能源市场正在不断发展,预计能源消费将大幅增加,从而导致生产增加。与此同时,欧盟指令的目标是优先实现无化石燃料发电、减少温室气体排放和到 2050 年实现气候中和,这对北欧目前的电力生产状况构成了挑战。为了管理这些预测,到 2045 年,可再生能源的发电量需要增加三倍。因此,间歇性能源的份额将大幅增加,从而需要更多的能源存储容量、辅助服务和电网平衡。抽水蓄能水电等能源存储系统可以在这一能源市场转型中发挥关键作用。然而,抽水蓄能水电尚未得到充分开发或证明在北欧进行大规模投资是可行的。本文研究了北欧抽水蓄能水电站的可行性和盈利能力。可行性评估是通过基于文献摘要和 PESTLE 框架内的访谈的 SWOT 分析进行的。受访者包括 Fortum 不同领域的专家,他们具备与本文相关的知识。为了评估盈利能力,我们在 MathWork 的 MATLAB 中创建了一个抽水蓄能水电站投资分析工具,重点关注 Fortum 现有的一个抽水蓄能水电站。该投资分析工具是针对几个具有固定运营时间表的案例构建的,时间范围为每周。
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结论................................................................................................ .. .. ........... 164 - 167
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摘要。气候变化和不断发展的水管理实践可能会对水力发电生成产生重大影响。尽管水文模型已被广泛用于评估这些效果,但它们通常会遇到一些局限性。一个重大挑战在于对水电储层的释放决策进行建模,这是由复杂的权衡取舍而导致的,涉及电力部门调度,竞争用水以及网格中发电的空间分配。为了解决这一差距,这项研究介绍了一种基于需求的新方法,用于将水力发电集成到土地表面模型的路由模块中。首先,水力发电结构与水文网络连贯,并且在水力发电厂及其供应储层之间建立了链接,以明确表示为水力发电生成而建造的水。然后,通过分配水力发电的规定电力需求来模拟协调的大坝操作,以在电网内的不同发电厂中满足,同时考虑了与大多数大坝多用途的运营约束。为了验证这种方法,我们在陆地表面模型的水运输方案中实施了框架,并通过法国电气系统的案例研究进行评估。我们通过高分辨率的重新分析来推动模型,并开出观察到的全国性Hy-Dropower生产,因为水力发电基础设施的总功率需求需求。通过比较储层库存的模拟演变与观察结果,我们发现该模型模拟了储层的现实操作,并成功地满足了水力发电生产的需求
本报告为美国政府机构赞助工作的记录。美国政府或其任何机构、巴特尔研究所或其任何雇员或官员均不对所披露的任何信息、设备、产品或流程的准确性、完整性或实用性做任何明示或暗示的保证,也不承担任何法律责任或义务,也不表示其使用不会侵犯私有权利。本文以商品名、商标、制造商或其他方式提及任何特定商业产品、流程或服务并不一定构成或暗示美国政府或其任何机构对其的认可、推荐或支持。本文表达的文档作者的观点和意见不一定代表或反映美国政府或其任何机构、太平洋西北国家实验室或巴特尔研究所的观点和意见。
FFR 旨在提供快速有功功率响应,通常在惯性响应之后和频率控制储备 (FCR) 激活之前不到 2 秒内。水力发电机具有显著的转动惯性,可以立即抵抗由于系统负载或发电变化而导致的频率偏差。此外,水电站的现代涡轮机调速系统可以快速调节通过涡轮机的水流,从而快速增加或减少功率输出。
本研究开发了一个动态技术经济模拟模型,以评估将在希腊露天煤矿中实现的混合抽水蓄能 (HPHS) 装置的资本和运营支出 (CAPEX 和 OPEX) 以及经济效益。HPHS 不仅限于储存当地可再生能源(即光伏和风电场)产生的多余能源,还可用于储存来自电网的多余能源。该模型考虑了当可再生能源和电网有多余能源时向上水库注水以及当国家电力需求超过电网提供的能量时从上水库放水发电所产生的损失。HPHS 装置的充电和放电方案通过历史能源市场数据(包括随时间变化的国家能源平衡和电网成本)进行动态校准。计算了未来 HPHS 实施的收入、支出和利润,并确定了关键经济参数净现值 (NPV)、内部收益率 (IRR) 和折现回收期 (DPP),以说明整个系统在整个运行时间内的盈利能力。详细讨论了该模型的技术实施和系统性能优化的适用性,特别是考虑到利润最大化的能源存储方案,该方案是为考虑 HPHS 安装的潜在未来收益而开发的,并应用于随机电网成本发展预测。该模型可以与在线实时数据集成,以经济地调度高度动态能源系统中的 HPHS 运行。
国际抽水蓄能水电论坛 (IFPSH) 于 2020 年启动,由美国能源部和国际水电协会 (IHA) 联合主持,是一个多利益相关方平台,汇集了政府、水电行业、金融机构、学术界和非政府组织的专业知识,旨在塑造和加强抽水蓄能水电 (PSH) 在未来电力系统中的作用。IFPSH 指导委员会由政府、政府间组织和多边开发银行组成,成立了三个工作组 (WG),涵盖“政策和市场框架”、“可持续性”以及“能力、成本和创新”,以帮助应对 PSH 发展面临的共同挑战。由 GE 可再生能源领导的政策和市场框架 WG 制定了一份全球立场文件,以确定 PSH 发展的当前市场和投资障碍和机会,以及降低投资风险的建议。在 20 多个支持组织的帮助下,我们为美国、英国、非洲、澳大利亚、巴西、拉丁美洲和加勒比地区、欧洲、东南亚、印度和中国制定了针对国家和地区的建议。由 EDF 领导的可持续发展工作组旨在提供指导和建议,以减轻 PSH 开发过程中可能产生的不利影响,确保它能够以最可持续的方式最好地支持清洁能源转型。由 Voith Hydro 领导的成本、能力和创新工作组旨在提高人们对 PSH 在满足未来电力系统需求方面的作用的认识,并加深对其潜力、能力、成本和创新的理解。免责声明
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