat-CMP模型设计要素 2.1电源系统说明13 2.2建模方法更新：系统和国家一级的限制16 2.3建模方法更新：发电 2.4建模方法更新：跨境电力传输28 2.5建模方法更新：存储表示。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。31 2.6摘要… 3.运行Splat-CMP模型的策略。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。34 4.型号版本控制39 5.改进工作/战略的可能未来领域41 6.结论/展望43数据可用性声明4444 参考文献45 附录49 Figures 图1SchematicoverviewoftheRES(ReferenceEnergySystem)ofeachcountrynode 在SPLAT-CMP模型中 图2水库水力数据的翻译 SPLAT-CMP模型22 图3:关于solarPV，CSP，onshorewindanddooffshore的区域的地理空间概述通过IRENA的SPLAT-CMP模型中包含的风力发电 MSR方法26 图4(a)外科器械负荷(inMW)连接电压水平的功能， 和(b)线路负载能力(作为浪涌阻抗负载的一部分)作为互连器长度30 图5（a）SPLAT-CMP中使用的通用互连成本。（b）通用效率 SPLAT-CMP中使用的互连器，包括线路损耗和转换器损耗30 图6SPLAT-CMP模型的各种模型元素的图形表示33 图7南非陆上风电MSR集群#2的每个时间片的CF… 图8空间传播对弱风季节的影响……………………… 图9github.com上SPLAT-CMP存储库的屏幕截图39 TABLES 表1概述使用的各种技术 CMP工艺的SPLAT-CMP模型 表2广义互连关系的翻译 在SPLAT-CMP模型设置中使用的 表3总结如何枚举变量、约束和非零元素 随着用于CMP的SPLAT-CMP模型中的时间片数量的变化34 BOXES 缩写 AC交流电 ACECAfREPAfSEMAU AUDA-NEPADCAPEX CAPPCCGTCF 非洲清洁能源走廊 非洲可再生电力专业公司非洲单一电力市场 非洲联盟 非洲联盟开发署-新的发展伙伴关系资本支出 中非电力池 闭式循环燃气轮机容量因子 CMP大陆总体规划 COMELECCSP 委员会 集中太阳能 DNI直接正常辐照 EAPPEEZ 东非电力池专属经济区 EU欧洲联盟 欧盟GTAFGHI HFOHVACHVDCIAEAIIASAIRENA kWLCOELL 欧洲联盟全球技术援助基金全球水平辐照 重质燃料油高压交流电高压直流电 国际原子能机构 国际应用系统分析研究所国际可再生能源机构 千瓦 均衡的电力成本线路负载能力 MESSAGE能源供应战略替代模型及其一般环境影响 MSR模型供应区域 MW 兆瓦 MWh 兆瓦时 NREL 国家可再生能源实验室(美国) OCGT 开式循环燃气轮机 OSeMOSYS 开源能源建模系统 PV 光伏发电 RCP 代表性集中途径 RoR 河流 SAPP 南部非洲电力池 SIL 浪涌阻抗加载 SM 太阳倍数 SNSP 系统非同步渗透 SPLAT 系统规划测试 SSP 共享社会经济路径 TW terawatt UN 联合国 USD UnitedStatesdollar VRE 可变可再生能源 WAPP 西非电力池 WETO 世界能源转型展望 WACC 加权平均资本成本 关于这份报告 本报告提供了有关系统规划测试的设计和设置的详细见解-大陆 总体规划（SPLAT-CMP）模型，非洲大陆总体规划的基础优化模型 （CMP）用于发电和输电。CMP是一项旨在非洲联盟发展的倡议机构-新的发展伙伴关系（AUDA-NEPAD）根据通过的建议非洲国家元首在34th国家元首和政府首脑会议常会 2021年的非洲联盟。随后，在37th大会常会，《议定书》/《公约》缔约方会议正式被采纳为非洲联盟2063年议程。 CMP倡议旨在支持非盟非洲单一电力市场（AfSEM）倡议于2021年6月启动。非洲电力池积极参与CMP进程，以期将建模和规划过程与区域政策和举措保持一致。 AUDA-NEPAD的staf,TheocialCMPmodelingteamincludesrepresentativesfromWAPP(WestAfrican 电源池），SAPP（南部非洲电源池），EAPP（东非电源池），CAPP（中非电源池） PowerPool），COMELEC（Maghrébind'Econlecté）成员国和EU-GlobalTechnology 援助基金(EU-GTAF)。 IRENA和原子能机构作为官方认可的建模伙伴支持《议定书》/《公约》缔约方会议倡议。fi第一次CMP演习需要三个规划分析：(I)需求预测，(Ii)发电和交叉- 边界传输扩展优化，以及(iii)网络研究(在方框1中进一步解释)。基于 商定的工具选择标准fi在构成CMP工艺的一部分的协商期间(方框2)，利益攸关方选择了IRENA和IAEA的SPLAT-MESSAGE框架 传输扩展分析。 为此，IRENA将其先前存在的50个非洲的电力系统容量扩展模型 国家,1所谓的系统规划测试(SPLAT)模型，变成一个SPLAT-Africa模型，作为 CMP建模的起点。在两年的时间里，CMP建模团队收到了- 关于建模伙伴关于SPLAT-Africa模型的开发和使用的培训。CMP过程需要许多虚拟和亲自参与的利益相关者参与活动以及日常团队合作在AUDA-NEPAD，电力池和北非国家代表的sta_中。这使 CMP建模团队将SPLAT-Africa模型更新为所谓的SPLAT-CMP版本2023. 在此过程中，该模型配备了收集到的48个非洲国家的最新信息。2 通过提供SPLAT-CMP模型背后的方法的详细描述，本报告旨在以增强建模结果的透明度和可重复性。它还将使CMP 利益相关者更好地了解模型结果，并激发其在下一次CMP演习中的未来使用。 1除马达加斯加、毛里求斯、科摩罗和塞舌尔以外的所有非洲。 2除佛得角、圣多美和普林西比以外的所有SPLAT国家。 报告还补充了最近为SPLAT开发的基于Web的用户指南背后的e夫orts 接口，可在https://splat-tutorial.readthedocs.io/en/latest/。SPLAT接口是基于Excel的实现SPLAT建模框架以及控制和可视化模型所需的接口 内容和结果。 □NAL建模结果-以及模型输入及其基础，如CMP建模所定义的fi团队并与广泛的利益相关者达成一致-记录在与 欧盟委员会的fi财政援助(AUDA-NEPAD，2023a、2023b、2023c)。报告系列在AUDA-NEPAD的中央数据库“Mwanga”在线托管，专门开发以促进 CMP利益相关者之间的数据交换（https://cmpmwanga.nepad.org/）。 本报告的结构如下：第1节全面介绍了SPLAT模型框架 以及为CMP目的选择它的理由；第2节详细描述了所有新的模型元素在SPLAT-CMP模型中引入；第3节接着描述了 设置运行SPLAT-CMP模型的时间片，允许实际运行时间，同时保持足够时空分辨率；第4节描述模型版本控制；第5节总结了可能的 进一步改进模型的策略；第6节最后展望了未来。 Box1firstCMP练习中涉及的分析和工具 在实现非洲电网一体化愿景的技术规划中，需要各种要