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隨著可再生能源裝機(jī)量不斷增多，澳大利亞維多利亞州將安裝1GW的電池儲(chǔ)能，而這也意味著已經(jīng)運(yùn)行了45年的雅魯恩褐煤發(fā)電廠(Yallourn brown coal power station)將在明年關(guān)停。
以下截圖來(lái)自opennem.org.au，內(nèi)容是維多利亞3月份發(fā)布的一周的“各類(lèi)電源發(fā)電和用電需求圖”。在圖中可以看出，大部分電力來(lái)源于褐煤發(fā)電；還有部分來(lái)源于風(fēng)力發(fā)電（綠色區(qū)域），屋頂光伏發(fā)電（黃色區(qū)域）和光伏發(fā)電（橙色區(qū)域）；另外， 在風(fēng)力比較弱時(shí)，對(duì)于水力發(fā)電(藍(lán)色區(qū)域)的需求較高。
本文根據(jù)以上數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建了相同數(shù)據(jù)的自己的圖表。如下所示:
一、維多利亞州可再生能源建設(shè)情況
維多利亞州有許多太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)正在建設(shè)中，預(yù)計(jì)將在未來(lái)12個(gè)月內(nèi)建成。以下是正在興建的太陽(yáng)能發(fā)電廠：
以下是目前正在建設(shè)或已投產(chǎn)的風(fēng)電場(chǎng):
上表顯示地僅是一小部分的風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)，但這些風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目（2196MW）將可以滿足維多利亞州15%的年用電量，再加上由光伏發(fā)電提供的10%的發(fā)電量，維多利亞州每年電力來(lái)源的25%將由風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電提供。
二、可再生能源比例大幅提升后，對(duì)維多利亞州電力供需平衡的影響
為了弄清這些新型能源將如何改變維多利亞的發(fā)電結(jié)構(gòu)和供需平衡，本文將目前的風(fēng)能、公用事業(yè)太陽(yáng)能和屋頂太陽(yáng)能發(fā)電量分別放大了2.1、4.9和1.5倍。因?yàn)槟壳暗墓艿冷佋O(shè)已經(jīng)完成，這些新能源的裝機(jī)量將很可能在12-18個(gè)月的時(shí)間內(nèi)迅速的變化/增加，
下圖顯示了在相同的7天時(shí)間內(nèi)，按比例增加的可變可再生能源發(fā)電概況。它還包括一直以4700兆瓦的額定容量運(yùn)行的褐煤發(fā)電機(jī)組(為了簡(jiǎn)化，已經(jīng)取消了天然氣和水力發(fā)電，因?yàn)檎w需求量較少)。
這張圖表顯示，褐煤、太陽(yáng)能和風(fēng)能的混合能源可以輕松地滿足大部分的電力需求，因此對(duì)于水電和天然氣的進(jìn)口需求非常少。
但令人擔(dān)憂的是，該圖表顯示了大量過(guò)剩的電力，尤其是當(dāng)太陽(yáng)能和風(fēng)能結(jié)合起來(lái)可滿足94%左右的電力需求時(shí)。在這個(gè)模型中，有超過(guò)4000兆瓦的電力過(guò)剩，其中在一周7天時(shí)間內(nèi)，超過(guò)2000MW電力過(guò)剩的時(shí)間達(dá)到了5天。
三、維多利亞州電力消納水平現(xiàn)狀
目前，維多利亞州幾乎沒(méi)有以電池或抽水蓄能形式儲(chǔ)存的電力，與新南威爾士州和昆士蘭州不同，新南威爾士州擁有1,060兆瓦的抽水蓄能能力，昆士蘭州擁有500兆瓦的抽水蓄能能力。
維多利亞州約有500兆瓦的過(guò)剩電力可通過(guò)Basslink出口到塔斯馬尼亞，另有1350兆瓦可出口到新南威爾士州，總出口潛力為1850兆瓦。
維多利亞州也可以向南澳大利亞出口820兆瓦，但由于天氣模式相似，維多利亞州和南澳大利亞經(jīng)常同時(shí)多風(fēng)和晴朗；如果是在白天，維多利亞也可能無(wú)法出口到新南威爾士州，因?yàn)樾履贤柺恐莺屠ナ刻m州也具備光伏發(fā)電能力。這意味著，在某些時(shí)候，2000至3000兆瓦的過(guò)剩發(fā)電量無(wú)處可去，這些過(guò)剩電量將可能會(huì)成為“棄電”。
沒(méi)有Yallourn電廠，維多利亞州的電力供應(yīng)可以正常運(yùn)行下去嗎?
四、儲(chǔ)能系統(tǒng)將成為Yallourn電廠退役后的運(yùn)行替代選擇
在上述模型中，褐煤發(fā)電一直設(shè)置為4700MW。事實(shí)上，維多利亞的褐煤發(fā)電站并沒(méi)有做到這一點(diǎn)。在最初的研究中，它的裝機(jī)容量約為3900兆瓦，同時(shí)還有兩個(gè)機(jī)組沒(méi)有運(yùn)行。
下圖顯示的是同一周內(nèi)，1480MW Yallourn電廠拆除后的數(shù)據(jù):
從上圖可以看出，沒(méi)有Yallourn電廠，電力進(jìn)口需求量達(dá)到2545兆瓦，電力出口量達(dá)到2954兆瓦，但這種情況不會(huì)持續(xù)太久，因?yàn)榭赏ㄟ^(guò)引用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)解決：應(yīng)用案例有，Hornsdale風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)用的特斯拉大電池(Tesla Big Battery)，還有Gannawarra太陽(yáng)能電站的光儲(chǔ)項(xiàng)目，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以吸收多余的電能，然后在需要時(shí)提供電能，以滿足最高需求。
通過(guò)分析，500MW和500-1000MWh的電池可以穩(wěn)定系統(tǒng)，減少“棄電”，同時(shí)可滿足高峰用電需求。隨著NEM所有州都開(kāi)始啟用太光伏發(fā)電并擁有獨(dú)立的光伏電站時(shí)，輸電線路平衡供需的價(jià)值和能力將變得非常有限。
電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可以吸收多余的太陽(yáng)能供以后使用。抽水蓄能也具有很好的能源存儲(chǔ)能力，但建設(shè)抽水蓄能和建設(shè)輸電線路的時(shí)間一樣長(zhǎng)，都至少需要5年的時(shí)間來(lái)規(guī)劃和建設(shè)。此外，還有許多其他選擇，如需求響應(yīng)、將熱水生產(chǎn)從夜間轉(zhuǎn)向白天、安排電動(dòng)汽車(chē)充電等，這些都是取得進(jìn)展的重要因素。
2018年，維多利亞州已經(jīng)完成了超過(guò)900MW的風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的項(xiàng)目合同，目前這些項(xiàng)目正在建設(shè)中。
維多利亞州的電網(wǎng)可以在沒(méi)有電池的情況下生存，但是GW的儲(chǔ)能電池的應(yīng)用可以幫助擴(kuò)大風(fēng)能和太陽(yáng)能項(xiàng)目的效益，并為下一個(gè)燃煤發(fā)電廠的退役做好準(zhǔn)備。
令人欣喜的是，在過(guò)去的兩年里，維多利亞從黑茲爾伍德核電站的突然關(guān)閉中恢復(fù)過(guò)來(lái)，無(wú)論是在電力供應(yīng)還是價(jià)格方面。而現(xiàn)在，隨著電池儲(chǔ)能技術(shù)不斷成熟、成本不斷降低，在下一個(gè)燃煤電廠退役前，新型電池儲(chǔ)能系統(tǒng)已在技術(shù)上和成本上做好了運(yùn)行替代準(zhǔn)備。
以下截圖來(lái)自opennem.org.au，內(nèi)容是維多利亞3月份發(fā)布的一周的“各類(lèi)電源發(fā)電和用電需求圖”。在圖中可以看出，大部分電力來(lái)源于褐煤發(fā)電；還有部分來(lái)源于風(fēng)力發(fā)電（綠色區(qū)域），屋頂光伏發(fā)電（黃色區(qū)域）和光伏發(fā)電（橙色區(qū)域）；另外， 在風(fēng)力比較弱時(shí)，對(duì)于水力發(fā)電(藍(lán)色區(qū)域)的需求較高。
本文根據(jù)以上數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建了相同數(shù)據(jù)的自己的圖表。如下所示:
一、維多利亞州可再生能源建設(shè)情況
維多利亞州有許多太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)正在建設(shè)中，預(yù)計(jì)將在未來(lái)12個(gè)月內(nèi)建成。以下是正在興建的太陽(yáng)能發(fā)電廠：
以下是目前正在建設(shè)或已投產(chǎn)的風(fēng)電場(chǎng):
上表顯示地僅是一小部分的風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)，但這些風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目（2196MW）將可以滿足維多利亞州15%的年用電量，再加上由光伏發(fā)電提供的10%的發(fā)電量，維多利亞州每年電力來(lái)源的25%將由風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電提供。
二、可再生能源比例大幅提升后，對(duì)維多利亞州電力供需平衡的影響
為了弄清這些新型能源將如何改變維多利亞的發(fā)電結(jié)構(gòu)和供需平衡，本文將目前的風(fēng)能、公用事業(yè)太陽(yáng)能和屋頂太陽(yáng)能發(fā)電量分別放大了2.1、4.9和1.5倍。因?yàn)槟壳暗墓艿冷佋O(shè)已經(jīng)完成，這些新能源的裝機(jī)量將很可能在12-18個(gè)月的時(shí)間內(nèi)迅速的變化/增加，
下圖顯示了在相同的7天時(shí)間內(nèi)，按比例增加的可變可再生能源發(fā)電概況。它還包括一直以4700兆瓦的額定容量運(yùn)行的褐煤發(fā)電機(jī)組(為了簡(jiǎn)化，已經(jīng)取消了天然氣和水力發(fā)電，因?yàn)檎w需求量較少)。
這張圖表顯示，褐煤、太陽(yáng)能和風(fēng)能的混合能源可以輕松地滿足大部分的電力需求，因此對(duì)于水電和天然氣的進(jìn)口需求非常少。
但令人擔(dān)憂的是，該圖表顯示了大量過(guò)剩的電力，尤其是當(dāng)太陽(yáng)能和風(fēng)能結(jié)合起來(lái)可滿足94%左右的電力需求時(shí)。在這個(gè)模型中，有超過(guò)4000兆瓦的電力過(guò)剩，其中在一周7天時(shí)間內(nèi)，超過(guò)2000MW電力過(guò)剩的時(shí)間達(dá)到了5天。
三、維多利亞州電力消納水平現(xiàn)狀
目前，維多利亞州幾乎沒(méi)有以電池或抽水蓄能形式儲(chǔ)存的電力，與新南威爾士州和昆士蘭州不同，新南威爾士州擁有1,060兆瓦的抽水蓄能能力，昆士蘭州擁有500兆瓦的抽水蓄能能力。
維多利亞州約有500兆瓦的過(guò)剩電力可通過(guò)Basslink出口到塔斯馬尼亞，另有1350兆瓦可出口到新南威爾士州，總出口潛力為1850兆瓦。
維多利亞州也可以向南澳大利亞出口820兆瓦，但由于天氣模式相似，維多利亞州和南澳大利亞經(jīng)常同時(shí)多風(fēng)和晴朗；如果是在白天，維多利亞也可能無(wú)法出口到新南威爾士州，因?yàn)樾履贤柺恐莺屠ナ刻m州也具備光伏發(fā)電能力。這意味著，在某些時(shí)候，2000至3000兆瓦的過(guò)剩發(fā)電量無(wú)處可去，這些過(guò)剩電量將可能會(huì)成為“棄電”。
沒(méi)有Yallourn電廠，維多利亞州的電力供應(yīng)可以正常運(yùn)行下去嗎?
四、儲(chǔ)能系統(tǒng)將成為Yallourn電廠退役后的運(yùn)行替代選擇
在上述模型中，褐煤發(fā)電一直設(shè)置為4700MW。事實(shí)上，維多利亞的褐煤發(fā)電站并沒(méi)有做到這一點(diǎn)。在最初的研究中，它的裝機(jī)容量約為3900兆瓦，同時(shí)還有兩個(gè)機(jī)組沒(méi)有運(yùn)行。
下圖顯示的是同一周內(nèi)，1480MW Yallourn電廠拆除后的數(shù)據(jù):
從上圖可以看出，沒(méi)有Yallourn電廠，電力進(jìn)口需求量達(dá)到2545兆瓦，電力出口量達(dá)到2954兆瓦，但這種情況不會(huì)持續(xù)太久，因?yàn)榭赏ㄟ^(guò)引用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)解決：應(yīng)用案例有，Hornsdale風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)用的特斯拉大電池(Tesla Big Battery)，還有Gannawarra太陽(yáng)能電站的光儲(chǔ)項(xiàng)目，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以吸收多余的電能，然后在需要時(shí)提供電能，以滿足最高需求。
通過(guò)分析，500MW和500-1000MWh的電池可以穩(wěn)定系統(tǒng)，減少“棄電”，同時(shí)可滿足高峰用電需求。隨著NEM所有州都開(kāi)始啟用太光伏發(fā)電并擁有獨(dú)立的光伏電站時(shí)，輸電線路平衡供需的價(jià)值和能力將變得非常有限。
電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可以吸收多余的太陽(yáng)能供以后使用。抽水蓄能也具有很好的能源存儲(chǔ)能力，但建設(shè)抽水蓄能和建設(shè)輸電線路的時(shí)間一樣長(zhǎng)，都至少需要5年的時(shí)間來(lái)規(guī)劃和建設(shè)。此外，還有許多其他選擇，如需求響應(yīng)、將熱水生產(chǎn)從夜間轉(zhuǎn)向白天、安排電動(dòng)汽車(chē)充電等，這些都是取得進(jìn)展的重要因素。
2018年，維多利亞州已經(jīng)完成了超過(guò)900MW的風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的項(xiàng)目合同，目前這些項(xiàng)目正在建設(shè)中。
維多利亞州的電網(wǎng)可以在沒(méi)有電池的情況下生存，但是GW的儲(chǔ)能電池的應(yīng)用可以幫助擴(kuò)大風(fēng)能和太陽(yáng)能項(xiàng)目的效益，并為下一個(gè)燃煤發(fā)電廠的退役做好準(zhǔn)備。
令人欣喜的是，在過(guò)去的兩年里，維多利亞從黑茲爾伍德核電站的突然關(guān)閉中恢復(fù)過(guò)來(lái)，無(wú)論是在電力供應(yīng)還是價(jià)格方面。而現(xiàn)在，隨著電池儲(chǔ)能技術(shù)不斷成熟、成本不斷降低，在下一個(gè)燃煤電廠退役前，新型電池儲(chǔ)能系統(tǒng)已在技術(shù)上和成本上做好了運(yùn)行替代準(zhǔn)備。
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