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關于風電“間歇性”的不實之詞——《歐洲大規模風電并網研究》選讀

2015-07-16 來源:歐洲大規模風電并網研究 瀏覽數:599

  2000年時的燃料價格遠遠低于現在的價格,當時歐盟委員會發布的《能源供應安全綠皮書》就認可了可再生能源的潛力:  可再生

  2000年時的燃料價格遠遠低于現在的價格,當時歐盟委員會發布的《能源供應安全綠皮書》就認可了可再生能源的潛力:
  “可再生能源擁有提高歐洲供電安全的巨大潛力。但是,可再生能源的開發利用將完全取決于實際的政治和經濟支持。[...]從中期來看,要在當前情況下增加能源供應,可再生能源是歐盟擁有一定操作空間的唯一來源。我們不能忽視這種能源。”
  綠皮書還提到:
  “實際上,影響(歐洲能源)供應的唯一方法是盡最大努力利用可再生能源。”
  在2003年,歐盟委員會估計風能將是實現2010年歐盟可再生能源發電目標的主要力量。
  風電要想在歐洲電力結構中達到與傳統電源相當的水平,面臨的主要挑戰之一就是如何有效地將大量的風電并入歐洲電力系統中。本報告具體分析了需要解決的技術、經濟和監管問題,以提高風電發電量,確保歐洲未來的能源更安全。
  從電力領域一些利益相關者和政策制定者的言論,我們可以得到這樣一個印象:風電是“電網難題”,是歐洲電力系統有史以來不得不面對的最大技術挑戰。風電不可靠,風電不能對歐洲的發電做出重大貢獻,風電對電網的安全運營構成威脅,風停了之后會發生什么情況?
  關于“間歇性”的誤讀
  有時風電被錯誤地當作間歇性能源。這會引起人們的誤解,因為從電力系統這一層面上來看,風電的啟動和停機并沒有固定的時間間隔,而這種不固定的時間間隔即是所謂的“間歇性”。風電是一項可變出力的技術。有時人們會錯誤地認為風能在本質上是不可靠的,這是因為風能的出力可變。
  電力系統—供電和用電—在本質上就是高度不穩定的,受大量計劃和非計劃因素的影響。例如,天氣的變化,突然發生的雷暴天氣會造成數百萬人開始或停止取暖、照明。歐洲數百萬人開關需要瞬間功率的設備—電燈、電視、電腦。電廠、設備和輸電線路發生沒有規律的故障或受到極端天氣的影響,例如對水電和核電影響尤為重大的干旱天氣。電線被倒落的樹木砸中或結冰,造成供電突然中斷。
  供電和用電不斷變化,電力系統運營商需要在供電和用電的計劃內和計劃外變化間取得平衡才能保持系統的完善。電力的不穩定性并不新鮮,從電力系統誕生的那一天起這就是電力系統的固有特點。
  供電和用電都是變化的。因此,問題并非是風能本身的不穩定性或間歇性,而是如何預測、管理和改善這種不穩定性以及采用什么工具改進效率。風電的出力是變化的,但這種變化在很大程度上是可以預測的。這并不是說這種變化對系統運營沒有影響。影響確實有,特別是在風電作為供電主力的電力系統中。
  系統中的風電不能割裂開來分析
  不能獨立于電力系統其他部分之外分析風電,而且系統各有不同。電力系統的大小和本身的適應性是確定能否消納大量風電的決定性因素。風電等變化性的電源需要作為變化性的供電和用電系統的一個方面來看待。
  電網運營商沒有必要隨時在單獨的一個用戶改變用電量時采取措施,例如一家工廠在早晨開工時。同樣,他們也不必采取措施應對某一臺風電機組出力的變化。系統中所有風機的凈出力或多組風電場的凈出力才會有影響。此外,必須相對于整體用電需求的變化和其他所有電源的不穩定性和間歇性來考慮風電。
  只有把風能資源的不穩定性放到整個電力系統的背景下才有意義,而不能只是針對某一個風電場或某一臺風電機組。風不會連續不斷地吹,但是一個地方的風停了,對整體不會有什么影響—其他地方的風還在吹。因此,盡管某一個地方并不是一直有風,但整體而言仍然可以利用風能發出可靠的電力。
  對于整體的電力供應而言,某臺風電機組或某個風電場的風停了不會產生很大的影響。
  所有的電源都可能發生故障
  人們有時將風能資源的變化性作為風能本身并不可靠的論據。沒有哪一種電站或供電類型是完全可靠的,所有的系統都可能在某一點發生故障。實際上,大型電廠無論是事故、自然還是計劃停機造成的解列都是在瞬間發生,造成功率損失和即時的供電需求。對于火電廠而言,由于非計劃停運造成的損失平均占其發電量的6%。當火電廠或核電廠意外從系統中解列時,會在瞬間發生且容量高達上千兆瓦,這才是真正的間歇現象。電力系統總是不得不應對大型電廠的這些瞬間出力變化和用電需求的變化。可以采用現成的做法解決風力發電的不穩定性,而某些國家也正是這樣做的。
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