中部大陆独立系统运营商中弃电与非经济性可再生电力的表征
物理与社会
2017-02-20 v1
摘要
随着电网接入越来越多的风电和太阳能等可再生发电，其波动性给电网稳定性和效率带来日益严峻的挑战。我们研究两个方面：电网无法接纳的电力（弃电），以及被电网赋予零经济价值的电力（负电价或零电价）。我们将这两者统称为“搁浅电力”（stranded power, SP）。我们研究了中部大陆独立系统运营商（MISO）中的搁浅电力，表征其数量与时间结构。首先，MISO电网中99%的时间存在搁浅电力，且常持续超过100小时，具有季节性和日内时间特征模式。平均搁浅电力常超过1 GW，占空因子高达30%。约30%的MISO风电发电被搁浅。对前10个站点的考察显示搁浅电力占空因子可达70%、功率达250MW。过去3.5年的趋势表明搁浅电力是一种持续现象。本研究表征了利用搁浅电力的机会。我们考虑使用储能来提高搁浅电力的利用率。对于一系列功率水平和均匀分布的储能，增加5小时储能使4MW下的占空因子翻倍至30%，但接下来15%的提升还需95小时。在4MW、50小时储能下，200个站点中仅3个达到100%占空因子，而接下来10个站点需要100小时。更高功率水平需要数百小时。前10个站点的储能更具成效，5小时使4MW下占空因子增至70%，但进一步储能收益递减。对储能所供给电量的研究表明，相较于均匀分布，将储能分配至最优站点可带来2至3.7倍的优势。
引用
@article{arxiv.1702.05403,
title = {Characterizing Curtailed and Uneconomic Renewable Power in the Mid-continent Independent System Operator},
author = {Andrew A. Chien and Fan Yang and Chaojie Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.05403},
year = {2017}
}