在任何时候,电力的产生量都必须与消耗量相匹配。这种平衡对于任何类型的电网都很重要,以便提供安全稳定的电力供应。如果电网中恒定的能量流不能满足需求,就需要额外的能源。该能源必须能够将其储存的能量输送到电网,以满足需求。今天,当世界正朝着电气化的方向发展以减少对化石燃料的依赖时,能够有效储存能量的设备正成为实现低碳社会的重要组成部分。这意味着在现代能源供应链中,有效储存能量的能力被视为关键组成部分。能量储存可以提供许多基本好处,例如提高能源系统的效率、节约化石燃料和提高电网稳定性(Aneke 和 Wang,2016 年)。电网稳定性意味着电网内的消耗和生产之间存在平衡。简单来说,消耗的能量必须等于产生的能量。当不满足该平等性时,需要对电网进行调整以保持稳定性(Hivepower,2021 年)。可以用来提高稳定性的一种方法就是调峰。调峰是为了消除电力消耗的峰值并平衡电网的负载。(Next Kraftwerke,2022 年)。
以具有能量移动性特点的熔融盐储能为研究对象,结合蒸汽品位、蒸汽分流比,对单蒸汽源和多蒸汽源加热的储释能策略下的调峰负荷、热效率、等效往返效率、综合煤耗等评价指标进行分析研究。根据熔融盐系统的储释能特性,得到了机组储释能阶段的热电特性曲线。分析结果表明:储热模式下,单蒸汽源和多蒸汽源加热策略下基本能够达到相同的调峰深度,多蒸汽源加热策略下热效率较高,通过提高蒸汽分流比可以增强调峰深度;在放热量一定的放热模式下,放热蒸汽为冷回蒸汽时调峰能力最大。
在可再生能源大规模接入电网导致系统运行灵活性不足、调峰压力增大的背景下,本文提出了一种涉及抽水蓄能电站的调峰辅助服务市场模型。首先,以调峰成本最小为优化目标,量化参与调峰机组的调峰价值,建立调峰辅助服务市场数学模型。然后,考虑抽水蓄能电站兼具源荷特性,深度挖掘抽水蓄能电站的调峰价值分担火电机组调峰压力,建立峰值辅助服务费补偿机制。最后,提出11机14节点的系统拓扑结构对本文提出的调峰辅助服务市场模型进行仿真,并验证了所提方法的有效性。
加州各地有近 80 座燃气发电厂,用于满足全州的峰值电力需求。这些发电厂包括 65 台燃气轮机,旨在快速满足峰值需求,还有十多台老化的蒸汽和联合循环涡轮机,目前很少使用,以满足峰值需求。这些发电厂中有一半位于加州指定的弱势社区,因为这些社区的社会经济、环境和健康负担累积较高。加州的调峰发电厂也经常在臭氧浓度超过联邦标准的日子里运行,导致当地空气质量状况恶化。许多老化的发电厂即将退役,一些调峰发电厂只能通过昂贵的可靠性合同才能继续运行,这表明其中许多发电厂将是更换的主要候选者。该州还制定了多项目标,以支持可再生能源和能源储存的部署,减少对化石燃料的依赖,为利用能源储存、太阳能+储存、需求响应和其他清洁替代品取代全州脆弱社区中效率低下、排放高的峰值电厂提供了机会。
德克萨斯州大部分电网由德克萨斯州电力可靠性委员会 (ERCOT) 运营,该委员会独立于美国其他电网运营。ERCOT 没有任何明确的政策支持储能。德克萨斯州的风能容量也比其他任何州都要大,这帮助它在几年前就超越了可再生能源目标,而且它还没有设定新的目标。ERCOT 历来将储能定义为发电机(如发电厂),但禁止公用事业公司拥有发电机,这限制了储能提供“堆叠”能源服务的能力:即满足峰值电力需求,同时提供电网价值,例如减少输电和配电基础设施投资和频率调节。德克萨斯州已开始修改这些规定,允许市政公用事业公司和电力合作社拥有储能系统。然而,投资者拥有的公用事业公司仍然被禁止这样做。