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灵活性是可再生能源并网关键

导读: 弗雷德里克.韦斯顿认为,电力系统的灵活性就是电力系统应对负荷(需求)和发电(供给)变化的能力,不管是不是可再生能源,这种能力都是必不可少的。灵活性越强,电力系统效率就越高。灵活性是和时间紧密相关的...

  近日,睿博能源智库专家弗雷德里克.韦斯顿(FrederickWeston)出席由清华大学能源互联网创新研究院主办的“灵活性资源与可再生能源消纳”互联网沙龙,分享了他多年来在美国能源行业工作的经验,描述了他对“灵活性”的理解并针对中国电力的灵活性阐述了自己的观点。弗雷德里克.韦斯顿曾担任主管美国东北部电力公司的政府官员。

  弗雷德里克.韦斯顿认为,电力系统的灵活性就是电力系统应对负荷(需求)和发电(供给)变化的能力,不管是不是可再生能源,这种能力都是必不可少的。灵活性越强,电力系统效率就越高。灵活性是和时间紧密相关的,灵活性强的电力系统应对变化时反应速度就会更快。太阳能和风能这类可再生能源创造了电力系统对灵活性的需求,灵活性需求的大小取决于能源利用方式。

  灵活性的表现形式多种多样。比如灵活的发电,即发电时可快速调节电量输出;灵活的系统运营,即更智能地运行电力系统,对电力变化有一定预测能力,预测能力强的电力系统就能更从容地应对不同电力需求;更大的平衡区域,即“供”和“需”达到平衡的一种状态,平衡区域越大意味着灵活性越强;灵活的储能,即储能形式的多样性,例如水能大坝、电池、压缩空气等,我们可以通过不同形式把能量储存起来,在需要的时候将其转换并使用。此外,灵活性还可体现在辅助服务和需求响应等方面。

  弗雷德里克.韦斯顿表示,美国各州都在努力提高电力系统中可再生能源的比例,许多州已经对未来40年的可再生能源发展规定了目标,例如,加州和纽约州计划2030年可再生能源比例达50%,佛蒙特州计划2032年达75%,夏威夷州计划2030年达40%。“如果一个电力系统没有足够的灵活性,那么你能做的就只有关掉那些可再生能源的发电设备,这就是所谓的弃风、弃电。”据弗雷德里克.韦斯顿介绍,美国的弃风率和弃电率都非常低,加州的可再生能源弃电率仅为1%。灵活性是可再生能源并网的一个重要突破口,高比例可再生能源的重要性正在逐渐被接受。弗雷德里克.韦斯顿强调,可再生能源并网程度大幅提高并不会损害电网可靠性,且成本并不高。

  灵活性的价值需得到体现,这种体现可以通过电费或竞争性能源市场中反映供给关系的价格变化来实现。“在美国,价格变化带动了发电和负荷的灵活性提高。”弗雷德里克.韦斯顿表示,美国的部分能源竞争性市场已有二十多年历史,仍在不断完善中。

  提高灵活性的另一种方式是优化电厂。美国一些现有电厂增强灵活性后,有了更低的在线容量底限,能够更快地启动和关闭。夏威夷州就为此改造了当地一些发电厂。“在中国,许多电厂都需要这种灵活性。”弗雷德里克.韦斯顿说道。

  增加储能也是提高灵活性的方法之一。在美国,传统储能如抽水蓄能和天然气储能仍在使用,新型储能包括电池、飞轮、电动汽车和压缩空气的使用效率也在逐渐提高。

  其他有利于增强电力系统灵活性的办法还有增加输电业务,使区域间电力传输更加通畅和自由;科学的资源规划,例如,俄勒冈公共事业委员会就要求各电力公司对灵活性电容的需求进行评估;以及加强需求响应,兼顾电力系统的稳定性和灵活性。

  弗雷德里克.韦斯顿表示,美国电力企业在发展过程中也像其他国家一样做过许多错误决定,但是他们仍在不断创新和学习。分享经验的目的不是给后来人指明哪一条路是捷径,而是告诉他们哪些弯路可以避开。“美国的发展经验给了我们解决问题的灵感,虽然有些方法实行起来会遇到很多困难,但我抱着非常乐观的态度相信中国能够很好地解决这些难题。”

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