2013年08月30日08:52
建議三大電力公司設(shè)置1325兆瓦蓄電系統(tǒng)
今后，隨著可再生能源的增加，系統(tǒng)電網(wǎng)所受的影響將變得不可忽視。加利福尼亞州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)（California ISO）通過鴨狀曲線，提出了一個(gè)新的問題（圖1）。
圖1：電力需求減去太陽能發(fā)電量的實(shí)際電力需求曲線
比方說，在春天的假日，如果天氣晴朗，太陽能電池板的發(fā)電量將大幅增加，但是由于需求不大，白天的電力需求極少。而到日落西沉，在外出的人們回家的時(shí)候，太陽能發(fā)電量驟減，回家的居民則打開電燈、觀看電視，電力需求增加。也就是說，與白天相比，電力需求猛增，必須大幅提高發(fā)電站的運(yùn)轉(zhuǎn)率才能滿足需求。這對(duì)于發(fā)電站是沉重的負(fù)擔(dān)，甚至?xí)畎l(fā)電站無法招架。
設(shè)置的太陽能電池板越多，白天與夜間對(duì)于發(fā)電站的電力需求差距就越大，California ISO估算，在2020年這一差距將從2013年的6000兆瓦左右擴(kuò)大到1.4萬兆瓦。
雖然可以通過需求響應(yīng)加以解決，但程度畢竟有限，加利福尼亞州正在研究設(shè)置蓄電池。加利福尼亞州公共事業(yè)委員會(huì)（CPUC，California Public Utility Commission）已于2013年6月，向三大電力公司提出了在2020年之前，設(shè)置1325兆瓦蓄電系統(tǒng)的建議。包括是否設(shè)定采用目標(biāo)在內(nèi)，該委員會(huì)預(yù)定于2013年10月決定關(guān)于設(shè)置蓄電系統(tǒng)的推進(jìn)措施。
在2年多前已完成智能電表設(shè)置
加拿大也構(gòu)筑起了智能電網(wǎng)。安大略省在2010年底完成了470萬臺(tái)智能電表的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了抄表自動(dòng)化、電費(fèi)計(jì)算及發(fā)送賬單自動(dòng)化、停電時(shí)間減少以及對(duì)系統(tǒng)電網(wǎng)的監(jiān)視。作為需求響應(yīng)的手段，還提供分時(shí)定價(jià)。
每6個(gè)月變更一次分時(shí)定價(jià)的電價(jià)表，通過進(jìn)行控制使電力供需保持平衡。在2013年5月的電價(jià)表上，用電高峰時(shí)的價(jià)格幾乎達(dá)到夜間低廉電價(jià)的2倍。由此成功地實(shí)現(xiàn)了錯(cuò)峰用電。變更電價(jià)表后，消費(fèi)者會(huì)采取相應(yīng)行動(dòng)�，F(xiàn)已證實(shí)，通過分析消費(fèi)者的行動(dòng)并積累信息，便可在某種程度上控制消費(fèi)行為。
安大略省提出了增加可再生能源、取消煤炭火力發(fā)電的方針。即使采用不穩(wěn)定的可再生能源，也不會(huì)損害系統(tǒng)電網(wǎng)的可靠性，這就是構(gòu)筑智能電網(wǎng)的目的。安大略省斷定，要想減少二氧化碳排放量，不這樣做就行不通。
培育風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)
安大略省于2011年設(shè)立了500萬加元的智能電網(wǎng)基金。以此推進(jìn)智能電網(wǎng)領(lǐng)域的研究開發(fā)。其目的在于借此培養(yǎng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)。在此之前，Enbala Power Networks公司及Temporal Power公司等風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)已經(jīng)誕生。
Enbala Power Netrworks開展的是輔助服務(wù)（Ancillary services）。輔助服務(wù)是指，為了將電力頻率控制在一定范圍內(nèi)，以分鐘為單位調(diào)整輸出功率，或者對(duì)需求調(diào)整做出響應(yīng)的服務(wù)。
輔助服務(wù)大多使用天然氣火力發(fā)電，而Enbala Power Networks則是通過控制用電戶的設(shè)備進(jìn)行供需調(diào)整。用電戶的設(shè)備包括污水處理場(chǎng)、冷藏倉(cāng)庫(kù)、工廠、學(xué)校等。如果能對(duì)可進(jìn)行負(fù)荷控制的用電戶進(jìn)行統(tǒng)籌管理，那么就無需建設(shè)火力發(fā)電站等初始投資，從而相應(yīng)降低成本。Enbala Power Netrwork借助較為廉價(jià)的服務(wù)這一賣點(diǎn)開拓客戶，已開始在以安大略省等北美5個(gè)地點(diǎn)提供服務(wù)（圖2）。
圖2：Enbala Power Networks的服務(wù)區(qū)
Hydrostor公司將在安大略湖開始進(jìn)行壓縮空氣蓄能（CAES）（圖3）。2010年，該公司利用輸出功率為50千瓦（kW）的小規(guī)模系統(tǒng)開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，已確認(rèn)可以低成本實(shí)現(xiàn)蓄能。該公司計(jì)劃在年內(nèi)啟用輸出功率為1兆瓦（MW）的系統(tǒng)，目前已開始進(jìn)行建設(shè)。該公司還計(jì)劃2014年在加勒比海建設(shè)壓縮空氣蓄能設(shè)備。水中壓縮空氣蓄能設(shè)備可將單位能源費(fèi)用降低到鋰離子電池的約三分之一。盡管單價(jià)比抽蓄發(fā)電方式要高，但與抽蓄發(fā)電相比，在規(guī)模上有較大的自由度，可設(shè)置場(chǎng)所的候選地也較多。如果條件具備，這是蓄能的有力候選方式之一。
圖3：Hydrostor的水中空氣壓縮蓄能概念圖
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