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美国风电光伏发电并网研究

2018-11-27 17:43:51

美国风电、光伏发电并研究

一直以来,美国未实现大规模风电及光伏发电并的两个主要理由是它们的可控性及可调度性差,并且成本高昂。而电运营商们渐渐发现,事实并非如此。

纽约电力调度中心(NewYork ISO)是将风电这种分布式间歇性资源应用于电力经济调度及阻塞管理的。当时人们认为利用风电并来维护电的稳定性真是个疯狂的举措,国家可再生能源实验室(NREL)的高级研究工程师埃瑞克艾拉说,但如今在美国几乎每一个电力调度中心都开始这么做。我们还将进一步利用风电的灵活性,为维护电力系统的稳定性提供更多支持。另外,大规模的光伏发电也将逐步并来保证电稳定性。

美国国家可再生能源实验室(NREL)、美国电力研究院(EPRI)及科罗拉多大学正在研究如何实现风电和光伏发电的有功功率控制,从而使它们像传统能源发电那样保持电的稳定性。研究重点集中在有功功率控制的调节储备和一次调频两方面。

有功功率控制是通过控制发电机组的出力来平衡输入功率与负荷功率。艾拉解释道,提供调节服务是实现有功功率控制的途径之一,即使是在短时间内。例如,当大型发电机组突然出现故障时,需要提供备用电力来补充电的电力损耗,这时就可以通过有功功率控制维持电的稳定性。此外,它也能路负荷和可再生能源出现间歇性变化,需要平衡时稳定电。

艾拉表示,电运营商希望有更好的方法解决输电线路过载,电压下降和频率变化方面的问题,但他们未曾考虑过利用新能源发电的有功功率控制来稳定电,而电力监管机构也没有这方面的推荐和建议。风力涡轮机制造商说,他们有足够的技术支撑来提供新能源发电的有功功率控制这项服务,但似乎新能源开发商们并没有对这方面的需求。而对新能源开发商们来说,由于电运营商对这项服务需求不大,因此抬高成本以开发新能源的性能,意义甚微。电力监管机构则认为,传统能源发电本身已经可以维持电的稳定性了,因此要求电运营商们从新能源开发商那里购买这项服务也是没有意义的。因此关键在于如何将各方观点综合起来从而达到利益平衡。

调节储备可以修正经济调度的时间间隔内电量不平衡的状况。艾拉解释道,它比常规的调度速度稍快,是系统操作者根据发电机输出功率的时刻变化来判断的。美国大平衡地区,地区输电组织(RTOs)、电力调度中心(ISOs),以及垂直一体化集团公司都有大量调节备用容量。

研究表明,风电在一定时间内可以提供比传统能源更快更准确的服务。因为传统能源发电有降低反应速度的热时间常数,而风电完全是动力电子过程,因此能够实现即时反应。

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