可再生能源对电力系统的影响「电力负荷曲线」

今天带来可再生能源对电力系统的影响「电力负荷曲线」，关于可再生能源对电力系统的影响「电力负荷曲线」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

在混合源能源的新世界秩序中，可信赖的基荷电力经常被误解。这不仅仅是一个基荷能为可再生能源做什么的问题，而是可再生能源对于基荷电力能做什么的问题。

图片：iStock/xijian

什么是基本负载功率？

用电力需求很容易解释——需求可以分为“峰值”和“平均”。平均电力需求也称为“基本”需求。

虽然基本需求相对恒定且每天都相似，但高峰需求是最大需求，而且这种情况可能只发生在很短的时间内。例如，在非常炎热的一天，每个人都打开空调。高峰需求可能只在一年中的几天出现几个小时。

需求在变化

澳大利亚的电力需求正变得越来越“高峰”。平均而言，我们每天使用的电力更少（因为人们和企业的效率更高），但在特别炎热的几天（因为越来越多的人使用空调），使用的电力却更多。

在一些城市，仅在一年中的几天出现几个小时的高峰需求可能是平均需求的两倍。这是一个真正的挑战——为了避免停电，需要发电和承载能力来满足高峰需求，但一年中只有几天使用该能力。

管理基础和高峰需求

电力发电机通常归类为“基本负荷”或“peakers”。

传统的基荷发电机一直是稳定的、全天候的发电机，可提供恒定的全天候基础电力需求。在澳大利亚，“基本负荷”发电机通常是大型燃煤发电站。

Glenn Platt 博士是研究总监；CSIRO 的能源

一般来说，基本负荷发电机在改变它们产生的电量方面相当缓慢，因此为了匹配由于高峰需求引起的电力突然变化，我们使用“峰值”发电机，它们在发电方式上更加灵活和动态。这种发电机可以快速上升或下降以适应需求的变化，并且通常基于水力或燃气发电机。然而，调峰电厂（尤其是天然气）生产的电力比基荷燃煤电厂的电力更昂贵。最常见的解决方案是让更便宜的燃煤发电厂供应基本负荷，而更昂贵的天然气发电厂（或水电）供应我们需求的可变峰值部分。

可再生能源的作用

随着风能和太阳能等间歇性可再生能源的增长，我们的大量发电量现在可以随着云遮蔽太阳能电池板或阵风上下波动而迅速上升和下降，从而导致大量 发电在系统中，它本身是波动的。

虽然通过灵活、动态的“峰值”发电来增强稳定、恒定的“基本负荷”发电的传统方法是确保可靠电力供应的一种方式，但今天这种模式有替代方案。归根结底，为了确保可靠性，我们需要电力供应与电力需求紧密匹配。世界各地的电力系统都表明这可以在没有“基本负载”的情况下实现。

这些系统具有：

可以快速改变其输出的灵活发电，如上面提到的风能和太阳能。“需求管理”技术可以改变电力 需求以匹配供应。例如，可以打开/关闭热水或泳池泵等电力负载，以匹配可用电源，而消费者永远不会注意到任何变化。储能（例如，电池或抽水蓄能）以填补供需之间的任何短期缺口。

这些概念与复杂的负荷和发电预测方案以及精心控制相匹配，意味着电力系统可以使用大量可再生能源可靠运行，而无需基本负荷发电。

关于可靠性的更多信息

关于电力系统究竟可以处理多少间歇性可再生能源并且仍然可靠，存在重大的技术问题。从理论上讲，通过精心设计的负载和发电控制系统与储能系统相结合，电力系统可以使用 100% 的可变可再生能源运行，这已在世界各地的各种小型电网（例如偏远岛屿上的电网）上得到证明。然而，关于这样的结果如何转化为具有主要工业负载的大型电网以及这种方法的成本是多少，还有一些悬而未决的问题。

但是，这些结果如何转化为具有主要工业负载的大型电网？这种方法的成本是多少？

澳大利亚需要确定我们的电力系统在保持可靠的同时可以处理多少可再生能源。是百分之四十吗？百分之六十？100％的？

这些选项的效果因规模而异。例如，虽然新南威尔士州可能能够处理 40% 的可再生能源，但猎人谷的一个特定偏远地区可能只能处理该部分电网中 20% 的可再生能源，这是由于限制安装的基础设施。

曾几何时，人们认为电力系统很难整合 40% 的可变可再生能源。我们现在从主要网格的实际例子中知道这是不正确的。但我们真的不知道这可以推多远，或者更准确地说，成本、可靠性和可变的可再生能源渗透率之间的权衡是什么。电网中 100% 的可再生能源供应可能是可靠的，但这可能比（例如）仅 90% 的可再生能源昂贵得多。

虽然从可靠性的角度可以实现这些上限，但澳大利亚目前的目标是 23% 左右的可再生能源，因此目前的辩论纯粹是学术性的。