弃电只是日益严重的冰山一角 电力服务 英国电网在高峰时段消耗高达 54 千兆瓦 (GW) 的电力。那是 5400 万千瓦——很多电力。所以我们需要生产 54GW 的电力,再加上一点以防万一——比如 57-60GW,对吗? 错了。事情没那么简单。虽然所有的电都是一样的(电子沿着电线传输),但我们消耗四种类型的服务:基载、可调度、平衡和辅助。♦ 基载是最低需求,即始终在线的要求。在英国,它大约是峰值的 60%,所以在冬季,大约是 32GW。 ♦ “可调度”意味着当我们需要时,它就在那里:我们可以随意调高或调低。这占了峰值需求的剩余 40%。♦ 平衡服务适用于当事情失衡时:这里太多,那里不够,发电站因年度服务而停运(就能源需求而言,这是主要的服务)等等。♦ 辅助服务适用于出现问题时:发生故障时快速反应,等等。在中央电力局的旧时代,我们用煤和核电站提供基本负荷,其余则通过天然气输送。那时事情是多么简单啊!现在,因为我们意识到我们的排放正在席卷世界,我们正在用可再生能源取代煤炭(首先)和天然气:主要是生物质、风能、太阳能、波浪能、潮汐能和潮汐范围。其中,只有生物质(迄今为止五种能源中潜在容量最小)是可调度的或基本负荷。其余的是一个新的发电类别:间歇性。间歇性发电的影响 间歇性发电并不意味着发电不可预测:如今的预测非常准确,并且还在不断改进。但是,这意味着发电量是它想在的时候出现,而不是我们想要的时候出现——预测只是让我们更好地注意到盈余和短缺。正如西门子石油天然气英国公司总经理所说 1 ,“风吹的时候就吹,你想吃饭的时候就吃饭”。这意味着,有时它在我们不想要的时候发电,而当我们需要它而它却不发电时,它需要备用。前者导致削减(支付可再生能源发电不发电的费用),后者导致平衡和辅助服务成本不断增加。图 2 显示了间歇性发电将如何消除德国的基本负荷发电,除非以某种方式削减。
2024 年 4 月,波兰的太阳能装机容量达到 18.4 吉瓦。2016 年之前,光伏总容量不超过 100 兆瓦——过去八年的增长令人印象深刻。然而,这种成功是有代价的。在需求减少和可再生能源发电高峰期间,电力供应过剩的情况越来越严重。波兰风能和光伏的瞬时总发电量记录约为 16 吉瓦,而国家电力系统 (KSE) 的瞬时需求在周末可能会降至 13 吉瓦以下。波兰输电系统运营商 PSE SA 推出了非市场削减命令,规定了平衡电网所需的削减参数,特别关注发电来源、容量和削减期。PSE 表示,在削减光伏之前,它首先使用其他平衡选项,例如最小化发电数量和发电量
- 标准化或增强命名的一致性 - 该功能已被更强大的替代功能所取代。 - 该功能包含设计缺陷,通常是安全缺陷,因此应该避免,但现有代码依赖于它。 - 该功能被视为无关紧要,将来将被删除,以简化整个系统。 - 该软件的未来版本将进行重大的结构更改,从而不可能(或不切实际)支持旧功能。
更广泛的背景 在全球范围内,能源系统和网络正在经历巨大的转变。风能和光伏太阳能发电的大量扩张是这一变化的核心。英国电网也不例外,随着 VRE 容量的大幅扩大(尤其是风能),过渡网络(尽管有所扩张)和能源市场的困难也随之增加。增加采用电池储能系统 (BESS) 是解决这些困难的一个潜在解决方案。如果无法解决将增加的 VRE 发电整合到电网中的问题,那么价格波动等市场挑战以及可能导致削减的网络挑战将阻碍 VRE 的采用,并进而要求继续通过对环境影响较小的能源技术来满足需求。通过从技术经济角度研究英国风电场 ESS 附件的可行性,可以更好地了解这些存储系统对环境的影响及其在能源网络中的作用。这不仅对学术界很重要,而且对于正在研究扩大能源存储系统在其提出的许多转型途径中的作用的工业和能源政策制定者也很重要。
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