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先进的水电和 PSH 容量扩展模型：HydroWIRES D1 容量扩展模型改进最终报告
本研究由美国能源部 (DOE) 的可持续能源联盟有限责任公司运营的国家可再生能源实验室 (NREL) 撰写，合同编号为 DE-AC36- 08GO28308；并得到美国能源部水力技术办公室的 HydroWIRES 计划和美国能源部战略重点与影响分析办公室的支持。作者要感谢 NREL 的 Trieu Mai 和 Jaquelin Cochran、美国能源部水力技术办公室的 Kyle DeSomber、电力研究所的 John Bistline 和 OnLocation, Inc. 的 Frances Wood 审阅本报告，以及美国能源部水力技术办公室的 Marisol Bonnet、Kathryn Jackson、Patrick Soltis 和 Samuel Bockenhauer 在整个项目过程中提供的支持和指导。作者还要感谢 Michael Bailey、Erin Foraker、Todd Gaston、Michael Kintner-Meyer、Vladimir Koritarov、Justin Niedzialek、Gia Schneider 和 Brennan Smith 参与这项工作的技术审查委员会。
能源双重参与的促成原则......
这项工作由太平洋西北国家实验室撰写，由巴特尔运营，并得到能源部水力技术办公室 HydroWIRES 计划的支持，奖励或合同编号为 DE-AC05-76RL01830。HydroWIRES 随着大量增加可变可再生能源，美国电力系统正在迅速变化，而水电（包括抽水蓄能水电）的灵活性使其能够很好地帮助整合这些可变资源，同时支持电网的可靠性和弹性。认识到这些挑战和机遇，WPTO 推出了一项名为 HydroWIRES：弹性电力系统的水创新的新计划。HydroWIRES 主要侧重于了解和支持水电在不断发展的美国电力系统中不断变化的作用。通过 HydroWIRES 计划，WPTO 寻求了解和推动充分利用水电资源，为现在和未来的电力系统的可靠性和弹性做出贡献。HydroWIRES 因与美国能源部国家实验室的密切合作而出名。五个国家实验室——阿贡国家实验室、爱达荷国家实验室、国家可再生能源实验室、橡树岭国家实验室和太平洋西北国家实验室——作为一个团队提供战略见解并建立与能源部投资组合的联系，为 HydroWIRES 计划增添了重要价值。HydroWIRES 与电网现代化计划协同运作，后者专注于开发新的架构概念、工具和技术，用于测量、分析、预测、保护和控制未来的电网，并致力于创造制度条件，以便更快地开发和广泛采用这些工具和技术。与 HydroWIRES 路线图的联系这份关于能源存储作为传输和市场资产双重参与的扶持原则的报告主要侧重于解决 HydroWIRES 目标 3.2：为规划目的区分传统水电和抽水蓄能资源。其他致谢
美国闭环抽水蓄能水电资源评估。HydroWIRES 项目 D1 最终报告：改进容量扩展模型中的水电和 PSH 表示
美国电力系统正在快速发展，为水电行业带来了机遇和挑战。尽管风能和太阳能等可变可再生能源的不断增加已使美国许多地区获得了低成本的清洁能源，但这也带来了对能够储存能源或快速改变其运营方式以确保电网可靠和弹性的资源的需求。水电（包括 PSH）不仅是大量低成本可再生能源的供应商，而且是大规模灵活性的来源，也是其他可再生能源发电源的力量倍增器。要发挥这一潜力，需要在多个领域进行创新，包括了解不断变化的系统条件下水电的价值驱动因素、描述与水电满足系统需求相关的灵活能力和相关权衡、优化水电运营和规划，以及开发使水电能够更灵活运营的创新技术。
环境效应开环闭环比较...
这项工作由太平洋西北国家实验室 (PNNL) 撰写，由巴特尔运营，并得到美国能源部 (DOE) 水力技术办公室 (WPTO) HydroWIRES 计划的支持，奖励或合同编号为 DE-AC05-76RL01830。HydroWIRES 计划随着可变可再生能源的大规模增加，美国的电力系统正在迅速变化。水电（包括抽水蓄能水电 (PSH)）的灵活性使其能够帮助整合这些可变资源，同时支持电网的可靠性和弹性。认识到这些挑战和机遇，WPTO 推出了一项名为 HydroWIRES：弹性电力系统的水资源创新的新计划。1 HydroWIRES 专注于了解和支持水电在美国不断发展的电力系统中不断变化的作用。通过 HydroWIRES 计划，WPTO 寻求了解和推动充分利用水电资源的潜力，以帮助降低全系统成本并为现在和未来的电力系统的可靠性和弹性做出贡献。 HydroWIRES 因与美国能源部国家实验室的密切合作而出名。五个国家实验室——阿贡国家实验室、爱达荷国家实验室、国家可再生能源实验室、橡树岭国家实验室和太平洋西北国家实验室——作为一个团队提供战略见解并发展美国能源部所有部门之间的联系，为 HydroWIRES 计划增添了重要价值。HydroWIRES 与美国能源部电网现代化计划 2 协同运作，后者专注于开发用于测量、分析、预测、保护和控制未来电网的新架构概念、工具和技术，并致力于创造允许更快开发和广泛采用这些工具和技术的制度条件。HydroWIRES 还与美国能源部能源存储大挑战 3 协同运作，后者的愿景是建立并保持全球能源存储利用和出口方面的领导地位，并建立安全的国内制造供应链，不依赖关键材料进口来源。致谢 报告作者感谢 WPTO 为这项工作提供的资金和技术支持，以及 WPTO 的 Dana McCoskey、Tim Welch、Alejandro Moreno、Samuel Bockenhauer、Hoyt Battey 和 Miles Hall 提供的指导和帮助。作者还感谢 PNNL 同事 Rebecca O'Neil、TJ Heibel、Alison Colotelo、Philip Meyer、Kendall Mongird、Dave Goodman、Susan Tackett 和 Shannon Bates 提供的指导和帮助。作者感谢橡树岭国家实验室的 Nicole Samu 和 Shelaine Curd 对 HydroSource 数据和图表的帮助。4 作者还感谢对本报告初稿进行外部审阅的六位专业同事。最后，作者将本报告献给 Mike Sale，他是我的好朋友和同事，也是一位真正的水电远见者。
历史水电运营和经济价值
随着可变可再生能源的大规模增加，美国电力系统正在迅速变化。水电（包括抽水蓄能水电）的灵活性使其能够很好地帮助整合这些可变资源，同时支持电网的可靠性和弹性。认识到这些挑战和机遇，美国能源部 (DOE) 水电技术办公室 (WPTO) 推出了一项名为 HydroWIRES 的新计划：弹性电力系统的水创新。HydroWIRES 主要侧重于了解和支持水电在不断发展的美国电力系统中不断变化的作用。通过 HydroWIRES 计划，WPTO 寻求了解和推动充分利用水电资源的潜力，为现在和未来的电力系统的可靠性和弹性做出贡献。
加压空气增强抽水蓄能水电
这项工作由 UT-Battelle, LLC 运营的橡树岭国家实验室撰写，并由能源部水力发电技术办公室的 HydroWIRES 计划提供支持，合同号为 DE-AC05-00OR22725。美国电力系统正在迅速发展，为水电行业带来了机遇和挑战。虽然风能和太阳能等可变可再生能源的部署不断增加，使美国许多地区都拥有了低成本的清洁能源，但它也需要能够储存能源或快速改变其运营方式的资源，以确保电网的可靠性和弹性。水电（包括 PSH）不仅是大量低成本可再生能源的供应商，而且是电网规模灵活性的来源，也是其他可再生能源发电源的力量倍增器。要实现这一潜力，需要在多个领域进行创新：将新运营纳入规划和许可决策，预测新的运营和管理 (O&M) 模式和成本以防止意外停电，以及设计新的涡轮机和控制系统，以实现快速响应和频繁爬坡，同时保持高效率。 2019 年 4 月，美国能源部水力技术办公室 (WPTO) 启动了 HydroWIRES 计划 1，旨在了解、支持和改善水电和抽水蓄能水电 (PSH) 对快速发展的美国电力系统的可靠性、弹性和整合的贡献。水电（包括 PSH）的独特特性使其非常适合提供一系列存储、发电灵活性和其他电网服务，以支持可变可再生资源的经济高效整合。HydroWIRES 因与美国能源部国家实验室的密切合作而出名。五个国家实验室——阿贡国家实验室、爱达荷国家实验室、国家可再生能源实验室、橡树岭国家实验室和太平洋西北国家实验室——作为一个团队提供战略见解并建立与 HydroWIRES 产品组合以及美国能源部和国家实验室更广泛的工作（如电网现代化计划）之间的联系。 HydroWIRES 计划下的研究工作旨在通过开发数据、分析、模型和技术研发来提高水电业主和运营商、ISO/RTO、监管机构、原始设备制造商和环保组织的能力并为他们的决策提供参考，从而使他们受益。有关 HydroWIRES 的更多信息，请访问 https://energy.gov/hydrowires
零碳电力市场的价格形成
2019 年 4 月，WPTO 启动了 HydroWIRES 计划 1，旨在了解、支持和改善水电和抽水蓄能水电 (PSH) 对快速发展的美国电力系统的可靠性、弹性和整合的贡献。包括 PSH 在内的水电的独特特性使其非常适合提供一系列存储、发电灵活性和其他电网服务，以支持可变可再生资源的经济高效整合。美国电力系统正在迅速发展，为水电行业带来了机遇和挑战。虽然风能和太阳能等可变可再生能源的不断增加使美国许多地区实现了低成本、清洁能源，但它也产生了对能够储存能源或快速改变其运营方式以确保可靠和弹性电网的资源的需求。水电（包括 PSH）不仅是大宗、低成本、可再生能源的供应商，也是其他可再生能源发电源的大规模灵活性和力量倍增器。要实现这一潜力，需要在多个领域进行创新：了解不断变化的系统条件下水电的价值驱动因素，描述与水电满足系统需求相关的灵活能力和相关权衡，优化水电运营和规划，以及开发使水电能够更灵活地运营的创新技术。HydroWIRES 因与美国能源部国家实验室的密切合作而出名。五个国家实验室——阿贡国家实验室、爱达荷国家实验室、国家可再生能源实验室、橡树岭国家实验室和太平洋西北国家实验室——作为一个团队提供战略见解并建立与 HydroWIRES 产品组合以及更广泛的美国能源部和国家实验室工作（如电网现代化计划）之间的联系。HydroWIRES 计划下的研究工作旨在通过开发数据、分析、模型和技术研发来使水电所有者和运营商、独立系统运营商、区域输电组织、监管机构、原始设备制造商和环境组织受益，从而提高他们的能力并为他们的决策提供参考。
阿拉斯加抽水蓄能水电的前景
本研究由阿贡国家实验室（由芝加哥大学阿贡分校有限责任公司运营，为美国能源部提供合同编号 DE-AC02-06CH11357）和国家可再生能源实验室（由可持续能源联盟有限责任公司运营，为美国能源部提供合同编号 DE-AC36-08GO28308）共同完成，并得到美国能源部水力技术办公室 (WPTO) HydroWIRES 计划的支持。作者感谢 Samuel Bockenhauer、Erfaneh Sharifi 和美国能源部 WPTO 的其他员工赞助本研究并协调项目团队的工作。我们还要感谢美国能源部北极能源办公室的 Givey Kochanowski 和 George Roe、美国能源部印度能源办公室的 Daniel Smith 以及其他人员在研究期间为项目团队提供的支持、见解和指导。最后，作者要感谢项目顾问小组成员的努力和出色的合作，他们为项目团队提供建议、提供相关数据和信息，并审查分析结果。以下专家担任该项目的顾问小组成员：