综合能源系统可用灵活性容量可作为系统风电装机占比的指标之一,进而影响系统风电最大装机容量,本文提出一种考虑不同系统风电装机占比的综合能源系统多时间尺度下可用灵活性评估方法。首先,构建综合能源系统框架,基于电、热系统耦合关系,建立综合能源系统内发电、热电联产、储能设备、风力发电设备的数学模型,采用蒙特卡洛方法对典型场景下的风电出力进行预测。其次,构建综合能源系统优化模型,得到系统最优调度运行;采用经验模态分解(EMD)算法对系统灵活性需求曲线进行多时间尺度分解。建立了不同时间尺度下系统中不同类型灵活性资源的灵活性供给能力模型,并通过对同一时间尺度下灵活性供给与需求的对比分析,直观地计算出各时间尺度上行和下行灵活性短缺概率及短缺预期指标,并对其进行加权,构成系统灵活性评估的综合指标。最后,对不同风电装机容量下的综合能源系统可用灵活性分析表明,所提方法可以较为全面地评估不同时间尺度下综合能源系统的可用灵活性能力,在保证足够的可用灵活性能力的情况下,得到系统所能承受的最大风电装机容量。
印度在可再生能源设施部署方面取得了令人瞩目的成就,过去 5-6 年间增长了近 3.5 倍,其中大部分装机容量来自陆上风电和太阳能光伏 (PV) 设施。目前,印度并网太阳能光伏行业主要由地面设施 (93% 1 ) 主导,其余则由屋顶太阳能光伏设施贡献。2010 年至 2018 年间,该国公用事业规模太阳能光伏的安装成本下降了 84% 2,使印度成为世界上公用事业规模太阳能光伏安装成本最低的国家。众所周知,太阳能光伏部署非常耗费土地,扩大项目规模需要大量连续的土地,这在许多情况下都很有挑战性。为了使发展速度与国家太阳能装机容量增加目标相称,需要探索和建立替代方案。浮动太阳能光伏 (FSPV) 或浮式光伏就是这样一种替代方案,它已开始在全球范围内受到关注,预计未来几年将强劲增长。据估计,到 2022 年,年新增装机容量可能从 2018 年的 1.314 GWp 上升到 4.6 GWp。目前,中国是领先的国际市场,其次是日本和韩国。由于拥有大片水域,印度在开发 FSPV 项目方面也前景光明。
七国集团(G7)最近发表公报,列出了增加太阳能和海上风电装机容量的雄心勃勃的共同目标。他们的目标是加快可再生能源的发展,加速淘汰化石燃料。不过,他们并没有认可在 2030 年之前停止使用煤炭的最后期限,而是为继续投资天然气留下了空间。各成员国承诺到 2030 年将海上风电装机容量提高 150 吉瓦,将太阳能装机容量提高 1 太瓦以上。他们还同意在不捕获二氧化碳排放的情况下加快淘汰化石燃料,目标是最迟在 2050 年实现净零能源系统。G7 国家还承诺采取切实及时的措施,加快淘汰无减排的煤炭发电。
总体而言,MISO 成员计划对新资源进行大量投资,从而导致装机容量与 2021 年的水平相比有所增加(图 1,蓝线)。装机容量是资源在理想条件下理论上可以生产的最大能量。相比之下,认证容量反映了在考虑历史表现后,资源预计会生产多少能量来满足紧张的条件。由于 MISO 成员计划建设的新资源(主要是风能和太阳能)的认证价值低于成员计划淘汰的热能资源,因此估计的认证容量(红线)正在低于当前的 MISO 水平。资源的认证容量值会随着季节而变化,并随着资源组合的变化而变化,尤其是对于依赖天气的资源。本报告的“资源充足性”部分提供了未来认证值的估计。
MP 优势 — 该州约 20% 的装机容量由可再生能源驱动,拥有世界上最大的单站太阳能发电厂之一(750 兆瓦)、最大的浮动太阳能发电厂和该国第一个太阳能城(桑奇)
西班牙的光伏发电量明显高于自用光伏。这反映在 2023 年更高的装机容量、更大的累计容量以及其在西班牙战略能源计划中的关键作用上——与其他欧洲国家相比脱颖而出。西班牙是一个光伏渗透率高的国家。截至 2023 年底,累计光伏发电量为 39.4 吉瓦,其中 9.3 吉瓦是今年安装的。相对于西班牙发电结构而言,这是一个相当大的规模,西班牙的发电结构是装机容量排名第一的技术。国家能源计划认识到这一重要性,并预计到 2030 年公用事业规模的光伏容量将达到 57 交流电 GW,是预计屋顶容量(19 吉瓦交流电)的三倍。• 高光伏渗透率:西班牙在光伏渗透率方面处于领先地位。到 2023 年底,
1) 根据挪威能源署(排放因子为 19g CO2/KWh)和瑞典能源署(排放因子为 26g CO2/KWh)提供的 2022 年挪威和瑞典(清洁运输)实际交付的电力计算得出。有关更多详细信息,请参阅 DNB 的 2023 年影响报告(绿色金融框架 | DNB) 2) 该数字仅与运营设施的归因避免排放量有关,其中在建设施的归因避免排放量影响估计为 1,163,125 吨二氧化碳/年,一旦这些项目投入运营。截至 2023 年 12 月 31 日,该投资组合包括 28,279 亿挪威克朗的运营设施(3,082MW 归因装机容量)和 7,866 亿挪威克朗的在建设施(1,163MW 归因装机容量) 3) 根据截至 2023 年 12 月 31 日的贷款组合
3 地方、国家和跨境电网在容纳更多的可再生能源和消费方面面临着重大挑战。到 2030 年,风电装机容量预计将翻一番,太阳能光伏装机容量预计将增长近两倍。供暖电气化预计将增长 50%,电动汽车将呈指数级增长。虽然这些趋势使欧盟受益,但也对地方、国家和跨境电网提出了挑战。ACER 和欧洲环境署 (EEA) 强调,到 2030 年,灵活性需求将翻一番,以跟上可再生能源的增长步伐 3 。ACER 发现欧盟管理电网拥堵的成本持续上升(2023 年成本为 42 亿欧元)4 ,而且由于电网容量有限,一些成员国已经经历了可再生能源发电的电网连接延迟。2024 年夏季,东欧的输电能力不足导致该地区价格差异和晚间电价飙升。
4 http://www.eirgrid.ie/newsroom/record-wind-levels-feb-20/index.xml 5 https://ens.dk/sites/ens.dk/files/Statistik/technology_data_catalogue_for_el_and_dh_-_0009.pdf 6 https://www.dccae.gov.ie/documents/Climate%20Action%20Plan%202019.pdf 7 根据西门子 2014 年报告《进取的风能:爱尔兰风能行业就业创造潜力的经济分析》中关于每兆瓦装机容量创造的就业岗位数量的经济研究。每兆瓦装机容量创造 0.5 个就业岗位的比例是最保守的预测。 8 根据此处图 11 假设每兆瓦可创造 1 个直接和间接就业岗位:https://www.solarpowereurope.org/wp-content/uploads/2018/08/Solar-PV-Jobs- Value-Added-in-Europe-November-2017.pdf 9 根据 2010 年的一项研究,该研究得出的结论是,爱尔兰每兆瓦风能发电可创造 1.5 个就业岗位,因此这里假设每兆瓦风能发电创造 0.5 个直接就业岗位,每兆瓦风能发电创造 1 个间接就业岗位:https://www.iwea.com/images/files/9660bd5e72bcac538f47d1b02cc6658c97d41f.pdf 10 假设间接效益与陆上风电相同