如今,田纳西河谷管理局通过征收电网接入费和向将多余能源返还给电网的家庭收取不公平费用等方式,使客户难以自行发电。分布式能源通过让客户自行发电,提高了弹性和能源公平性。人们避免了昂贵的电费,并更好地应对了电网中断。分布式能源可以为整个系统带来好处,包括那些没有屋顶太阳能的人。它还减少了对昂贵的公用事业自有基础设施的需求(例如,需要更多土地的发电厂和输电网)。在雄心勃勃的分布式能源情景中,6 千兆瓦的屋顶太阳能的部署仅占该地区屋顶的 6%,并将减少 100% 清洁能源情景中模拟的一些公用事业规模的太阳能部署。
本研究旨在详细评估 2050 年完全可再生电力供应的未来电网基础设施愿景。应分析两种主要情景,即 OCCTO 基本情景(2050 年可再生能源占 50-60%)和 REI 情景(可再生能源占 100%)。对于这两种情景,都将进行敏感性分析。敏感性分析的框架条件和参数变化将根据承包商的定义。例如,这些框架条件可以概述两个截然不同的系统,一个主要依赖于输电网加强(中央情景),而另一个则更多地依赖于分散解决方案(靠近负载发电和电池部署)。参数变化将包括安装的电池数量、可再生能源接入的本地化、氢气和直接空气捕获和储存 (DACCS) 的电力消耗、调整后的需求曲线等。
从统计数据来看,北欧和波罗的海地区最脆弱的 HVAC 组件类型是架空线路,占所有故障的 61%(10 年平均值 64%)和所有 ENS 的 26%(10 年平均值 53%)。这一高比例可能是因为架空线路是输电网中使用最多、暴露程度最高的 HVAC 组件。尽管如此,每 100 公里线路的架空线路故障数趋势正在减少,如图 E.2 所示。2019 年,大多数 ENS 都是由电力变压器故障异常引起的。所有 ENS 中有 27% 是由电力变压器故障引起的,而只有 3% 的故障发生在电力变压器上。平均而言,电力变压器故障导致每年约 6% 的 ENS,而控制设备故障导致每年约 9% 的 ENS。 220-330 kV 控制设备和断路器以及 380-420 kV 电缆和电力变压器的故障趋势有所增加。
该行政命令为大型基础设施项目的招标设定了一个雄心勃勃的时间表,这类项目通常需要数年时间才能成功获得许可并开始建设。尽管如此,该行政命令是两党呼吁保护和扩大美国人工智能数据中心基础设施的结果,可能代表拜登政府和特朗普政府找到一些共同点的领域。该行政命令解决了数据中心广泛的基础设施需求,特别是在能源领域,但一些关键问题尚未解决,这可能是由于联邦和行政权力的管辖权限制。例如,该行政命令解决了输电网互连问题,但没有提到与国家配电网所有者和运营商的协调,而这些配电网通常由州一级监管。该命令虽然雄心勃勃,但也没有为加快获得许多非联邦许可证铺平道路,而这些许可证可能是建设输电设施以服务前沿人工智能数据中心所必需的。
美国的高容量输电网无法满足不断变化的系统的需求。2023 年,美国能源部 (DOE) 发布了《国家输电需求研究》(需求研究),该研究发现,到 2035 年,美国需要将区域内输电能力提高一倍以上,将区域间输电能力提高四倍。2 需求研究发现,为了连接不断变化的资源组合以保持整体电网可靠性,有必要扩大输电能力,特别是在极端天气事件不断增加的情况下。3 需求研究还发现,全国几乎所有地区都需要增加输电部署以满足需求增长,2023 年的负荷增长研究发现,与 2022 年和 2023 年的预测相比,全国 5 年的预测几乎翻了一番。4 扩大输电能力的必要性是许多独立研究的一致结论。5
尤其是,宽广的全部已完成格拉纳达州Caparacena项目的150 MW安装,由三个光伏植物组成,几乎占每个元容量。通过400 kV的变电站确保了与国家传输电网的电力连接,其刚刚完成的构造以及与其他运营商共享的另一个200 kV变电站和线路。此外,宽广的建设还完成了其他植物的建设,这些植物在雷诺普拉(Renopool)的太阳能公园(Renopool),埃斯特雷波拉(Extremadura)和安达卢西亚(Andalusia)的吉琳娜(Guillena)建造了近250兆瓦。也感谢这些行动,该公司已于2024年达到全球4GW的目标。“在2024年,由于我们在当地建立了良好的关系,因此在西班牙登记了西班牙的显着有机增长。西班牙是我们公司的战略国家,我们希望在我们运营的领域产生积极的影响,不仅是
可再生能源正成为数据中心的重要电力来源,尤其是大型云提供商承诺实现零碳排放。然而,可再生能源面临的主要挑战之一是发电量变化很大。电池或输电网等传统方法在规模、开销或“绿色”方面都存在不足。我们提出了虚拟电池:我们不是调整电力供应以满足计算需求,而是转移计算需求以满足电力供应。虚拟电池通过要求应用程序灵活且具有延迟容忍度或主动迁移到有电(即将有电)的地方来转移需求。我们表明,结合使用多个虚拟电池站点可以满足现代应用程序的需求。此外,我们展示了智能网络和功率感知协同调度器如何不仅可以在变化的情况下提供可用性,而且还可以帮助减少与迁移相关的网络开销,总共减少 30% 以上,峰值减少 4.2 倍。
加州 ISO 是一家非营利性公益机构,成立于 1997 年 5 月,负责 CAISO 控制电网的可靠运行,该电网由加州和西部地区参与输电业主拥有的输电网资产组成。这些输电网资产所有者包括南加州爱迪生公司、太平洋煤气电力公司、圣地亚哥煤气电力公司、加州弗农市、帕萨迪纳市、阿纳海姆市、阿苏萨市、班宁市和河滨市、大西洋 15 号路径 LLCV、Startrans IO, LLC、Trans-Bay Cable LLC,以及加州 15 号路径输电线方面的西部地区电力管理局和内华达山脉地区。CAISO 还为该地区的日前和实时电力市场运营现货电力市场。CAISO 是美国西部 42 个平衡机构和输电运营商的记录可靠性协调员 (RC),被称为 RC West。作为 RC,RC West 负责监督电网是否符合联邦和地区电网标准,并可确定在日前或实时运行中预防或缓解系统紧急情况的措施。CAISO 是一个平衡机构。在这一角色中,CAISO 与美国西部、加拿大和墨西哥的其他邻近平衡机构进行互动,以确保西部互联的可靠运行。作为公正的电网运营商,CAISO 不在任何市场参与者中拥有任何经济利益,并确保各种资源能够平等地使用输电网络和用于平衡电力流动和满足强制性可靠性要求的市场。CAISO 还运营西部能源不平衡市场 (WEIM),这是一个在整个西部互联中运营的实时市场,允许参与者在接近用电时间时买卖电力,并为系统运营商提供邻近电网的实时可见性。这种实时市场运营的结果是改善了电力供需平衡,降低了该地区及其市场参与者的成本。 WEIM 还管理输电线路拥塞以维持电网可靠性并支持可再生资源的整合。