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美国加州大停电:错在可再生能源发电?

2020-08-26 17:41
来源: 元一能源

8月中旬,美国加州经历了19年来首次滚动停电。加州独立系统运营商发出警告,由于电网吃紧,需要采取分区滚动式停电模式来防止电网崩溃。消息一出,引发关注。正值美国大选之际,这一话题瞬间被政治化。据媒体报道,停电事件中,超过100万人失去了电力供应。

美国加州大停电,是可再生能源发电惹的祸?

目前的初步原因汇总显示:停电是多种概率事件同时发生造成的,其中包括天然气机组的宕机;高温天气跨区联络线过热限流,部分老化线路容量不足;风电场宕机等等。系统调度与监管机构对于系统是否购置了足够充足的备用仍旧存在认定上的争论。

上一次加州下令滚动停电是在2001年能源危机期间。从1月到5月,发生多次停电,其中一次影响150多万客户,其原因是能源短缺和能源批发商操纵市场合力发挥作用的结果。

加州州长纽森(Gavin Newsom)强调,加州电力短缺是“不可接受的”。他将电力短缺归因于加州从污染性的天然气过渡到太阳能、风力发电等“清洁”能源的结果,因为太阳下山之后或无风时,无法发电。他承诺释出更多能源,也将对电力短缺进行全面调查。纽森表示,由于过去几天创纪录的高温,用电需求大增,曝露出可再生能源的不足。

美国加州大停电,是可再生能源发电惹的祸?

光伏发电出力特性会给电网安全稳定运行造成巨大影响。截至2019年年底,美国加州光伏发电的装机容量为2740万千瓦,占美国光伏发电总装机容量比例约36%,居全美第一。光伏发电量通常情况下占加州总发电量的比例约为20%。

在高比例光伏发电接入的情况下,加州净负荷曲线为“鸭型”曲线,即负荷曲线在中午前后到达低点,在15时之后开始上升,负荷曲线峰谷差大,这为加州电力调度带来困难。

为此,加州一直非常重视需求响应发展,通过相关激励手段调动负荷侧灵活资源积极性,以解决电力供需矛盾。然而,此次罕见热浪袭击加州,加之疫情影响,居民大多居家,空调负荷等温度调节负荷激增,大大激化了原有的电力供需矛盾。

本次加州轮流停电事件一方面说明,光伏发电、风电等电源出力具有波动性、反调峰性,对电网安全稳定运行造成的威胁不可忽视。高比例新能源发电接入的情形下,亟须开展电力电子化电力系统稳定性基础分析、电力电子化电源的宽频带振荡特性等基础理论研究,完善电力系统稳定计算标准体系,突破海量超电磁暂态仿真技术瓶颈,提高电网仿真分析能力,支撑深度认知电网特性。

另一方面,本次加州轮流停电事件中,高比例光伏发电接入、罕见高温、疫情居家等多因素交织,充分表明在电网安全运行中,考虑单一因素具有一定的局限性,多种情景叠加则进一步考验电网供电能力。电网企业需在规划、运行、营销乃至应急等环节充分考虑综合因素,确保供电可靠。

美国加州大停电,是可再生能源发电惹的祸?

随着分布式电源、储能系统、新能源汽车等领域相关技术不断发展,负荷侧灵活资源有着极大的开发利用空间。我国经过多年摸索,在负荷侧灵活资源利用上取得了显著成效。据相关研究,我国负荷侧灵活资源超过2亿千瓦,通过相关政策、机制挖掘这些资源价值,意义重大。

电力服务具有普惠特点,涉及民生问题。本次加州轮流停电事件中,电力供需紧张在电力及上游能源市场上造成了一系列连锁影响。电价快速上涨加重了防疫期间居民、企业的经济负担,对经济社会发展造成巨大影响。

反观国内,在防控新冠肺炎疫情期间,电网企业主动担当,坚决执行国家降低电价政策,有力支撑“六稳”“六保”目标实现,充分体现出我国的制度优势。可见,我国电网健康发展需要坚持制度自信,发挥“六个力量”,为经济社会发展和民生改善提供有力保障。

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