在过去十年中,太阳能光伏能量引起了很多兴趣。在全球安装的最多181 GW,它是增长最快的可再生能源之一[1]。PV模块的功率电压特性因周围的空气条件而异,并且具有独特的峰值。考虑到PV系统的初始成本,始终有必要以最大功率点(MPP)运行光伏电池。DC-DC转换器接口对于电池和SPV之间的目的是必要的。为了延长电池的寿命,需要为电池充电的控制器[2]。PV细胞特性(I-V或V-P)也非线性,随温度和日光度而变化。独立太阳能光伏系统最昂贵的部分是电池和光伏模块。当电池直接连接到PV模块时,电池的寿命会缩短,因为没有保障避免过度充电[3]。电荷控制器可用于防止电池的充电过度,但是它们的效率不如典型的电荷控制器,因为它们不在MPP处操作PV模块。以最大功率点运行PV模块将最大程度地发射到电池并提高效率[4]。此外,电池寿命较长需要电池充电控制器。可充电电池通常是通过将太阳能系统作为一种储能手段来使用的[5]。优化功率
NERC 和区域实体继续分析涉及太阳能光伏 (PV) 资源大规模减少的干扰,以识别任何系统性可靠性问题,支持受影响的设施制定缓解措施,并与业界分享关键发现和建议,以提高认识和采取行动(见附录 A)。太阳能光伏资源的持续大规模减少继续对 BPS 的可靠性构成显著风险,尤其是当与 BPS 上其他发电资源的额外损失以及配电系统总体损失相结合时。本报告包含 ERO 对 2021 年 6 月至 8 月期间在加州独立系统运营商 (CAISO) 覆盖范围内发生的四起 BPS 干扰以及太阳能光伏输出大规模减少的分析。根据 NERC 事件分析流程 1,每个干扰都被归类为 1i 类事件,涉及南加州地区(特别是在太阳能光伏和风能资源渗透率高的地区)太阳能光伏资源的有功功率输出大规模减少。其中两个事件还涉及同步发电资源跳闸,三个事件涉及一定程度的分布式能源资源 (DER) 跳闸或减少。所有初始故障通常都通过适当的保护系统操作清除。表 ES.1 概述了 NERC 和 WECC 分析的四种干扰。
AC 交流电 AS 辅助服务 CAISO 加州独立系统运营商 CCGT 联合循环天然气涡轮机 CFD 差价合约 CT 燃气轮机 DA 日前 DART 价差 日前与实时市场价格之间的价差 DC 直流电 DPV 分布式光伏 EIA 美国能源信息署 ELCC 有效负荷承载能力 ERCOT 德克萨斯州电力可靠性委员会 IREC 州际可再生能源委员会 ISO 独立系统运营商 ISO-NE 新英格兰独立系统运营商 LBNL 劳伦斯伯克利国家实验室 MC 边际成本 MISO 中大陆独立系统运营商 NEM 净能量计量 NERC 北美电力可靠性公司 NGST 天然气蒸汽轮机 NSRDB 国家太阳辐射数据库 NYISO 纽约独立系统运营商 PIR 参与间歇性资源 PJM PJM 互连 PPA 购电协议 PV 光伏 RGGI 区域温室气体计划 RTO 区域输电组织 SAM 系统顾问模型 SPP 西南电力池 SRI 严重风险指数 UPV 公用事业规模光伏
CAISO 加州独立系统运营商 CEAC 清洁电力属性证书 DEFR 可调度无排放资源 DER 分布式能源资源 DOE 美国能源部 DSO 配电系统运营商 DSR 需求侧资源 EERE 能源效率与可再生能源办公室 ERCOT 德克萨斯州电力可靠性委员会 FACTS 灵活交流输电系统 FCEM 正向清洁能源市场 FERC 联邦能源管理委员会 GEP 发电扩建规划 HVAC 高压交流电 HVDC 高压直流电 ICCM 综合清洁容量市场 ISO 独立系统运营商 ISO-NE ISO 新英格兰 LDES 长时储能 LSE 负荷服务实体 MISO 中大陆独立系统运营商 NREL 国家可再生能源实验室 NWA 非电线替代 NYISO 纽约独立系统运营商 PJM PJM 互连 RA 资源充足性 REC 可再生能源证书 RTO 区域输电运营商 SOC 充电状态 SPP 西南电力联盟
ACORE 美国可再生能源委员会 CAISO 加州独立系统运营商 CCA 社区选择聚合器 CPUC 加州公用事业委员会 CWIFP 军团 水基础设施融资计划 DOE 美国能源部 EERE 能源效率和可再生能源办公室 EIA 美国能源信息署 ELCC 有效负荷承载能力 EPAct 能源政策法案 EPC 工程、采购和施工 ERCOT 德克萨斯州电力可靠性委员会 ESG 环境、社会和治理 FDIC 联邦存款保险公司 FERC 联邦能源管理委员会 GDO 电网部署办公室 GW 吉瓦 IIJA 基础设施投资和就业法案 INL 爱达荷国家实验室 IPP 独立电力生产商 IRA 通货膨胀削减法案 IRS 美国国税局 ISO 独立系统运营商 ISO-NE 新英格兰独立系统运营商 ITC 投资税收抵免 kW 千瓦 kWh 千瓦时 LCOE 平准化能源成本 LMP 位置边际定价 LPO 贷款计划办公室 MISO 中大陆独立系统运营商 MOU 谅解备忘录 MW 兆瓦 MWh兆瓦时 MYPP 多年期规划 NHA 国家水电协会 NPD 无动力大坝 NPR 拟议规则制定通知 NREL 国家可再生能源实验室 NYISO 纽约独立系统运营商 OCED 清洁能源示范办公室 ORNL 橡树岭国家实验室 PE 私募股权 PJM 宾夕法尼亚州-新泽西州-马里兰州互联互通 PPA 电力购买协议
1 MISO 为阿肯色州、伊利诺伊州、印第安纳州、爱荷华州、肯塔基州、路易斯安那州、密歇根州、明尼苏达州、密西西比州、密苏里州、蒙大拿州、北达科他州、南达科他州、德克萨斯州、威斯康星州和加拿大马尼托巴省的部分或全部地区提供服务。 2 PJM 为特拉华州、伊利诺伊州、印第安纳州、肯塔基州、马里兰州、密歇根州、新泽西州、北卡罗来纳州、俄亥俄州、宾夕法尼亚州、田纳西州、弗吉尼亚州、华盛顿特区和西弗吉尼亚州的部分或全部地区提供服务。 3 虽然 MISO 和 PJM 严格来说是运营这些地区电力市场的组织的名称,但我们使用这些术语来指代这些地区本身。 4 “系统”一词用于指代该国七个竞争性批发电力市场。每个市场都由独立系统运营商 (ISO) 或区域输电组织 (RTO) 运营。CAISO = 加州独立系统运营商,NYISO = 纽约州独立系统运营商。 5 IEA 能源地图集,国际能源署,energyatlas.iea.org。 6 该计算基于 PJM 相对于 2017 年排放量减少 80% 的假设。7 ABB Energy Velocity Suite,ABB,new.abb.com。
首字母缩略词列表 平衡机构 (BA) 平衡机构区域 (BAA) 州监管机构 (BOSR) 商业实践手册 (BPM) 加州独立系统运营商 (CAISO) 区域电力合作委员会 (CREPC) 拥堵收入权 (CRR) 消费者权益保护组织 (CAO) 日前 (DA) 能源部 (DOE) 市场监测部 (DMM) 能源不平衡市场 (EIM) 延长日前市场 (EDAM) 联邦能源管理委员会 (FERC) 一般公认会计原则 (GAAP) 治理审查委员会 (GRC) 电网管理费 (GMC) 独立系统运营商 (ISO) 信息技术 (IT) 美国国税局 (IRS) 投资者所有的公用事业 (IOU) 新英格兰独立系统运营商 (ISO NE) 启动委员会 (LC) 市场监测单位 (MMU) 市场监督委员会 (MSC) 市场重新设计和技术升级 (MRTU) 新英格兰电力联盟 (NEPOOL) 北美电力可靠性公司 (NERC) 纽约独立系统运营商 (NYISO) 公众参与办公室 (OPP) 开放接入输电关税 (OATT) 参与输电组织 (PTO) 宾夕法尼亚州-新泽西州-马里兰州互联互通 (PJM) 电力营销管理局 (PMA) 区域问题论坛 (RIF) 区域组织 (RO) 区域输电组织 (RTO) 调度协调员协议 (SCA) 西南电力联盟 (SPP) 利益相关者代表委员会 (SRC) 输电控制协议 (TCA) 西部治理路径倡议 (WWGPI)