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E. 可变可再生能源的性能和不确定性分析
风能和太阳能等可变能源 (VER) 是事件期间能源供应组合的一部分。事件期间,太阳能和风能分别占事件核心区域装机容量的 1.94% 和 1.12%,如图 11 所示。对于 PJM,太阳能和风能分别占净装机容量的 1% 和 2% 发电能力。
图 9:受影响实体的大型电力系统图
图 11:事件期间位于核心实体足迹内的发电资源的总装机净容量,以及组合核心实体足迹的资源燃料类型组成
下面的图 108 显示了活动期间 VER 的实际发电量占 PJM 足迹中总发电量的百分比。
下面的图 109 显示了活动期间 PJM 风能和太阳能资源的日前产量与实际容量概况。冬季风暴Elliott发生在冬至后不久【271】,导致事件期间每天的潜在太阳能发电时间窗口相对狭窄。
图 108:2022 年 12 月 21 日至 26 日 PJM VER 实际发电量百分比
图 109:2022 年 12 月 21 日至 26 日 PJM 日前和实际每小时风能和太阳能发电量(MW)
图110:MISO实际风力发电——风暴 Uri(2021)和Elliott(2022)【272】
冬季白天时间较短,太阳能发电时间有限,这突显了储存太阳能发电的价值,以供冬季非日光峰值负荷时间段最需要的时候使用。例如,DESC 指出,12 月 24 日上午,他们的太阳能资源开始产生能量,在早高峰过后,这有助于DESC在其抽水蓄能设施中抽水,以便其容量可用于12月24日晚高峰和12月25日黎明前的早高峰。
核心事件区(SPP、MISO)以西的高渗透率地区的风能发电量很高,尤其是在 12 月 22 日和 23 日事件爆发期间。上图 110 显示了MISO实际风力发电——风暴 Uri(2021)和Elliott。
对于 SPP,12 月 22 日风力资源的表现超出了认可容量(accredited capacity),达到 17,900 MW,同时 SPP 系统负荷较高。由于系统负荷预计将持续较高,SPP 必须预测不确定性,包括对高水平风的预测是否会持续,以及风电场将因环境温度低或风量大而关闭或降额。12月22日峰值负荷后,实际风力发电量缓慢下降,20小时后,即12月24日下午6点,达到最低水平2,700 MW。【273】SPP的 经验说明了使 VER 生产水平与电网需求保持一致的挑战。由于缺乏储能的调度机会,风能和太阳能发电的较高波动性增加了对具有高爬坡能力的可调度发电的需求【274】,以在风能或太阳能发电较低且系统接近峰值需求时平衡发电与负荷。
在运营规划范围内了解 VER 生产的不确定性并对其进行建模,有助于最大限度地降低可靠性和资源充裕性风险,尤其是在系统面临压力时,例如在极端寒冷的天气事件期间。从确定性方法转向概率性方法进行资源可用性/充裕性分析,可以更好地对周围的不确定性进行建模 VER 发电。参见 第 V 节中 建议 8。