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研究認為低成本電網路線圖取決于分布式太陽能和儲能系統部署

作者:劉伯洵 來源:中國儲能網 發布時間:2020-12-17 瀏覽:
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中國儲能網訊:研究表明,如果不再忽視分布式能源的好處,并通過更好的建模過程優化和集成這些資源,那么將會提高電網彈性并降低成本。

美國當選總統拜登承諾向清潔電網過渡將會帶來美國就業人數和經濟增長,但批評人士表示,其提議的清潔電網計劃將耗資2萬億美元以上。

研究表明,這些關于其投資的假設是錯誤的,其他有關清潔電網的假設也是錯誤的。向清潔電網過渡實際上可以省數十億美元成本,創造就業機會,并為美國建立一個更清潔、更可靠的電網。

當公用事業公司使用更好的規劃模型并擴展本地太陽能+儲能項目,以及增加部署電網規模太陽能發電和風力發電設施時,可以最大程度地節省成本,并開辟通往成本最低的電網的道路。實際上,它可以在未來30年為美國的用戶節省近五萬億美元的電力成本。

近年來,在美國20多個州進行的大量研究試圖評估當地太陽能和儲能系統等分布式能源的凈價值。雖然這些研究被用于在有限的范圍內影響分布式能源(DER)電價的實施,但沒有一項研究能夠將這些項目的成本和效益按比例納入整個電力系統規劃過程,即支持電力系統資源規劃的至關重要的容量擴張和生產成本建模。事實上,大多數電網和電力系統規劃過程都沒有準備好從整個系統的總成本和收益來考慮資源規劃。這是因為他們在分配、傳輸和發電模塊中以零碎的方式分析電網,缺乏詳盡的數據輸入,并且不能公平地考慮像分布式能源(DER)這樣規模較小的發電資源。

在了解電網運營現狀和成本之后,如果不再忽略分布式能源(DER)的好處,并通過一個更好的建模過程來優化這些資源的集成,從而為電網制定一個真正最低成本的開發計劃。因此,能源開發商Vibrant Clean Energy公司技術專家Christopher Clack博士采用其先進的WIS:dom(R)大數據模型應用于這一計劃。其研究發現的結果令人關注。

做了些什么?

Clack對模型進行了多種情況的比較:(1)模擬傳統模型的“簡化”場景,僅從中央傳輸級電網的角度考慮和權衡成本影響;(2)針對靠近客戶的分布式太陽能和儲能資產進行集成和優化的場景;(3)為每個場景制定了清潔電力的目標,即到2050年每個州的碳排放量比1990年相比減少95%。

該模型花費數天時間對數據進行分析,分析了美國每個縣超過1.5萬億個數據點,這是揭示分布式發電資源效益所必需的精細分辨率。該模型在這種規模下工作的能力解決了電力系統規劃者在現實世界中面臨的復雜資源選擇問題,協調了技術、規模和位置之間的成本和選項。

發現了什么?

毫不奇怪,到2050年,該模型中部署了大量的太陽能發電設施、風力發電設施和儲能系統。其中太陽能發電設施的總裝機容量超過1太瓦(TW),風力發電設施的總裝機容量為800GW。令人驚訝的是,如何在何處部署這些資源?以及為什么這將節約數千億美元成本?

該模型發現,通過在配電水平和更接近客戶負荷的水平上增加本地太陽能和儲能系統的部署,不必像許多傳統規劃師所設想的那樣過度依賴輸電系統中化石燃料發電設施,也不必低估配電系統的利用率。這些分布式能源(DER)有效地重塑了大型電網的負荷,降低了大容量電力系統的成本,并平滑了整個系統負荷的波動和變化。到2050年,通過增加247GW的分布式太陽能和160GW的分布式儲能系統,這可以實現更有效的總體投資分配以及使本地電力系統更靈活。

電網規模發電和配電需求與集成和優化的分布式能源(DER)的對比

節省多少成本?

通過整合和優化分布式太陽能和儲能系統,發現了電網潛在的節約成本超過3000億美元。當要求該模型同時滿足美國2050年的清潔能源目標時,發現與不按比例分配太陽能和儲能系統的清潔電網相比,電網運營商可以節省4730億美元。最后值得注意的是,考慮到目前圍繞美國當選總統拜登的清潔電力計劃展開的討論,該模型發現與維持現狀相比,可擴展的本地太陽能和存儲的清潔電網的成本要降低880億美元。這些節省僅靠減少電網成本就可以實現,而且還不包括部署大量太陽能發電設施和儲能系統帶來的巨大社會效益。

在為電網節省大量資金的基礎上,部署更多的社區和住宅太陽能和儲能設備將帶來巨大的經濟效益,其中包括就業機會以及額外的社會和環境間接效益。雖然這一分析沒有考慮到資源選擇中的這些間接利益,但該模型確實計算出,到2050年,可擴展本地太陽能和儲能系統的清潔電網將帶來200多萬個就業機會。

但人們可能會問:如果看到電網規模的太陽能發電和風力發電的電力成本每度不到5美分,為什么不干脆建造更多的太陽能和風力發電設施,從而更顯著地降低成本?在這一分析結果中發現,當太陽能發電設施和儲能系統也得到優化時,成本最低的大規??稍偕茉吹玫搅藘灮?。只根據單位成本分析資源是錯誤的和誤導性的,當進行更好的分析,根據資源在電力系統中的凈成本來選擇資源時,可以通過具有不同單位成本的資源組合來實現成本最低的電力系統。

那么如何節約這些成本呢?

以地圖為例,雖然人們可以使用紙質地圖導航,但人還有使用現代技術的更好、更有效的電子地圖可以讓人們到達想要去的地方。如果要構建成本更低的電網,以適應新時代的挑戰滿足客戶的需求,同時也必須改進在電力部門使用的工具。

長期以來,人們一直在使用傳統的工具、方法和思維方式,而很少有人在考慮如何建立一個更好的電力系統。使用利用技術和大數據的新工具,發現構建采用清潔能源的電網成本并不像人們想象的那么昂貴。事實證明,可以建立清潔的電網,通過分布式太陽能和儲能系統以增強消費者的能力??梢越⒗盟饺送顿Y的電網,降低所有客戶的總體成本,提高電力系統的公平性。

那么需要做些什么才能將這些好處變為現實?

決策者應該將這種先進的模型的成果應用于當今所有的能源政策決策。他們應該要求更好的規劃和分析,將其重點放在切實的解決方案上,讓數據驅動的結果指導他們在所有方面的決策。他們還應制定明確和一致的政策和計劃,以擴大部署太陽能發電設施和儲能系統的規模,因為如果繼續按照目前的分布式太陽能發電設施和儲能系統的發展軌道,將無法實現研究報告所揭示的最大成本節約。

數據驅動的路線圖將在未來建設成本更低的電網?,F在是必須建設電網并開始累積收益的時候了。

關鍵字:電網 儲能

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