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储能会解决一些电网问题 但没那么简单

淘储能网讯: 在一个完美的世界里,永远不会需要并网储能设备。大型电力系统中存在数以千计的发电机、多样性的负载,将为我们提供所需的灵活性,以非常低的成本平衡供应和需求,即使存在一定数量的间歇性可再生能源,甚至是可再生能源主导着我们的发电资源,电网也有足够的灵活性。
储能会解决一些电网问题 但没那么简单
但这个世界远非完美。在现实世界中,存在许多效率低下的问题:限制资源提供其全部功能、限制新资源的接入、阻碍服务获得补偿以及各种互连和参与过程遇到的困难。如果有一种标准化的方式为系统运营商提供多样性能源、辅助服务和可靠性服务,这会不会很好呢?

听起来不错!正如我在一篇配套博客文章中所讨论的,FERC Order 841要求电力市场创建一个储能参与模型,允许储能为电力批发市场提供其全部功能。但联邦能源管理委员会本可以通过将储能作为所有可再生能源使用的普遍参与模式的范例,并进一步推进这一过程,从而简化未来新能源参与市场的过程。

FERC-841号令的发布定义了新的储能参与电力批发市场模式,它也有助于其他形式的分布式能源发展

乍一看,841号令对于储能来说是一个福音,但对于其他基于逆变器的分布式能源参与电力批发市场来说,这只是一个渐进的步骤。在实践中,这种新的储能参与模式可能有助于其他类型的资源,即使没有[所有新能源]普遍参与模式。通过拥有远远超出传统发电能力的储能参与,FERC可能无意中创造了一种新的参与模式,用于储能与高压直流(HVDC)输电、风能、太阳能和传统发电的创新组合。

841号令之外思考

联邦能源管理委员会将储能资源定义为“能够从电网接收电能,并将其存储,以供后期将电能注入电网的资源……无论其存储介质如何”。尽管841号令预计电池储能系统是主要的能源储存资源,该条例并没有说所有的能源必须来自电网,并返回到同一电网。储能资源或类似的储能资源可以用作互联,以及参与独立系统运营商/区域输电组织市场的标准化方式。

就其本质而言,电池储能系统是逆变器背后的能源。逆变器定义了电网所见的储能电气特性 – 互连、可靠性、对电网干扰的响应以及资源的其他特性。当涉及到这些电气特性时,无论逆变器背后的能量是来自电池、风能、太阳能、微电网还是某些其他来源,所有基于逆变器的资源都具有基本相同的特性。

但是在电力系统和市场体系的运作方面,能源的确很重要。为了调度基于逆变器的资源,调度员(例如ISO / RTO)必须考虑资源周围的不同参数和限制。例如,有人必须处理电池的充电状态、风电场或太阳能电厂的预测和变化,或者配电系统可能会减少分布式资源的服务的风险。这些考虑事项很快变得相当复杂,因为如何在一个时间段内使用资源(例如放电电池)会影响未来时间段内的功能。有人必须管理这些交互和性能风险。

从历史上看,让系统运营商处理这些事情是很方便的。在一个以传统发电厂和被动负载为基础的世界里,资源相对简单,不是很智能。在一个拥有逐渐完善的自优化算法,并以计算机控制越来越多资源的世界里,包括与输配电系统上不同位置的其他能源或资源的组合和聚合,目前尚不清楚系统运营商是否能够完全掌控。他们可能更愿意简化模型,并使新资源看起来更像传统资源 – 总有生搬硬套、削足适履之嫌。

有创意的新模式

如果系统运营商可以迎接智能资源的挑战,以普遍和非歧视的方式迎接新变化,例如采用[新能源]普遍参与模式,那么能源行业将会找到替代方案,根据FERC颁布的841号令,以非常有创意的方式使用新技术。

储能接入电网是可行的,虽然大容量蓄电池储能系统所提供服务时间有限,但通过各种其他能源资源结合作为补充,调整储能参与市场的模型,改变投标参数向批发市场提供相应产品。作为市场参与者,这可能需要承担更多的预测、优化和性能风险,但它也具有潜在的优势。

从长远来看,使用输电线作为“逆变器背后的能源”的一部分可能特别有趣。这可能是一个私人拥有的“联络线”,将风能或太阳能电站连接到储能电厂。这些线路现在有时用于将远程风力发电站连接到与电网互连的点,通常使用交流传输线技术。

从概念上讲,这种方法也可以用于高压直流输电线路。点对点HVDC线路连接到电网,“换流站”是典型的逆变器背后的能源,就像大型电池储能系统一样。在特定的时间点,一个换流站吸收功率(如电池充电),另一个换流站正在注入功率。控制软件可以允许换流站模拟电池储能系统,或者需要的话,可以添加一些储能以将换流站限定为储能资源。这不太可能是构建大型高压直流输电网的理想方式,但它可以提供一种标准化的方式,通过点对点的高压直流输电线路互连和参与独立电网运营商和区域电网运营商的市场系统。

对于系统运营商而言,HVDC线路的换流站看起来更像一个能够提供无限长时间的储能系统。但是由于该线路有两个端点,因此拥堵区域之间以及独立电网运营商和区域电网运营商市场接缝之间的功率交易可能会变得非常有趣。由于逆变器将能量与电网解耦,所以直流输电的两端完全可以处于不同的互连电网中(异步互联)。

在一个完美的世界里,我们可以拥有一个强大的国家HVDC骨干传输网络。美国能源部资助的Seams研究表明,这种骨干传输网络对社会带来的好处非常重要。但在现实世界中,我们没有这个网络,并且在构建它的过程中存在很多障碍,但是如何鼓励私人投资开发如此宏大的系统,可能需要以激励方式逐步获得收益。

储能会解决一些电网问题 但没那么简单

将概念上的美国电力系统的主要区域拼接在一起,可以提高利用丰富的可再生资源和平衡全国各地负载的能力。(来源:NREL, 美国可再生能源国家实验室)

通过841号令定义的储能参与电力批发市场模式,无可否认,在技术和经济上实现“储能+”项目工作还将涉及许多成本、风险、复杂性和运营问题。近期可能无法利用现有技术实现盈利,系统运营商可能需要创建新的市场产品来为其所需的属性提供补偿。

然而,推广其他可再生能源使用841号令模式参与市场,可以更便利地连接各种各样的新能源。至关重要的是,所有独立电网运营商和区域电网运营商市场都应以完整和通行的方式实施841号令,以支持所有基于性能、与技术无关资源的使用创新。

来源:输配电世界

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