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澳大利亚计划采用储能系统作为输电资产改造电力系统

北极星储能网  来源:中国储能网  作者:刘伯洵  2019/6/21 10:04:02  我要投稿  

北极星储能网讯:据外媒报道,澳大利亚计划对其电力系统进行改造,但并不是传统升级和建设电力基础设施的方式。近年来,全球各地的输电公司越来越多地将储能系统作为电力基础设施发电的一种补充手段。而通常,电网的电力通过输电线路输送给最终用户。电池储能系统可以提供一种解决方案,在澳大利亚的输电走廊上增加所需的容量——“虚拟电力传输”,这既可以提高电力系统的可靠性,又加强了澳大利亚国家电力市场(NEM)在各州之间传输电力的能力,并且低于传统发电基础设施的建设成本。

澳大利亚输电网络的拥塞对于大多数人来说并不是什么重要的问题,但对澳大利亚经济发展却产生重大影响。澳大利亚夏季的气温经常达到50摄氏度,电网拥塞总是成为令悉尼和墨尔本电力部门头疼的问题,其输电线路满负荷运行,在炎热的日子里仍然无法满足所有负荷。跨州输电的单一输电线路电力中断可能造成14000美元/兆瓦时的损失。例如2018年8月新南威尔士州发生的电力事故,当时QLD-NSW输电线路因雷击而跳闸停电。

因此澳大利亚各州和国家层面正在采取若干举措,旨在提高关键的输电容量,并减少电拥塞,而部署储能系统可以并且应该被考虑用来帮助解决这一具体问题。

输电系统与交通道路系统类似

在世界上许多电力市场中,发电设施和输电设施部署地点的变化正在重新绘制电网地图。

电网正在从大型集中发电模式转变为由更加分散的分布式发电模式。间歇性发电的太阳能和风能项目所在的地点通常是可再生能源最丰富的地方,但也经常位于没有电力网络或者不适合建设电力线路的地区。输电系统就像有时拥挤、有时畅通的交通道路系统。而大量分布式发电设施(特别是太阳能发电)遵循类似的发电曲线向电网提供电力,这相当于将高速公路的交通流量分流到更多的乡村公路上。

同时,如果燃煤发电厂由于经济原因或寿命终止而退役,现有的输电线路可以留有余量。彭博新能源财经公司的调查表明,澳大利亚近50%的燃煤电厂将在2030年至2040年之间达到其最终使用寿命。

重新绘制电网地图将带来两个关键趋势:首先,在电网的特定区域几条关键传输线路上需要额外的传输容量。其次,电网其他地方的过剩输电容量(如未充分利用的电力线路)可能成为闲置资产,但仍需为此支付费用。特别是在可再生能源逐渐取代传统发电的地区,这种情况将会更加严重。

对于电网运营商来说,这两个问题都难以解决。虽然第一个问题意味着他们需要找到快速解决输电短缺的方法,就像州际输电线路一样。然而闲置的电力资产是一个更复杂的问题。如果现有资产没有得到充分利用,并且没有提供与原先预期的价值,那么电网运营商将面临更大的压力,需要在尽力解决电网容量不足问题的同时大量投入资金。随着发电模式的变化(即从煤炭发电到可再生能源发电)越来越持续,增加了让电网运营商的输配电资产陷入困境的风险。

与此同时,建立传统的输电线路解决方案以增加容量是一个漫长而繁重的过程,其建设时间通常为2至6年,具体取决于项目规模。

虚拟输电:就像在高速公路上即时增加交通要道以减少流量

许多人(甚至那些熟悉储能系统的人)都将储能系统看作是一种发电方式,可以巩固可再生能源发电,或代替天然气发电厂调节峰值,或作为管理电网频率或电压的资源。在储能系统进入市场之前,这种服务通常由热电厂提供。然而,市场上许多其他公用事业公司都把储能系统看作是一种提供输电能力或“虚拟输电”的来源。

虚拟电厂的概念是一种鲜为人知且简单易用的储能方法,它是将储能系统连接到电力传输线路上储存电力或释放电力并模拟输电的一种流程。基本上取代了升级电力线路或新建电力线路的需求。然而,利用储能系统增加输电容量是一种全新的解决电网拥塞的方法,与传统电力资产相比,这种方法可以在一半或更短的部署时间内将数百兆瓦的容量添加到输电线路上。

德国、法国、印度和美国已经推出虚拟输电项目

除了澳大利亚之外,全球还有四个国家目前正在考虑在输电网络上部署储能系统类似的创新方法:

•法国公用事业厂商RTE公司计划部署首个装机容量为40MW的名为RINGO “虚拟输电线路”项目,其目标是加强可再生能源的电网整合,并优化电网。

•德国的电网发展计划由该国拥有和运营输电设施的公用事业公司制定,计划部署装机容量为1.3GW的储能系统,以确保电网稳定,并降低运营成本。

•在印度,安德拉邦输电公司于2019年1月表示计划部署一个装机容量为250至500MW的储能系统,以增加其输电网络的容量,并采用创新的成本回收机制。

•在美国,太平洋天然气和电力公司在其区域输电规划过程中选择了一个装机容量为10MW的储能项目作为输电解决方案组合的一部分,这是美国市场第一个提供缓解电网拥堵的储能项目。此外,美国PJM市场(全球最大的电力市场)去年收到了多个装机容量为25~50MW电池储能项目的提案,以帮助缓解电网拥塞问题。

与这些国家相比,澳大利亚的输电网具有独特的设计:该国电网形状狭长,几乎没有互相连接的电网。其输电线路走向从西向东,并延伸到北部,但没有形成环形互连,这意味着电网的电力只能在南澳大利亚州和维多利亚州之间双向流动,而不能直接在南澳大利亚州和昆士兰州或新南威尔士州之间流动。这使得管理和运营安全的电网系统变得非常复杂,澳大利亚试图最小化发电成本。但其关键的互连输电线路(SA-VIC、VIC-NSW、NSW-QLD)经常受到限制,导致各州之间存在巨大的电力价格差异,并阻碍澳大利亚出口可再生能源产生的电力。

提供乐高积木式的可扩展性和毫秒级响应

与传统基础设施相比,电池储能系统作为一种输电资产提供了广泛的优势:

•通过增加储能容量,输电设施可以更有效地利用现有输电线路,而无需投资新线路来增加容量;

•与建设和升级电力线路不同,电池储能系统采用模块化设计,可根据需要进行扩展。就像建设一条临时道路来缓解交通流量一样。

•电池储能系统响应时间在毫秒范围内,这意味着需要更少的装机容量来确保电网平衡。

•与传统电力线路解决方案相关的大规模建设项目相比,部署储能系统设施或建设小型建对周边环境影响很小,因此对社区更具吸引力。

•与通常需要两到三年建设和升级的电力线路相比,可以在1至2年的时间内部署装机容量为100MW的储能系统。

储能系统的部署速度提供了显著的经济价值。例如,根据2017年和2018年澳大利亚各州之间的电力价格差异,澳大利亚几个主要互连电网每天每兆瓦平均提供460澳元的经济价值(数据来源于AEMO公司的电网流量分析)。换句话说,部署一个装机容量为100MW的储能系统每月可以为用户节省140万美元。而其部署的时间比传统建设电力线路的解决方案节省两年的时间,在此期间可节省3400万美元。更快地部署储电力解决方案的能力对于澳大利亚来说不应被视为一个选项,而应该是必须采用的措施。

储能系统更快部署对于澳大利亚来说具有其他的重大意义和影响:减少可再生能源发电、减轻温度上升对电网的供电压力,降低居高不下的天然气价格。储能系统还必须发挥天然气发电厂的作用,增加容量以缓解电网的电力需求,特别是在最初设计用于向下游而非上游输送电力的地区,并更好地管理可再生能源渗透率高的电网。

大型抽水蓄能电站项目并不能有效缓解电网拥塞的问题。模块化设计的储能系统可以部署在输电网络中的不同地点。由于大型抽水蓄能电站无法在电网的特定位置选址建设,因此不适合这种特定应用。

而现在是澳大利亚开始使用储能系统解决输电需求的时候了。

原标题:澳大利亚计划采用储能系统作为输电资产改造电力系统

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