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破解風電迷思

2015-07-16 來源:美國國家可再生能源實驗室(NREL)作者:Michael Milligan、Kevin Porter、Edgar De Meo 瀏覽數(shù):1457


  目前對風電并網(wǎng)比例沒有技術(shù)障礙,但是可能存在經(jīng)濟性限制,即風電增加到一定程度時,被認為其成本已經(jīng)超過其對系統(tǒng)的價值。從多年來全球大規(guī)模風電并網(wǎng)運行經(jīng)驗以及大量深入的風電并網(wǎng)研究結(jié)論來看,風電并網(wǎng)成本很低,由風電增量帶來的價值減低也不會像預(yù)期那樣明顯。更直接地說,有證據(jù)表明大范圍互聯(lián)電網(wǎng)可以接納的波動電源電量(風能和太陽能)為高峰負荷的25%。美國東部和西部電網(wǎng)正在對更高接納能力的電網(wǎng)進行研究。
  其實,電網(wǎng)接納更多風電,僅僅通過現(xiàn)有手段進行規(guī)劃和運營是不夠的,需要對諸如輸送通道等基礎(chǔ)設(shè)施的投入、市場規(guī)則的改變,對發(fā)電方和電網(wǎng)運營方的激勵和規(guī)范,對現(xiàn)有技術(shù)和資產(chǎn)的優(yōu)化利用。
  電網(wǎng)規(guī)劃人員和發(fā)電投資者在進行設(shè)備采購決策時要考慮到系統(tǒng)的靈活性,以適應(yīng)不斷增長的負荷需求和老機組更新?lián)Q代的需要。系統(tǒng)靈活性包括降低最低發(fā)電水平、更好的升降斜坡率、更短的啟動時間,以及在不增加材料疲勞或減少部件使用壽命的前提下設(shè)計周期循環(huán)。為增加系統(tǒng)靈活性,還要市場以及電價政策方面的配合。
  風電場可以通過輔助設(shè)施提高靈活性。在一些情況下,成本最小的調(diào)度策略可能會是限制風電出力,在風電大發(fā)時短時棄風,或是讓風電場提供有功調(diào)節(jié)。隨著風電技術(shù)的不斷成熟和完善,風電場可以向提供無功功率、電壓控制、頻率/控制器下降功能(頻率降低,控制器通過控制發(fā)電機從無負荷到滿負荷運行來做出響應(yīng))的方向發(fā)展。
  總結(jié)
  風能本身的波動性使其區(qū)別于其他發(fā)電技術(shù),由此產(chǎn)生了風電是否能順利并網(wǎng)的疑問。本文旨在解釋有關(guān)風能的一些關(guān)鍵問題。
  盡管風電是一種可變能源,電網(wǎng)運營商完全可以通過在處理負荷變化中積累的經(jīng)驗來控制這種波動性,所以在多數(shù)情況下電網(wǎng)已經(jīng)做好了應(yīng)對這種波動性的準備。風電并網(wǎng)的成本很低,也不需要專用備用電源或儲能設(shè)施。風力預(yù)測等工具的發(fā)展也會有助于風電并網(wǎng)。通過擴大風電消納范圍以及制定在時間上更加細化的調(diào)度方案,電網(wǎng)運營商能更好地統(tǒng)籌各種電源,充分利用由于地理差異性產(chǎn)生的風電出力的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)的不斷革新、需求側(cè)管理、智能電網(wǎng)以及混合動力汽車等新技術(shù)也會對風電并網(wǎng)起到積極的推動作用。

  作者:Michael Milligan、Kevin Porter、Edgar De Meo等

標簽:

電網(wǎng)
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