长期储能(LDES)由于其在可再生可再生电力(VRE)驱动的脱碳,低成本和稳定的网格方面的关键作用而引起了兴趣。当前,开发了多种LDES技术,可以提供8小时以上连续排放的电力。但是,长期计划过程中使用的当前容量扩展模型很少将低成本LDE视为候选技术。如果他们这样做,则模型的存储平衡范围(SBH)通常只考虑非连续的1天期间,这些时期不会捕获LDES在多天甚至季节中转移能量的潜力。解决了现有模型中的这些限制,这项工作探讨了最佳储能在增加SBH连续数天数时的变化方式,以及这些变化将如何影响确定储能未来作用的计划者。我们的分析使用Switch,这是一种开源能力扩展模型,在2050年的零碳场景中,整个西方电力协调委员会(WECC)具有高空间分辨率。我们发现,当存储能源和电源过夜成本分别为$ 13 usd/kwh(或更少)和113美元/kW时,SBH连续的SBH数天数都会改变LDES的总选定功率和能源容量。我们还发现,根据SBH的长度,驱动未来VRE驱动的WECC网格的储存能量量从2.5 TWH到16.0 TWH。最佳存储持续时间(能量比)我们在所有情况下获得10小时至620小时的范围。此外,根据存储成本假设,我们在改变SBH长度时会观察到不同的电荷/放电模式。鉴于我们的结果,我们预计随着越来越多的LDE技术成为商业上可用,在高VRE驱动的网格的长期计划过程中,增加SBH的长度以完全捕获LDES资产的好处至关重要。
长时储能 (LDES) 因其在实现由可变可再生电力 (VRE) 驱动的脱碳、低成本和稳定电网方面发挥的关键作用而受到关注。目前,正在开发各种 LDES 技术,以提供 8 小时以上的连续放电电力。然而,长期规划过程中使用的当前容量扩展模型很少将低成本 LDES 视为候选技术。如果他们这样做,该模型的存储平衡范围 (SBH) 通常只考虑非连续的 1 天周期,而这些周期无法捕捉到 LDES 在多天甚至多个季节之间转移能源的潜力。为了解决现有模型中的这些局限性,这项研究探索了在增加 SBH 中连续天数时最佳储能的变化方式,以及这些变化将如何影响确定储能未来角色的规划者。我们的分析使用了 SWITCH,这是一个具有高空间分辨率的开源容量扩展模型,适用于 2050 年零碳情景下的整个西部电力协调委员会 (WECC)。我们发现,当存储能量和电力容量的隔夜成本分别为 13 美元/千瓦时(或更低)和 113 美元/千瓦时时,SBH 中的连续天数会改变 LDES 的总选定电力和能源容量。我们还发现,驱动未来 VRE 驱动的 WECC 电网所需的存储能量在 2.5 TWh 到 16.0 TWh 之间,具体取决于 SBH 的长度。在所有情景中,我们获得的最佳存储持续时间(能量功率比)范围为 10 小时至 620 小时。此外,根据存储成本假设,我们在改变 SBH 长度时观察到不同的充电/放电模式。根据我们的研究结果,我们预计,随着越来越多的 LDES 技术实现商业化,增加 SBH 的长度对于在高 VRE 驱动电网的长期规划过程中充分利用 LDES 资产的优势将至关重要。
1 基于逆变器的资源注册,181 FERC ¶ 61,124 (2022) [以下简称 IBR 命令]。2 北美电力可靠性公司,案卷号 RD22-4-000(2023 年 2 月 15 日)[以下简称工作计划备案]。3 区域实体包括 (i) 中西部可靠性组织(“MRO”);(ii) 东北电力协调委员会(“NPCC”);(iii) ReliabilityFirst Corporation(“ReliabilityFirst”);(iv) SERC 可靠性公司(“SERC”);(v) 德克萨斯可靠性实体公司(“Texas RE”);和 (vi) 西部电力协调委员会(“WECC”)。NERC 和区域实体组成了 ERO 企业。4 北美电力Reliability Corp.,案卷编号 RD22-4-000(2023 年 3 月 3 日)(提出有关工作计划的临时信息请求)[以下简称 RFI ]。
O&M活动必须遵守北美电力可靠性公司(NERC)和西方电力协调委员会(WECC)的可靠性和服务要求。NERC是国际监管机构,其使命是在北美提供批量电力系统的可靠性。 NERC制定并执行可靠性标准;每年评估季节性和长期可靠性;通过系统意识来监视批量功率系统;并教育,火车和认证行业人员。 NERC的责任领域涵盖了美国大陆,加拿大和墨西哥巴哈北部。 NERC是北美的电力可靠性组织,受联邦能源监管委员会(FERC)和加拿大政府当局的监督。 NERC的管辖权包括批量电力系统的用户,所有者和运营商,可为近4亿人提供服务。NERC是国际监管机构,其使命是在北美提供批量电力系统的可靠性。NERC制定并执行可靠性标准;每年评估季节性和长期可靠性;通过系统意识来监视批量功率系统;并教育,火车和认证行业人员。NERC的责任领域涵盖了美国大陆,加拿大和墨西哥巴哈北部。NERC是北美的电力可靠性组织,受联邦能源监管委员会(FERC)和加拿大政府当局的监督。NERC的管辖权包括批量电力系统的用户,所有者和运营商,可为近4亿人提供服务。
- EDAM:模拟“ GHG参考通道”,以将传输限制到GHG区域(CA和WA)。– M+: simulated “Resource Owner, Merit Order w/ Enhanced Floating Surplus” approach to setting transfer limits into GHG regions – Modeled resource-type-specific GHG costs Simulate existing & prospective real-time markets: WEIM in parallel with the EDAM, formation of a day-ahead and real-time market with M+, nodal representation of entire WECC – Estimated the impact on existing WEIM and new EDAM or Markets+贸易和拥塞收入捕获耦合日期和实时市场的价值来管理意外的失衡:建模可再生和负载预测不确定性之间的不确定性现实地代表双边市场:捕获现有的合同访问权交易权利,捕获了交易的主要贸易,阻止式贸易中心,CAISO Intertie trive trive ba trive ba ba ba ba ba ba,ba ba ba ba ba ba and ba ba and ba ba,
- EDAM:模拟“ GHG参考通道”,以将传输限制到GHG区域(CA和WA)。– M+: simulated “Resource Owner, Merit Order w/ Enhanced Floating Surplus” approach to setting transfer limits into GHG regions – Modeled resource-type-specific GHG costs Simulate existing & prospective real-time markets: WEIM in parallel with the EDAM, formation of a day-ahead and real-time market with M+, nodal representation of entire WECC – Estimated the impact on existing WEIM and new EDAM or Markets+贸易和拥塞收入捕获耦合日期和实时市场的价值来管理意外的失衡:建模可再生和负载预测不确定性之间的不确定性现实地代表双边市场:捕获现有的合同访问权交易权利,捕获了交易的主要贸易,阻止式贸易中心,CAISO Intertie trive trive ba trive ba ba ba ba ba ba,ba ba ba ba ba ba and ba ba and ba ba,
摘要 — 随着美国可再生能源渗透率的提高,通过提供足够的频率控制能力来维持低惯性电网的稳定性和可靠性成为一项挑战。先进的抽水蓄能技术 (APSH) 不仅作为能源供应商,而且作为辅助服务提供商,有望在未来电网中发挥重要作用。本文研究了使用四元抽水蓄能水电 (Q-PSH) 作为新提出的 APSH 技术之一来提供一次频率响应的影响。为了量化 Q-PSH 对美国西部互联频率响应的影响,在 GE 正序负荷流 (PSLF) 平台上开发了一个用户定义的 Q-PSH 动态模型,并在一系列详细的美国西部电力协调委员会 (WECC) 规划案例中实施,其中可再生能源渗透率分别为 20%、40%、60% 和 80%。仿真结果表明,与传统 PSH 相比,Q-PSH 有助于改善频率最低点和稳定频率。
摘要 —本文介绍了西部电力协调委员会 (WECC) 可再生能源建模工作组 (REMTF) 利用 OpenIPSL Modelica 库实现的工业级可再生能源源相量时域模型。本文描述的模块是通用的,因此能够用于表示暂态稳定场景中的光伏 (PV)、电池 (BESS) 和风能源,并且考虑到 Modelica 模型面向对象的特性,增加了模块化。简要描述了建模组件,重点介绍了如何在 Modelica 中对它们进行建模以及如何将它们耦合到 OpenIPSL 库。最后,本文描述的模型通过商业软件工具 Siemens PTI PSS®E 进行了验证,并显示能够准确复制其结果,从而为基于 Modelica 的实现带来有效性。索引术语 —建模、仿真、电力系统动态、电力系统仿真、Modelica、OpenIPSL、太阳能光伏、电池储能。
List of Acronyms and Abbreviations B/C benefit-cost CAISO California Independent System Operator CCS carbon capture and storage ERCOT Electric Reliability Council of Texas FRCC Florida Reliability Coordinating Council GW gigawatts ISO independent system operator ISO-NE ISO New England kWh kilowatt-hour ( either a unit of energy or a unit of storage capacity) kw-yr kilowatt of capacity available for 1 year LCOE levelized能源LCOS升级存储成本的存储成本雾中雾中独立系统操作员MW Megawatts MWH MEGAWATT-HOR MEGAWATT-HOR(ENGITY)MW-HR可容纳1小时NREL国家可再生能源实验室NYISO NYISO NYISO NYISO NYISO NYISO NYISO NYISO NYISO NYISO NYISO NYISO NYISO NYESO NYESO NYES NYOS NYOS NYOS NYOS协调理事会
目录 I. 简介 II. ISO 规划标准 1. 可靠性标准对 ISO 运行控制下的非大型电力系统设施的适用性 2. 电压标准 3. 特定核电机组标准 4. 联合循环发电厂模块损失作为单台发电机停运 5. 规划新输电与非自愿负荷中断标准 6. 规划高密度城市负荷中心标准 7. 旧金山半岛极端事件可靠性标准 8. 其他规划标准 III. ISO 规划标准和补救行动方案 (RAS) 指南 IV. 联合循环发电厂模块损失作为单台发电机停运标准 支持信息 V. 规划新输电与非自愿负荷中断标准的背景 VI. 规划高密度城市负荷区域标准的背景 VII. NERC 可靠性标准和 WECC 区域标准术语解释