摘要:碳中和的追求对各个行业都提出了挑战。煤炭行业去产能是当前的主要问题,废弃矿井数量增加是普遍存在的问题。在废弃矿井中建设抽水蓄能电站,可以将间歇性电能转化为有用能源,但其基础理论和关键技术研究亟待解决。废弃矿井抽水蓄能电站建设面临6个关键科学问题,这些问题与中国国情、现有资源结构以及国内外储能技术的现状相关。提出抽水蓄能研究应向智能化、稳定化、绿色化方向发展,建设发展应逐步实现一体化、配套化、协调化。目标是实现废弃矿井PSH的综合、完整、协调发展,完善国家关于PSH的政策,带动产学研共同发展,实现国家设定的碳中和目标。
我们要感谢各领域专家在我们进行的咨询中提出的意见、建议和宝贵建议,这些咨询是 TERI 正在进行的能源转型工作的一部分,特别是抽水蓄能电站。我们承认并感谢 TERI 杰出研究员 K Ramanathan 先生提供的指导和支持。所有相关人员的意见对报告和建议的形成都起到了重要作用。我们感谢 TERI 的编辑和设计团队的贡献。
10. 库鲁库蒂 安德拉邦 1,200 NREDCAP DPR 将于 2023 年 3 月前准备好 11. 卡里瓦拉萨 安德拉邦 1,000 NREDCAP DPR 将于 2023 年 3 月前准备好 12. 甘迪科塔 安德拉邦 1,000 NREDCAP DPR 将于 2023 年 3 月前准备好 13. 奥克 安德拉邦 800 NREDCAP DPR 将于 2023 年 3 月前准备好 14. 索马西拉 安德拉邦 900 NREDCAP DPR 将于 2023 年 3 月前准备好 15. 奇特拉瓦蒂 安德拉邦 500 NREDCAP DPR 将于 2023 年 3 月前准备好 16. 耶拉瓦拉姆 安德拉邦 1,200 NREDCAP DPR 将于 2023 年 3 月前准备好 17. 瓦拉斯冈马哈拉施特拉邦 1,200 GoMWRD DPR 将于 2022 年 12 月前准备好 总计 16,770
摘要:中华人民共和国的脱碳目标雄心勃勃。实现这一目标有赖于大规模部署风能和太阳能等可变可再生能源 (VRES)。VRES 的高渗透率可能导致电网平衡问题,这可以通过与储能相结合(例如安装额外的电力储存)来增加系统的转移灵活性容量来弥补。抽水蓄能 (PHS) 是全球范围内最普及的电力储存技术,也是唯一完全成熟的长期电力储存解决方案。中国已经拥有全球最高的 PHS 安装容量,并计划在 2030 年前大幅增加。本研究基于国际水电协会“抽水蓄能跟踪工具”的数据,探讨了中国现有和未来 PHS 机组的技术改进潜力。采用先进的 PHS 解决方案的目标使中国能够更好地应对平衡 VRES 生产的任务。通过五种不同的干预可能性(此处称为情景)评估了采用先进 PHS 解决方案的潜力。这些情景考虑改造部分运行中的抽水蓄能电站 (PSP) 机组并重新设计已经规划的未来装置。因此,考虑到所有主要的技术和授权流程限制,在高潜力情景下,预计在 2035 年前投入使用的 132 GW 机组中,4.0%(5.2 GW)可以额外采用先进的 PHS。同时,在中潜力和低潜力情景下,配额分别可以达到 11.1%(14.6 GW)和 26.2%(34.5 GW)。此外,还制定了政策建议,以促进、推动和支持采用这些先进的 PHS 解决方案。
为什么 PSH 在向更多可再生能源过渡过程中如此重要?为了实现气候目标,世界各国政府都在从化石燃料转向可再生能源。但是,风能和太阳能等可再生发电技术对电网运营商构成了挑战,因为它们依赖天气,而且电力供应是间歇性的。例如,风力发电场在 2020 年占英国总发电量的近四分之一。然而,在某些日子里,风能满足了该国不到 10% 的电力需求。不断变化的天气模式和极端天气事件,以及长时间的无风或日照减少,对电网稳定性构成了进一步的威胁。当可再生能源产量下降时,电网运营商大多会转向燃气发电站来填补缺口。但从长远来看,依靠天然气等化石燃料来平衡电网将损害到 2050 年实现净零排放的努力。抽水蓄能水电设施充当巨大的“水电池”,是一种灵活、经济有效的大规模储存可再生能源产生的多余能源的方式。
严重的电力危机以供应不稳定和不足为特征,仍然是尼日利亚实现可持续发展的主要障碍。发电、输电和配电质量差的问题导致工业化进程放缓。其影响显而易见,即大多数人口生活水平低下和经济状况不佳。尽管人们一直在努力改善电力部门,但抽水蓄能作为一种潜在解决方案的考虑和适用性在尼日利亚却很少受到关注。同时,考虑到尼日利亚目前的电力状况,其在电网中的应用值得反思。本研究旨在提出 P-HS 在尼日利亚的应用以及支持其采用所需的步骤。因此,这一尝试提出了许多问题。例如,哪些可能的因素正在减缓 P-HS 的应用?加速 P-HS 在尼日利亚的应用需要采取哪些步骤?P-HS 可以应用于解决该国电力问题的具体方式有哪些?此后,我们提出了一个概念框架来描述我们的想法,并讨论了在尼日利亚采用 P-HS 的影响。其中包括能源存储、发电和辅助服务。
或者,将电池存储与传统的 PHS 系统相结合将为系统运行带来有价值的服务,从而增强工厂的频率调节。电池存储可以提供即时响应时间,而 PHS 可以提供比其他存储系统多得多的能量。德国巴伐利亚州的 Kraftwerksgruppe Pfreimd 发电厂就实施了此类系统,当时安装了 12.5 MW 锂电池存储系统来补充现场现有的 PHS 设施(总容量为 137 MW)(Energy Storage,2018 年)。该系统通过为电网提供一次和二次控制电源和备用容量,有助于确保能源供应安全。
C pump g,t 时间间隔t内单位g的泵负荷的投标价格[$/MW]。变量[单位]:er,t 时刻t水库r中存储的能量[MWh];umg,t 二元变量,时间间隔t内配置m的单位g的承诺变量[NA];ur mr,t 连续变量,若ur mr,t = 1,则表示时间间隔t内水库r处于模式m∈{发电,泵}的状态[NA];vm,ng,t 二元变量,时间间隔t内PSHU g的配置m和配置n之间的过渡变量[NA];q gen g,t 连续变量,时间间隔t内PSHU g的发电量[MW];q pump g,t 连续变量,时间间隔t内PSHU g的泵送负荷量[MW];qg,t 连续变量,时间间隔t内单位g的发电量[MW]。辅助变量[单位]:f gen g,t 连续变量,时间间隔 t 期间 PSHU g 提供的发电机配置的能源机会成本[$/小时];C(qg,t) 发电机组 g 的成本函数[$/小时]。