波動性

波動率(volatility)，被廣泛用來測量資產(chǎn)的風險性，與潛在收益率的范圍及其發(fā)生的可能性有關(guān)。在期權(quán)交易中，與標準差同義使用。光的波動性指兩列光波在空中相遇時發(fā)生疊加，在某些區(qū)域總加強，某些區(qū)域減弱，相間的條紋或者彩色條紋的現(xiàn)象。

波動性基本信息

中文名稱 波動性 外文名稱 volatility
范圍 測量資產(chǎn)的風險性 應用舉例 紅外線

波動性光學

光的波動性

光的干涉

光的干涉的條件:是有兩個振動情況總是相同的波源，即相干波源.(相干波源的頻率必須相同).

形成相干波源的方法有兩種:

⑴利用激光(因為激光發(fā)出的是單色性極好的光)。

⑵設(shè)法將同一束光分為兩束(這樣兩束光都來源于同一個光源，因此頻率必然相等)。

⑶楊氏雙縫實驗:

亮紋:屏上某點到雙縫的光程差等于波長的整數(shù)倍，即δ= nλ(n=0,1,2，……)

暗紋:屏上某點到雙縫的光程差等于半波長的奇數(shù)倍，即δ=(2n-1)λ/2(n=0,1,2，……)

相鄰亮紋(暗紋)間的距離，用此公式可以測定單色光的波長。用白光作雙縫干涉實驗時，由于白光內(nèi)各種色光的波長不同，干涉條紋間距不同，所以屏的中央是白色亮紋，兩邊出現(xiàn)彩色條紋。

⑷薄膜干涉:

應用:

使被檢測平面和標準樣板間形成空氣薄層，用單色光照射，入射光在空氣薄層上下表面反射出兩列光波，在空間疊加.干涉條紋均勻:表面光滑;不均勻:被檢測平面不光滑。

增透膜:鏡片表面涂上的透明薄膜的厚度是入射光在薄膜中波長的，在薄膜的兩個表面上反射的光，其光程差恰好等于半個波長，相互抵消，達到減少反射光增大透射光強度的作用。

其他現(xiàn)象:陽光下肥皂泡所呈現(xiàn)的顏色。

例1. 用綠光做雙縫干涉實驗，在光屏上呈現(xiàn)出綠，暗相間的條紋，相鄰兩條綠條紋間的距離為Δx。下列說法中正確的有

A.如果增大單縫到雙縫間的距離，Δx 將增大。

B.如果增大雙縫之間的距離，Δx 將增大。

C.如果增大雙縫到光屏之間的距離，Δx將增大。

D.如果減小雙縫的每條縫的寬度，而不改變雙縫間的距離，Δx將增大。

解:公式中l(wèi)表示雙縫到屏的距離，d表示雙縫之間的距離.因此Δx與單縫到雙縫間的距離無關(guān)，于縫本身的寬度也無關(guān)。本題選C。

例2. 登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損壞視力。有人想利用薄膜干涉的原理設(shè)計一種能大大減小紫外線對眼睛的傷害的眼鏡。他選用的薄膜材料的折射率為n=1.5，所要消除的紫外線的頻率為8.1×1014Hz，那么它設(shè)計的這種"增反膜"的厚度至少是多少?

解:為了減少進入眼睛的紫外線，應該使入射光分別從該膜的前后兩個表面反射形成的光疊加后加強，因此光程差應該是波長的整數(shù)倍，因此膜的厚度至少是紫外線在膜中波長的1/2.紫外線在真空中的波長是λ=c/ν=3.7×10-7m，在膜中的波長是λ/=λ/n=2.47×10 -7m，因此膜的厚度至少是1.2×10-7m。

光的衍射

注意關(guān)于衍射的表述一定要準確。(區(qū)分能否發(fā)生衍射和能否發(fā)生明顯衍射)

⑴各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射。

⑵發(fā)生明顯衍射的條件是:障礙物(或孔)的尺寸可以跟波長相比,甚至比波長還小。

⑶衍射現(xiàn)象:明暗相間的條紋或彩色條紋。

(與干涉條紋相比，中央亮條紋寬兩邊窄，是不均勻的.若為白光，存在一條白色中央亮條紋)

例3. 平行光通過小孔得到的衍射圖樣和泊松亮斑比較，下列說法中正確的有:

A.在衍射圖樣的中心都是亮斑。

B.泊松亮斑中心亮點周圍的暗環(huán)較寬。

C.小孔衍射的衍射圖樣的中心是暗斑，泊松亮斑圖樣的中心是亮斑。

D.小孔衍射的衍射圖樣中亮，暗條紋間的間距是均勻的，泊松亮斑圖樣中亮，暗條紋間的間距是不均勻的。

解:從課本上的圖片可以看出:A,B選項是正確的，C,D選項是錯誤的。

光譜

光譜分析可用原子光譜，也可用吸收光譜。太陽光譜是吸收光譜，由太陽光譜的暗線可查知太陽大氣的組成元素。

光的電磁說

⑴麥克斯韋根據(jù)電磁波與光在真空中的傳播速度相同，提出光在本質(zhì)上是一種電磁波--這就是光的電磁說，赫茲用實驗證明了光的電磁說的正確性。

⑵電磁波譜.波長從大到小排列順序為:無線電波，紅外線，可見光，紫外線，X射線，γ射線.各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個波段間都有重疊。

各種電磁波的產(chǎn)生機理分別是:無線電波是振蕩電路中自由電子的周期性運動產(chǎn)生的;紅外線，可見光，紫外線是原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;倫琴射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的;γ射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的。

⑶紅外線，紫外線，X射線的主要性質(zhì)及其應用舉例。

種類

產(chǎn)生

主要性質(zhì)

應用舉例

紅外線

一切物體都能發(fā)出

熱效應

遙感，遙控，加熱

紫外線

一切高溫物體能發(fā)出

化學效應

熒光，殺菌

X射線

陰極射線射到固體表面

穿透能力強

人體透視，金屬探傷

例4 為了轉(zhuǎn)播火箭發(fā)射現(xiàn)場的實況，在發(fā)射場建立了發(fā)射臺，用于發(fā)射廣播電臺和電視臺兩種信號。其中廣播電臺用的電磁波波長為550m，電視臺用的電磁波波長為 0.566m。為了不讓發(fā)射場附近的小山擋住信號，需要在小山頂上建了一個轉(zhuǎn)發(fā)站，用來轉(zhuǎn)發(fā)_____信號，這是因為該信號的波長太______，不易發(fā)生明顯衍射。

解:電磁波的波長越長越容易發(fā)生明顯衍射，波長越短衍射越不明顯，表現(xiàn)出直線傳播性.這時就需要在山頂建轉(zhuǎn)發(fā)站.因此本題的轉(zhuǎn)發(fā)站一定是轉(zhuǎn)發(fā)電視信號的，因為其波長太短。

例5. 右圖是倫琴射線管的結(jié)構(gòu)示意圖.電源E給燈絲K加熱，從而發(fā)射出熱電子，熱電子在K,A間的強電場作用下高速向?qū)﹃帢OA飛去。電子流打到A極表面，激發(fā)出高頻電磁波，這就是X射線。下列說法中正確的有:

A.P,Q間應接高壓直流電，且Q接正極。

B.P,Q間應接高壓交流電。

C.K,A間是高速電子流即陰極射線，從A發(fā)出的是X射線即一種高頻電磁波。

D.從A發(fā)出的X射線的頻率和P,Q間的交流電的頻率相同。

解:K,A間的電場方向應該始終是向左的，所以P,Q間應接高壓直流電，且Q接正極。從A發(fā)出的是X射線，其頻率由光子能量大小決定。若P,Q間電壓為U，則X射線的頻率最高可達Ue/h。本題選AC。

5、光的波動理論的建立

1850年，傅科用實驗測出光在水中速度比空氣中小，表明光波與聲波的不同。1865年，麥克斯韋提出了電磁場理論，并預言了電磁波。進而指出光波是一種電磁波，即提出光的電磁說。1888年，赫茲在實驗室證實了電磁波的存在。之后，又進一步證明電磁波跟光波一樣能發(fā)生放射、折射、干涉、折射和偏振現(xiàn)象;光波和電磁波在真空中可以傳播，且傳播速度相等為c=3×108m/s。以上諸多相同并非巧合、偶然，而是光波就是電磁波的緣故，又一次證明了偶然中存在必然!光的波動理論的建立，澄清了光波的性質(zhì)。光波不是惠更斯時代提出的宏觀波-----機械波。從此，光的波動性得以公認，并得到了迅猛地發(fā)展。

光的粒子性

光電效應

⑴在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應。(右圖裝置中，用弧光燈照射鋅版，有電子從鋅版表面飛出，使原來不帶電的驗電器帶正電。)

E=hν

⑵愛因斯坦的光子說:光是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一個光子，光子的能量E跟光的頻率ν成正比:E=hν

光電效應的規(guī)律

⑶光電效應的規(guī)律:

各種金屬都存在極限頻率ν0，只有ν≥ν0才能發(fā)生光電效應;

瞬時性(光電子的產(chǎn)生不超過10-9s)。

③光子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，只隨著入射光的的頻率的增大而增大;

④當入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強度與入射光的強度成正比。

⑷愛因斯坦光電效應方程:Ek= hν - W(Ek是光電子的最大初動能;W是逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。)

例6

. 對愛因斯坦光電效應方程EK= hν-W，下面的理解正確的有:

A.只要是用同種頻率的光照射同一種金屬，那么從金屬中逸出的所有光電子都會具有同樣的初動能EK。

B.式中的W表示每個光電子從金屬中飛出過程中克服金屬中正電荷引力所做的功。

C.逸出功W和極限頻率ν0之間應滿足關(guān)系式W= hν0。

D.光電子的最大初動能和入射光的頻率成正比。

解:愛因斯坦光電效應方程EK= hν-W中的W表示從金屬表面直接中逸出的光電子克服金屬中正電荷引力做的功，因此是所有逸出的光電子中克服引力做功的最小值。對應的光電子的初動能是所有光電子中最大的。其它光電子的初動能都小于這個值。若入射光的頻率恰好是極限頻率，即剛好能有光電子逸出，可理解為逸出的光電子的最大初動能是0，因此有W= hν0.由EK= hν-W可知EK和ν之間是一次函數(shù)關(guān)系，但不是成正比關(guān)系.本題應選C。

光的波粒二象性

干涉，衍射和偏振以無可辯駁的事實表明光是一種波;光電效應和康普頓效應又用無可辯駁的事實表明光是一種粒子;因此現(xiàn)代物理學認為:光具有波粒二象性。

正確理解波粒二象性

波粒二象性中所說的波是一種概率波，對大量光子才有意義.波粒二象性中所說的粒子，是指其不連續(xù)性，是一份能量.

特性

⑴個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性;大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性。

⑵ν高的光子容易表現(xiàn)出粒子性;ν低的光子容易表現(xiàn)出波動性。

⑶光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動性;在與物質(zhì)發(fā)生作用時往往表現(xiàn)為粒子性。

⑷由光子的能量E=hν，光子的動量表示式也可以看出，光的波動性和粒子性并不矛盾:表示粒子性的粒子能量和動量的計算式中都含有表示波的特征的物理量--頻率ν和波長λ。

波動性造價信息

市場價 信息價 詢價
材料名稱 規(guī)格/型號 市場價
（除稅）		 工程建議價
（除稅）		 行情 品牌 單位 稅率 供應商 報價日期
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材料名稱 規(guī)格/型號 除稅
信息價		 含稅
信息價		 行情 品牌 單位 稅率 地區(qū)/時間
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材料名稱 規(guī)格/需求量 報價數(shù) 最新報價
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用來衡量資產(chǎn)風險的常用方法是波動性。

抵御風險的保險費用直接依賴于波動性。

使用波動性來衡量風險與保險費用是類似的。

波動性與持有股票可能的回報率區(qū)間及其發(fā)生的概率相關(guān)。一種股票的波動性越大，其可能產(chǎn)生結(jié)果的區(qū)間范圍越大，收益在區(qū)間邊緣的概率也越大。

波動性常見問題

  • 什么叫光的波動性

    一,光的波動性 1.光的干涉:兩列光波在空中相遇時發(fā)生疊加,在某些區(qū)域總加強,某些區(qū)域減弱,相間的條紋或者彩色條紋的現(xiàn)象. 光的干涉的條件:是有兩個振動情況總是相同的波源,即相干波源.(相干波源的頻率...

  • 變頻器電流波動

    我想問一下你那個電流時變頻器輸入電流還是輸出電流啊，我估計你那是輸入電流，變頻器會根據(jù)你的負載變化自動調(diào)節(jié)的，這種情況對變頻器的傷害不大，因為它是經(jīng)過復雜的計算確定輸出的，只要在你的變頻器額定范圍之內(nèi)...

  • 誰了解建材價格波動

    建筑材料包括很多，一磚一瓦都屬于建材，具體價格都不同，就比如一塊同樣的磚有的賣1塊有的賣1塊五，這具體價格還是要到商家了解才知道。 當你確認要找那家裝修公司的時候，找朋友一起研究它的報價，以防上當受騙...

波動性文獻

西安市房地產(chǎn)價格指數(shù)波動性分析 西安市房地產(chǎn)價格指數(shù)波動性分析

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頁數(shù)： 未知

評分： 4.8

房地產(chǎn)價格指數(shù)是反映房地產(chǎn)價格變動趨勢和變動程度的相對數(shù)，因此受到廣泛關(guān)注。本文應用變點分析理論對西安市新建住宅銷售價格指數(shù)進行實證分析，以指數(shù)月波動率度量波動性，運用二分分段法和CUSUM估計對波動率序列的方差變點進行檢測，最后對變點發(fā)生的波動特征進行分析。

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房地產(chǎn)市場的波動性研究 房地產(chǎn)市場的波動性研究

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評分： 4.5

運用GARCH類模型對中美兩國的房地產(chǎn)的收益率的波動進行了分析,指出,房地產(chǎn)市場的收益的方差具有不穩(wěn)定性,且存在著\"波動聚集性\";就我國而言,房地產(chǎn)市場的杠桿效應可能存在于短時期的個別地區(qū),在長期全國的范圍內(nèi),我國的房地產(chǎn)市場做到有效率還尚需時日,全國統(tǒng)一的房地產(chǎn)政策還不能對宏觀的房地產(chǎn)市場走勢產(chǎn)生杠桿效果。

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現(xiàn)代物理學認為，粒子具有波粒二象性。然而，波和粒子的解釋相互不協(xié)調(diào)，粒子將其能量集中于一個小的區(qū)域內(nèi)，波的能量是均勻分布在整個波前上。對于波粒二象性的困境，自量子論誕生以來，許多物理學家和哲學家都頑強地拼搏過這個問題 ，遺憾的是都無果而終。雖然波粒二象性已被科學界廣泛接受，但這僅是一種限于當時科技和認識水平而被迫妥協(xié)的結(jié)果，許多人將它視為一個權(quán)宜之計，而不是一個終極的答案。

粒子模型對單粒子雙縫干涉實驗的考查

在物理學上，單粒子的雙縫干涉實驗被視為粒子具有波動性的最有力證據(jù)。在該實驗中(以光子為例)，入射光里只包含一個光子，在屏幕上光子將整體的為其上某個感光單元所接收。在底片上起初星星點點、繼而干涉條紋漸露端倪、最終呈現(xiàn)出完整的干涉圖樣。如果交替地每次擋住其中一條縫，就可以肯定每個光子通過的是另一條縫，結(jié)果是雙縫干涉條紋消失了，屏幕上顯示單縫衍射圖樣。

物理學界對上述實驗的通常推理是：干涉條紋是兩束光相干疊加的結(jié)果，按經(jīng)典粒子的概念，一個光子只通過雙縫之一，另一個縫的存在與否，似乎對它的行蹤沒有影響。它打在屏幕上的概率怎么會受另一縫的制約？如果說下一個光子通過了另一條縫，前后兩光子在時間上相隔甚遠，干涉效應絕不可能在它們之間發(fā)生。所以，是一個光子自己和自己發(fā)生干涉，即一個光子同時通過了兩條縫。

1.單光子與光束在干涉機制上的矛盾

理性比較光束和單光子的雙縫實驗不難發(fā)現(xiàn)，一方面，前者要求光束必須為相干光 ，否則不能干涉；而后者單光子之間不存在相干，也能出現(xiàn)干涉條紋。顯然這兩個實驗本身就存在無法調(diào)和的矛盾。

另一方面，前者的解釋是：通過雙縫后的不同光子之間發(fā)生干涉；而后者的解釋：是同一個光子同時通過雙縫后與自身干涉。顯然，對于同一套實驗裝置產(chǎn)生的干涉條紋，出現(xiàn)了兩種完全不同的干涉機制。難道自然界為我們準備了多套干涉方式，以供我們根據(jù)需要來任意選擇嗎？

面對上述兩種實驗事實，我們已經(jīng)陷入干涉機制的困境。

2. 單光子雙縫干涉效應的系統(tǒng)相對論解釋

在單光子雙縫實驗中，實驗裝置的兩縫間隔為微米級，如圖2-1所示。由于間隔的截面尺度極小，在間隔的臨界場中作無規(guī)則運動的自由電子，具有圍繞“間隔”做環(huán)繞運動的分量。這些自由電子相互誘導運動，最終它們都圍繞 “間隔”作同向的環(huán)繞運動。這種規(guī)則的運動導致自由電子之間相互耦合，形成電子對或電子鏈。于是，在間隔周圍形成了一個電流磁場 。

在這個電流磁場的誘導作用下，縫的另一側(cè)上產(chǎn)生一個其表面原子核形成的協(xié)變磁場，這兩個場統(tǒng)稱縫隙場。單光子在通過任意一條縫時，在縫隙場的作用下發(fā)生偏向運動，即物理學上的衍射。

在間隔上做環(huán)繞運動的自由電子具有一個穩(wěn)定轉(zhuǎn)動周期T1，設(shè)T1=nτ0 ，其中n為整數(shù)，τ0為某個時間單位。一般，從光源發(fā)出的光子也具有固定的周期T2，可表示為：T2=mτ0 ，其中m為整數(shù)。那么，光源和雙縫構(gòu)成的系統(tǒng)也存在一個周期T，即：T=0。這里未考慮入射單光子的隨機路徑。

如上所述，相隔時間T的兩個光子受到縫隙場的作用相同，設(shè)光子與縫隙場的作用共分x種情況，則有：x=T/T2=

可見，光子與縫隙場的作用共有T/T2種類型。換言之，通過縫隙后的光子具有T/T2個運動方向，形成T/T2條亮紋。由此推測，實驗顯示的亮紋是將兩縫亮紋重疊而成，當然這需要精細調(diào)制。顯然，這與所謂的自身干涉毫無關(guān)聯(lián)。

當任意一個縫被擋住，間隔消失了，間隔上的電流磁場也就消失，縫隙場也就不存在了，所謂干涉條紋也就消失了。于是，在屏幕上呈現(xiàn)出因受縫隙邊沿臨界場影響而形成的衍射圖案。

粒子模型對波粒二象適用范圍的考查

現(xiàn)代物理學認為，對于粒子的波動性和粒子性，它們的使用范圍是不同的，即在討論與物質(zhì)(物體)相互作用時粒子性有效，在討論在空間中的運動時波動性有效。

我們知道，不論任何物體，構(gòu)成物體的分子或原子之間存在著間隙、原子核與電子之間也存在間隙。因此，一個物體就是由懸浮于空間中的各級粒子通過不同作用關(guān)系逐級構(gòu)成的一個松散結(jié)構(gòu)的聚合體。

一方面，根據(jù)接觸的相對性原理，任何物體或粒子之間的相互作用都是在一定間隙下通過場傳遞的。也就是說，無論一個粒子與某個物體作用與否，粒子始終處于空間中。而無論物體內(nèi)的空間還是物體外的空間，它們都是整個連續(xù)空間的一部分，粒子性和波動性的精確分界線應在哪個位置呢？顯然，從連續(xù)空間的角度看，這個分界線并不存在。

另一方面，一個粒子與物體的相互作用，本質(zhì)是與物體中的某個粒子的相互作用(如核外電子、原子核等)，只不過這個粒子處于束縛態(tài)、具有我們可以描述的位置和狀態(tài)罷了。如果一個粒子與束縛態(tài)粒子相互作用就表現(xiàn)出粒子性，而與自由態(tài)粒子相互作用時就表現(xiàn)出波動性。這顯然是表明，一個粒子是根據(jù)與它作用粒子的束縛態(tài)或自由態(tài)，來決定它要表現(xiàn)出粒子性或波動性。難道一個粒子能夠識別與它作用粒子的狀態(tài)嗎？顯然，粒子是不可能有意識的。

綜上所述，系統(tǒng)相對論認為，包括光子、電子等各種粒子，它們都不具有波動本性，但在特定條件下可以顯示出波的某些特征。

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光電效應概述

光照射到某些物質(zhì)上，引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化。這類光致電變的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱為光電效應。

金屬表面在光輻照作用下發(fā)射電子的效應，發(fā)射出來的電子叫做光電子。光波長小于某一臨界值時方能發(fā)射電子，即極限波長，對應的光的頻率叫做極限頻率。臨界值取決于金屬材料，而發(fā)射電子的能量取決于光的波長而與光強度無關(guān)，這一點無法用光的波動性解釋。還有一點與光的波動性相矛盾，即光電效應的瞬時性，按波動性理論，如果入射光較弱，照射的時間要長一些，金屬中的電子才能積累住足夠的能量，飛出金屬表面?？墒聦嵤?，只要光的頻率高于金屬的極限頻率，光的亮度無論強弱，光子的產(chǎn)生都幾乎是瞬時的，不超過十的負九次方秒。正確的解釋是光必定是由與波長有關(guān)的嚴格規(guī)定的能量單位(即光子或光量子)所組成。這種解釋為愛因斯坦所提出。光電效應由德國物理學家赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)，對發(fā)展量子理論起了根本性作用，在光的照射下，使物體中的電子脫出的現(xiàn)象叫做光電效應(Photoelectric effect)。 光電效應分為光電子發(fā)射、光電導效應和光生伏打效應。前一種現(xiàn)象發(fā)生在物體表面，又稱外光電效應。后兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部，稱為內(nèi)光電效應。

光電效應里，電子的射出方向不是完全定向的，只是大部分都垂直于金屬表面射出，與光照方向無關(guān) ,光是電磁波，但是光是高頻震蕩的正交電磁場，振幅很小，不會對電子射出方向產(chǎn)生影響.

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高比例可再生能源電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演化高比例可再生能源波動特征及其影響

風電和光伏是當前技術(shù)最成熟的可再生能源發(fā)電技術(shù)。這兩類電源都具有很強的波動性、隨機性，往往被統(tǒng)稱為波動電源(variable generation, VU)。有文獻對世界各地的大規(guī)模風電出力和系統(tǒng)凈負荷(負荷與風電出力之和)的波動性進行了多年統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)全球可按風電波動性低、中、高劃分為三類地區(qū)，瑞典、西班牙和德國屬于風電低波動地區(qū)，葡萄牙、愛爾蘭、芬蘭和丹麥屬于風電中波動地區(qū)，北美的魁北克、邦納維爾電力局、德州可靠性管委會轄區(qū)，中國的甘肅、吉林和遼寧，挪威，丹麥的海上風電屬于風電高波動區(qū)。低波動區(qū)每小時風電爬坡功率不超過額定容量的10%，而高波動區(qū)每小時風電爬坡功率可達額定容量的30%。

光伏出力具有顯著的晝夜周期性。在太陽能資源富集的美國加州地區(qū)，高比例光伏并網(wǎng)導致其凈負荷呈現(xiàn)“鴨型曲線”，即春季凈負荷在中午急劇下降而成為全日低谷負荷點，且這種趨勢隨著光伏接入比例升高而加劇，預計到2020年將需要系統(tǒng)具有3h內(nèi)13 000 MW的爬坡調(diào)節(jié)能力方可保證不棄光。

風電、光伏等波動電源的波動特性源于一次資源。風光資源是一種過程能源，不可存儲、不易控制，在不同時間尺度、不同空間范圍，呈現(xiàn)不同的波動特性。

可見，在高比例可再生能源并網(wǎng)的未來電力系統(tǒng)，電源波動甚至超過了負荷波動而成為系統(tǒng)不確定性的主要來源。而如何應對這種電源和負荷的雙不確定性，也成為系統(tǒng)規(guī)劃和運行的核心問題。北美電力可靠性組織(North American Reliability Council, NERC)研究提出，為了消納風電、光伏、海洋能和小水電，北美電力系統(tǒng)的傳統(tǒng)規(guī)劃和運行方法要進行巨大變革，具體包括以下幾個方面 。

1)開發(fā)多種類型的波動電源，在廣域空間尺度內(nèi)平衡一次資源，并采用先進控制技術(shù)實現(xiàn)波動電源的功率爬坡和電壓控制性能。

2)適應高比例波動電源并網(wǎng)，電網(wǎng)輸變電設(shè)施需要顯著增加，保障源荷間功率交換和輔助服務。

3)新增儲能和可控負荷，如需求響應、電動汽車、大規(guī)模儲能，有助于平衡波動電源的靈活調(diào)節(jié)需求。

4)提升波動電源的出力測量和預測精度是保障整個系統(tǒng)運行和規(guī)劃可靠性的關(guān)鍵。

5)輸配電網(wǎng)需要更加協(xié)調(diào)地綜合規(guī)劃。

6)需要擴大供需平衡區(qū)域規(guī)模以獲得更好的波動電源消納能力。

高比例可再生能源電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演化高比例可再生能源電力系統(tǒng)形態(tài)演化模型

高比例可再生能源帶來的不確定性，是電力系統(tǒng)形態(tài)演化的關(guān)鍵驅(qū)動力。

高比例可再生能源驅(qū)動的電力系統(tǒng)形態(tài)演化模型如圖2所示。

歐洲、美國和中國分別提出2050年實現(xiàn)100%，80%，60%可再生能源電力系統(tǒng)藍圖。全新場景下，電力系統(tǒng)特征將發(fā)生顯著變化，隨機波動的風能和太陽能成為主力電源，基本取消“基荷”發(fā)電廠，常規(guī)火電機組在日內(nèi)啟停，并通過水電廠、燃氣電廠、儲能等靈活資源調(diào)節(jié)實現(xiàn)對可再生能源隨機波動性的互補，靈活性成為規(guī)劃和運行關(guān)注的核心問題。

源端的主要趨勢是電源清潔化。風電/光伏等可再生能源大力發(fā)展(局地發(fā)電量占比超過30%,水電充分開發(fā)，火電定位調(diào)整，逐步參與調(diào)峰，核電穩(wěn)步發(fā)展，從而形成一種全新的高度清潔化電源格局。

電網(wǎng)的關(guān)鍵特征是電力電子化。遠距離輸電系統(tǒng)和就地平衡供電網(wǎng)絡(luò)因地制宜，差異化并存，交直流混聯(lián)輸電網(wǎng)廣泛應用，配電網(wǎng)中多類型新設(shè)備涌現(xiàn)，直流配電技術(shù)得以快速發(fā)展。

負荷呈現(xiàn)多重不確定性。分布式電源、電動汽車、分布式儲能和雙向負荷的涌現(xiàn)和接入比例不斷提升，整個系統(tǒng)“源-網(wǎng)-荷-儲”互動藕合特性凸顯，不確定性成為規(guī)劃和運行而臨的核心問題 。

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