儲能系統如何降低輸電和配電基礎設施的投資支出?
人們對能源的需求持續增長,雖然當今的發電量與電力需求一直保持同步發展,但在電力基礎設施的技術改進方面已經有些落后。
將電網基礎設施引入現代標準并不是一項簡單的任務。隨著大多數電網數十年的運營和應用,逐漸地不能滿足用戶的電力需求,輸電系統運營商(TSO)和配電系統運營商(DSO)為此面臨一個成本高昂的決定:是擴展和升級現有的電力系統,還是尋找一種更具成本效益的新的解決方案?
實現儲能系統的智能部署,可以使輸電系統和配電系統(T&D)升級和投資推遲,甚至完全不需要新建輸電系統和配電系統的基礎設施。以下是輸電系統運營商(TSO)和配電系統運營商(DSO)希望通過儲能部署降低其投資支出的一些方法:
1.提高電力基礎設施的使用壽命
減少投資支出的有效方法是消除用戶對電力更多的需求。峰值負載運行會造成電網基礎設施的熱應變,從而縮短其使用壽命,而在高溫季節與電力高峰需求相吻合的地區,這個問題將會更加復雜化。
而如果輸配電系統部署儲能系統,可在電力峰值需求時段提供儲存的電力,可以進行調峰,降低系統的整體負荷,使得輸電系統和配電系統(T&D)在需要維護或更換前持續更長時間。
2.輸電瓶頸和擁塞緩解
間歇性可再生能源發電比例的增加導致了電力供過于求的問題。而當電網的電力達到峰值時,其輸電線路可能無法傳輸所產生的全部電力。由于可再生能源的可變性,傳統的解決方案是浪費一些峰值功率或基于峰值負載建立輸電線路。
在輸電線兩端部署電池儲能系統提供了一種替代解決方案。這是法國國家電網運營商RTE公司的RINGO項目的關鍵組成部分。供電側的電池儲存多余的電力,以便在輸電需求較少時傳輸電能,而需求側的電池則儲存任何超過要求的電力,根據RTE公司的估計,采用儲能系統,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
大規模可再生能源發電并不是輸電系統運營商(TSO)和配電系統運營商(DSO)面臨的唯一挑戰。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。
傳統的電網如下圖所示,其特點是是集中、有序、可預測,電源朝一個方向流動。
隨著分布式能源納入當今的電網,其運行流程如下圖所示。
當今電網的分散和多向性意味著傳統供電的方法不足。因此,這迫使配電系統運營商(DSO)在過度浪費電能或產能過剩之間作出選擇。
儲能單元與智能電網運行,允許數十、數百甚至數千個分布式配電設備一起工作,而不需要額外的配電基礎設施。小規模的綜合資源甚至可以作為虛擬發電廠運營,提供電網輔助服務,而無需建設新一代的電力資產。這些虛擬發電廠已經在澳大利亞、德國和英國推出。
為偏遠社區提供電能
確保向偏遠社區提供可靠的電力供應一直是困擾配電系統運營商(DSO)的難題。由于距離遠、地形復雜、惡劣天氣條件,這些都會使電力基礎設施投資和建設變得更加昂貴,并且維護困難,以及停電頻繁。單獨存儲電能或與太陽能發電相結合,可以提供經濟高效的替代方案。
楠塔基特是美國馬薩諸塞州的一個孤島,該島的電力容量不足,因而采用儲能系統。由于該島的人口數量在夏季將激增5倍,因此70兆瓦的電網容量才能滿足50兆瓦的高峰電力需求。然而,電力運營商預計在十年內將需要構建其第三條輸電電纜。而采用電池儲能系統既可以不再構建新的輸電電纜,也可以在現有電纜損壞的情況下提供充足的備份電源。(中國儲能網獨家編譯,轉載請注明來源)

責任編輯:繼電保護
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