基于波动性可再生能源的可持续能源系统需要存储技术来稳定电网并转移可再生能源生产以满足电力需求。电网的稳定性以及能源供应的安全性取决于发电和消费之间的持续平衡,而风能和太阳能等间歇性可再生资源无法独自维持这种平衡。此外,可再生能源的快速增长及其与电网的整合也给电网带来了越来越大的压力。因此,对电池储能系统 (BESS) 的需求从未如此迫切,它可以提供电网平衡,跟上不断增长的可再生能源容量并进一步减少碳排放。事实上,在高峰需求时段,BESS 可以放电以调节、平衡和稳定能源电网,而通过在低消耗时段对电池充电,公用事业公司和独立电力生产商可以降低其提供的能源成本。
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我们需要快速启动的发电设施(例如抽水蓄能)和大规模的能源储存设施(例如我们的大型水库)来填补系统的空白,并确保在企业和家庭需要的高峰时段有电力供应。
■ 智能微电网的发展促成了灵活网络的诞生,该网络由可再生能源(太阳能、风能、地热能、生物质能或电池储能等)供电,具有在高峰时段向电网输出清洁能源的能力,是极佳的脱碳电力来源。墨尔本莫纳什大学为实现 2030 年净零排放目标,已开始从可再生能源中获取大部分电力需求,逐步消除对煤炭能源的依赖。它建立了一个由太阳能光伏和电池储能系统 (BESS) 组成的微电网系统,该系统可储存来自可再生能源的多余电力以备将来使用。在高峰时段,当电网压力过大时,校园负载会自动切换到微电网系统,从而减少对电网的需求。
太阳能/风能等可再生能源的资本成本 (CAPEX_R) 以每单位电力即 USD/MW 表示,而存储 (CAPEX_S) 则以每单位能量即 USD/kWh 表示。要计算 LCOE_R,首先要做的是使用电厂容量利用率 (CUF) 也称为电厂负荷率 (PLF) 计算可再生能源电厂在 25 年内一天/一月/一年中产生的能量。它是实际年平均发电量与理想条件下最大发电量之比。对于大多数光伏 + 存储能量转换应用,存储的大小为白天循环一次,即在太阳能时段充电,在非太阳能时段放电。可以使用以下公式将每千瓦成本转换为每千瓦时成本,使用每日能量输出,将可再生能源电厂的资本成本与存储进行对比。
摘要:风电和太阳能是电网中主要的可靠可再生能源,但这些可再生能源的波动性和不可预测性要求使用辅助服务,从而增加了接入成本。本研究提出了一种风电、太阳能和抽水蓄能合作 (WSPC) 模型,可应用于与分散可再生能源连接的大规模系统。该模型提供了日前市场中优化的协调竞价策略以及促进参与成员之间收益分配的方法。该模型利用风电和太阳能自然互补的特性,同时利用抽水蓄能来调节总输出功率。在协调竞价策略中,一定比例的能源作为固定功率提供,这可以降低辅助服务要求。此外,采用多时段固定供电模式,以准确反映各时段的风电和太阳能输出特性。选择每个时段的持续时间作为变量以适应季节特性,保证在风光接入比变化的情况下,能够维持较高的稳定电力供给比例,从而获得较高的收益。在收益分配方法中,考虑合作模式的短期影响因素,以提供风电场和光伏电站的经济性,从而在参与成员之间实现公平的收益分配。最后,基于美国加州电网的实际数据,验证了所提模型的有效性和经济性。
