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看1GW电网侧储能如何替代Yallourn褐煤电厂

作者:曹正新 来源:CNESA 发布时间:2019-06-13 浏览:
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中国储能网讯:随着可再生能源装机量不断增多,澳大利亚维多利亚州将安装1GW的电池储能,而这也意味着已经运行了45年的雅鲁恩褐煤发电厂(Yallourn brown coal power station)将在明年关停。

以下截图来自opennem.org.au,内容是维多利亚3月份发布的一周的“各类电源发电和用电需求图”。在图中可以看出,大部分电力来源于褐煤发电;还有部分来源于风力发电(绿色区域),屋顶光伏发电(黄色区域)和光伏发电(橙色区域);另外, 在风力比较弱时,对于水力发电(蓝色区域)的需求较高。

本文根据以上数据,并创建了相同数据的自己的图表。如下所示:

一、 维多利亚州可再生能源建设情况

维多利亚州有许多太阳能和风力发电场正在建设中,预计将在未来12个月内建成。以下是正在兴建的太阳能发电厂:

以下是目前正在建设或已投产的风电场:

上表显示地仅是一小部分的风力发电装机,但这些风力发电项目(2196MW)将可以满足维多利亚州15%的年用电量,再加上由光伏发电提供的10%的发电量,维多利亚州每年电力来源的25%将由风力发电和光伏发电提供。

二、 可再生能源比例大幅提升后,对维多利亚州电力供需平衡的影响

为了弄清这些新型能源将如何改变维多利亚的发电结构和供需平衡,本文将目前的风能、公用事业太阳能和屋顶太阳能发电量分别放大了2.1、4.9和1.5倍。因为目前的管道铺设已经完成,这些新能源的装机量将很可能在12-18个月的时间内迅速的变化/增加,

下图显示了在相同的7天时间内,按比例增加的可变可再生能源发电概况。它还包括一直以4700兆瓦的额定容量运行的褐煤发电机组(为了简化,已经取消了天然气和水力发电,因为整体需求量较少)。

这张图表显示,褐煤、太阳能和风能的混合能源可以轻松地满足大部分的电力需求,因此对于水电和天然气的进口需求非常少。

但令人担忧的是,该图表显示了大量过剩的电力,尤其是当太阳能和风能结合起来可满足94%左右的电力需求时。在这个模型中,有超过4000兆瓦的电力过剩,其中在一周7天时间内,超过2000MW电力过剩的时间达到了5天。

三、 维多利亚州电力消纳水平现状

目前,维多利亚州几乎没有以电池或抽水蓄能形式储存的电力,与新南威尔士州和昆士兰州不同,新南威尔士州拥有1,060兆瓦的抽水蓄能能力,昆士兰州拥有500兆瓦的抽水蓄能能力。

维多利亚州约有500兆瓦的过剩电力可通过Basslink出口到塔斯马尼亚,另有1350兆瓦可出口到新南威尔士州,总出口潜力为1850兆瓦。

维多利亚州也可以向南澳大利亚出口820兆瓦,但由于天气模式相似,维多利亚州和南澳大利亚经常同时多风和晴朗;如果是在白天,维多利亚也可能无法出口到新南威尔士州,因为新南威尔士州和昆士兰州也具备光伏发电能力。这意味着,在某些时候,2000至3000兆瓦的过剩发电量无处可去,这些过剩电量将可能会成为“弃电”。

没有Yallourn电厂,维多利亚州的电力供应可以正常运行下去吗?

四、 储能系统将成为Yallourn电厂退役后的运行替代选择

在上述模型中,褐煤发电一直设置为4700MW。事实上,维多利亚的褐煤发电站并没有做到这一点。在最初的研究中,它的装机容量约为3900兆瓦,同时还有两个机组没有运行。

下图显示的是同一周内,1480MW Yallourn电厂拆除后的数据:

从上图可以看出,没有Yallourn电厂,电力进口需求量达到2545兆瓦,电力出口量达到2954兆瓦,但这种情况不会持续太久,因为可通过引用电池储能系统来解决:应用案例有,Hornsdale风电场应用的特斯拉大电池(Tesla Big Battery),还有Gannawarra太阳能电站的光储项目,储能系统可以吸收多余的电能,然后在需要时提供电能,以满足最高需求。

通过分析,500MW和500-1000MWh的电池可以稳定系统,减少“弃电”,同时可满足高峰用电需求。随着NEM所有州都开始启用太光伏发电并拥有独立的光伏电站时,输电线路平衡供需的价值和能力将变得非常有限。

电池储能系统可以吸收多余的太阳能供以后使用。抽水蓄能也具有很好的能源存储能力,但建设抽水蓄能和建设输电线路的时间一样长,都至少需要5年的时间来规划和建设。此外,还有许多其他选择,如需求响应、将热水生产从夜间转向白天、安排电动汽车充电等,这些都是取得进展的重要因素。

2018年,维多利亚州已经完成了超过900MW的风力发电和光伏发电的项目合同,目前这些项目正在建设中。

维多利亚州的电网可以在没有电池的情况下生存,但是GW的储能电池的应用可以帮助扩大风能和太阳能项目的效益,并为下一个燃煤发电厂的退役做好准备。

令人欣喜的是,在过去的两年里,维多利亚从黑兹尔伍德核电站的突然关闭中恢复过来,无论是在电力供应还是价格方面。而现在,随着电池储能技术不断成熟、成本不断降低,在下一个燃煤电厂退役前,新型电池储能系统已在技术上和成本上做好了运行替代准备。

关键字:电网侧储能

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