在减排目标约束下的电力系统长期规划研究通常会用到能源系统模型(Energy System Models, ESMs)。这种模型的的时间和空间精度较低,但所覆盖规划时间段较长,覆盖的行业范围也较广。在传统的能源系统结构下,用这种模型做规划的结果相对可靠。但随着依赖于天气的可再生能源(Variable Renewable Energy, VRE,如风能和太阳能)在电力生产结构中占比的增大,天气对可再生能源供给的影响不再是可以忽略的问题。解决能源系统模型在这一方面的缺陷的方法主要有两种,一是提高能源系统模型的精度,二是在低精度能源系统模型和高精度电力调度模型之间建立软连接,以互相修正对方的结果。
本研究采用了软连接的方法,对英国2050年实现“2008应对气候行动(Climate Change Act 2008)”中的目标(在2050年相比1990年减少80%的温室气体排放)的成本进行了分析。研究采用的能源系统模型为UKTM,该模型是一个针对英国的长期TIMES模型。与UKTM进行软连接的电力系统模型为HighRES,该模型以小时为时间单位,以每个电厂的地理位置为空间精度,同时考虑了投资成本和调度成本。此外,研究选取了10年的天气数据,以更精确地识别一年之内天气变化的规律。结果显示,一年之内天气变化情况对整体电力系统的成本计算有很大的影响,仅采用低精度能源系统模型进行政策规划研究存在较大的误差。此外,研究也提出了一些不受天气影响的固定不变的规律,供能源政策规划者和能源企业在建厂选址时进行参考。研究发现太阳能利用多集中于英国南部,而风能则在全国范围内广泛分布。