儲(chǔ)能系統(tǒng)如何降低輸電和配電基礎(chǔ)設(shè)施的投資支出?
人們對(duì)能源的需求持續(xù)增長,雖然當(dāng)今的發(fā)電量與電力需求一直保持同步發(fā)展,但在電力基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)改進(jìn)方面已經(jīng)有些落后。
將電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施引入現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)并不是一項(xiàng)簡單的任務(wù)。隨著大多數(shù)電網(wǎng)數(shù)十年的運(yùn)營和應(yīng)用,逐漸地不能滿足用戶的電力需求,輸電系統(tǒng)運(yùn)營商(TSO)和配電系統(tǒng)運(yùn)營商(DSO)為此面臨一個(gè)成本高昂的決定:是擴(kuò)展和升級(jí)現(xiàn)有的電力系統(tǒng),還是尋找一種更具成本效益的新的解決方案?
實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的智能部署,可以使輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)(T&D)升級(jí)和投資推遲,甚至完全不需要新建輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施。以下是輸電系統(tǒng)運(yùn)營商(TSO)和配電系統(tǒng)運(yùn)營商(DSO)希望通過儲(chǔ)能部署降低其投資支出的一些方法:
1.提高電力基礎(chǔ)設(shè)施的使用壽命
減少投資支出的有效方法是消除用戶對(duì)電力更多的需求。峰值負(fù)載運(yùn)行會(huì)造成電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的熱應(yīng)變,從而縮短其使用壽命,而在高溫季節(jié)與電力高峰需求相吻合的地區(qū),這個(gè)問題將會(huì)更加復(fù)雜化。
而如果輸配電系統(tǒng)部署儲(chǔ)能系統(tǒng),可在電力峰值需求時(shí)段提供儲(chǔ)存的電力,可以進(jìn)行調(diào)峰,降低系統(tǒng)的整體負(fù)荷,使得輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)(T&D)在需要維護(hù)或更換前持續(xù)更長時(shí)間。
2.輸電瓶頸和擁塞緩解
間歇性可再生能源發(fā)電比例的增加導(dǎo)致了電力供過于求的問題。而當(dāng)電網(wǎng)的電力達(dá)到峰值時(shí),其輸電線路可能無法傳輸所產(chǎn)生的全部電力。由于可再生能源的可變性,傳統(tǒng)的解決方案是浪費(fèi)一些峰值功率或基于峰值負(fù)載建立輸電線路。
在輸電線兩端部署電池儲(chǔ)能系統(tǒng)提供了一種替代解決方案。這是法國國家電網(wǎng)運(yùn)營商RTE公司的RINGO項(xiàng)目的關(guān)鍵組成部分。供電側(cè)的電池儲(chǔ)存多余的電力,以便在輸電需求較少時(shí)傳輸電能,而需求側(cè)的電池則儲(chǔ)存任何超過要求的電力,根據(jù)RTE公司的估計(jì),采用儲(chǔ)能系統(tǒng),不需要新建輸電線路就可以多傳輸30%的電能。
3.提高分布式能源(DER)的集成度
大規(guī)模可再生能源發(fā)電并不是輸電系統(tǒng)運(yùn)營商(TSO)和配電系統(tǒng)運(yùn)營商(DSO)面臨的唯一挑戰(zhàn)。小型可再生能源(如住宅用太陽能)的快速和日益普及,也改變了輸電和配電的自上而下的特性。
傳統(tǒng)的電網(wǎng)如下圖所示,其特點(diǎn)是是集中、有序、可預(yù)測,電源朝一個(gè)方向流動(dòng)。
隨著分布式能源納入當(dāng)今的電網(wǎng),其運(yùn)行流程如下圖所示。
當(dāng)今電網(wǎng)的分散和多向性意味著傳統(tǒng)供電的方法不足。因此,這迫使配電系統(tǒng)運(yùn)營商(DSO)在過度浪費(fèi)電能或產(chǎn)能過剩之間作出選擇。
儲(chǔ)能單元與智能電網(wǎng)運(yùn)行,允許數(shù)十、數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)分布式配電設(shè)備一起工作,而不需要額外的配電基礎(chǔ)設(shè)施。小規(guī)模的綜合資源甚至可以作為虛擬發(fā)電廠運(yùn)營,提供電網(wǎng)輔助服務(wù),而無需建設(shè)新一代的電力資產(chǎn)。這些虛擬發(fā)電廠已經(jīng)在澳大利亞、德國和英國推出。
為偏遠(yuǎn)社區(qū)提供電能
確保向偏遠(yuǎn)社區(qū)提供可靠的電力供應(yīng)一直是困擾配電系統(tǒng)運(yùn)營商(DSO)的難題。由于距離遠(yuǎn)、地形復(fù)雜、惡劣天氣條件,這些都會(huì)使電力基礎(chǔ)設(shè)施投資和建設(shè)變得更加昂貴,并且維護(hù)困難,以及停電頻繁。單獨(dú)存儲(chǔ)電能或與太陽能發(fā)電相結(jié)合,可以提供經(jīng)濟(jì)高效的替代方案。
楠塔基特是美國馬薩諸塞州的一個(gè)孤島,該島的電力容量不足,因而采用儲(chǔ)能系統(tǒng)。由于該島的人口數(shù)量在夏季將激增5倍,因此70兆瓦的電網(wǎng)容量才能滿足50兆瓦的高峰電力需求。然而,電力運(yùn)營商預(yù)計(jì)在十年內(nèi)將需要構(gòu)建其第三條輸電電纜。而采用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)既可以不再構(gòu)建新的輸電電纜,也可以在現(xiàn)有電纜損壞的情況下提供充足的備份電源。(中國儲(chǔ)能網(wǎng)獨(dú)家編譯,轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來源)
責(zé)任編輯:繼電保護(hù)
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