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电网互联可提高可再生能源传输效率

导读: 增加系统的灵活性(如灵活发电、需求侧管理、电网互联、鼓励机制等)应作为系统设计的一个主要原则,以应对可再生能源发电带来的不确定性。

  电网互联是可再生能源发展的关键。

  受环境和能源利用可持续发展的压力影响,世界各国都积极推进可再生能源的利用。但这些可再生能源具有多变性、间歇性,且受地域限制等特点,不稳定的输出特性与不可控的源动力给电力系统的安全稳定运行带来影响。因此,需要建立一套灵活的电力系统,以保证大规模可再生能源并网后的系统可靠运行。这其中就包括电网、发电、储能,以及需求侧等组成部分。而大多数情况下,这些组成部分都是共同发挥作用的。

  为保证可再生能源发电规模的扩大及发电可靠性,必须高度重视维持系统平衡运行及可再生能源利用率的问题。

  在电力需求波动性方面,可再生能源通常以边际成本低的优势,优先满足或低或高的电力需求。因此,系统中的其他电源,将面临扣除可再生能源出力之外的净负荷。这一净负荷曲线好似过山车一样,往往比原负荷曲线的波动幅度更大,波动更加频繁。在不同的可再生能源份额中,这事实上是一件很棘手的事情。我们必须要找到一个很好的方式来控制和“驾驶”这辆“过山车”,这是我们面临的一大挑战。而我们面临的另外一大挑战就是可再生能源利用率。

  如何在实现可再生能源大规模并网的同时,确保电力市场和电力系统的效率?这就需要变革系统,我们需要对不同能源的组成方式进行和谐的调整。这一变革需要几大支柱。

  首先,需要系统以环境友好的方式部署大规模可再生能源并网。其次,需要采用更加灵活和智能的系统调度技术,此技术需要在传统的实时监控基础上对可再生能源有更强的预测能力。增加系统的灵活性(如灵活发电、需求侧管理、电网互联、鼓励机制等)应作为系统设计的一个主要原则,以应对可再生能源发电带来的不确定性。此外,还需要在额外的灵活资源上进行投资,例如电网结构、分布式发电、储能技术等。

  最终,我们需要的是一系列解决方案的组合。我不认为有一个真理,可以适用于所有国家的不同情况。同时,我们也希望通过不同的发电机组实现低成本。

  输电的互联互通可以同时实现低成本以及灵活性。通过国际能源署的研究数据我们看到,当我们的输电距离更远,可以输送更多电能时,灵活性是以更低的成本实现的,这取决于整个电网的使用效率。高压直流实际上对远距离输电产生了变革性的影响。

  不同国家之间如何进行电力的互联互通?能源互联除了建立硬件设施之外,软件设施也非常重要。除此之外,运营规则、市场规则等情况是否一致也起到重要作用。以欧洲为例,欧盟由政府出面,与一些国有和私营的电力公司进行协调,各个国家的法律法规和政策框架也进行了对接。大家一致认为,在统一的政策和法律法规框架下,大家能够共同受益。而与之相对应的案例也屡见不鲜。例如,德国在边境建立互联互通的输电线路时遭遇民众反对;北美从国家到各州再到地方的政策制度各不相同;跨国输电存在各国电价和市场规则上的不同;甚至公立和私有电力企业之间,也存在规则和机制上的差异……

  在全球能源互联网的大背景下,在所有可再生能源将成为主流的国家里,我们应当尽量优化电力系统和市场操控能力,并以一种环境友好的方式接纳可再生能源,使其在整个系统中发挥最大的价值。

  系统变革需要结合国家实际情况。变革的挑战取决于电力系统是稳定的,这意味着短期内不需要大量投资来满足需求;或是动态的,即短期内需要大量投资来满足增长的电力需求或替代老旧资产。稳定的系统可以利用现有的灵活性资源来进一步提高可再生能源发电比例,或是减少老旧的、不灵活的部分。相反,在拥有动态电力系统的地区,可再生能源并网须从一开始即建立一个全面的、长期的系统,并通过适当的计划与投资,在整个系统层面获取更多的可再生能源。

  可再生能源的大规模传输是当今及未来能源解决方案之一。在洲际电网互联过程中,电网结构的独特价值体现在其稳定性和增加远距离灵活资源的利用率上。

  科技的进步或将改变未来项目的经济性,更多问题有待我们进一步探讨与研究。我们必须更好地建立互联互通的解决方案,使得大规模的输电线路连接成一个全球互联网,这是能源互联网的一个重要组成部分。

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