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本文来自中国科学院国家科学图书馆《科学研究动态监测快报》“先进能源科技专辑”,由国家能源局向本网供稿。请广大网民参考。
目前,一些国家的风电在电力消费结构中已占有可观的份额:丹麦为20%,西班牙和葡萄牙为11%,爱尔兰为9%,德国为7%。IEA风能协议的一个工作组(TASK25)对风电发展较快的国家进行了调研,并发布了题为《含大规模风电的电力系统设计和运行》研究报告。
报告指出,电力系统需要适应变化中的电力消费,变化的风电会给电力系统的管理增加变数。大量风电的并网需要加强现有的输电网络,包括国家和地区之间的中继线路,还需要架设从电网到远距离风电场之间的输电线。风电还将需要增加平衡电力的使用,因此增加了电力系统的平衡成本。
调研结论指出,预计增加的平衡成本使风电生产成本增加了1-4欧元/MWh,相当于风电批发值的10%左右。丹麦西部地区的运营经验显示,北欧目前市场的平衡成本在风电占24%份额下为1.4-2.6欧元/MWh,为理论估算结果的中间值。
大面积的风电生产较易于平衡负荷,这是因为地理上广泛分布的风电站的累积可以减少风电的变化性和不确定性。此外,较大的平衡区域也储备了更多的平衡电力资源。结合了当日和实时交易的大型开放电力市场降低了电力成本。这种市场设计也有助于风电并网,因为风电的预报误差与日前预测相比可大大降低,且当结合分布式风电站时,预报误差也会降低。
一个广泛、强健的输电电网是大型电力市场的先决条件,建立一个可容纳最终风电容量的电网比分批改造电网要经济有效得多。爱尔兰、丹麦、德国、英国和美国已经预见到输电电网需要进行重大升级,由于难以获得新电力线路的开工许可,这将是一个不小的挑战。
研究发现尽管存在变化性,风电仍可以一种可靠的方式在适应尖峰负荷时贡献一定的比例。风电容量值低于常规电力,并将因风电份额的增加而降低。
当风电比例在10%-20%之间时,电力储能的成本效益仍然较低;风电比例更高时,储能的灵活性对电力系统的益处将会显现。尽管如此,其他灵活的发电形式或灵活负荷能提供更廉价的解决方案。在任何情况下,在大型电力系统中为风电提供专门备份电力都不是经济有效的。(张军 编译)
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