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光热发电可以为电网提供灵活稳定的电力

2017-12-4 17:03| 发布者: crystal| 查看: 155| 评论: 0|来自: 亮源能源

       能源需求在随时波动,电网运营商需要快速作出决策来保持电网稳定。比如,在炎热的夏天人们开空调或者寒冬中打开电暖气时,都需要电网运营商想办法来满足猛增的用电需求。

  今天大多数光热电站都配备了储能方案,相当于电厂配备了电池,让设施可以在需要的时候用太阳能发电。这种运营商向电网供电的最佳方式,使电网变得更加灵活,也让光热技术在用电需求不断攀升的大背景下变得越来越有价值。

  尽管光热技术在稳步发展,但为了低成本且快捷灵活的满足用电需求,仍然需要科技创新。在太阳能技术办公室(SETO)的光热研究项目的支持下,政府正在积极寻求一种新方式,能让光热发电满足电网需求,增强电网的灵活性。

  光热系统利用太阳的热能产生电力或能量。最先进的光热系统利用由定日镜组成的镜场,把阳光反射到塔顶的吸热器。当吸热器中的导热液体被加热至565摄氏度时就可以在系统中循环,驱动发电。这种热能可以被轻易有效地存储在容器内。所以光热电站不仅是在阳光照射时,而是在任何需要的时候都可以发电。光热电站因此拥有了独立性,而不像传统电站需要依靠备用燃料。

  规模很重要:灵活的电厂设计可以满足不同需求

  因为用电需求在不断变化,国家需要光热技术灵活的按需供应。小容量的装机可以以较低的前期成本提供用电高峰期所需电力,而拥有几个小时储能能力的大容量装机可以解决基本负荷。比如一个储能时间少于6小时的50MW的光热电站可以成为调峰电站,当用电需求突然猛增时,这个电站可以成为基本负荷的补充。如果电厂储能大于12小时、配备更大镜场时,就可以用来满足基本负荷——白天和黑夜无间断供电。


  尽管光热电站可以根据市场需求设计成不同规模,能源部太阳能办公室仍然积极推动光热技术的研究和发展来降低成本。


  旋转备用和非旋转备用为电网提供稳定性

  由于传统的旋转汽轮机可以增加对电网的惰性,这一应用可以为光热电站提供关键的电网稳定特性。电力公司和独立系统运营商可以根据用户的用电需求来调整,在用电需求发生较大的波动时,电力公司能够确保电网仍能维持稳定。

  为了实现电网的稳定,电力公司和独立系统运营商会调控频率和电压,还有短路电流和旋转备用(指已经上网且频率同步的电源)。因此维护系统频率和电力调度变得更加容易,还能够快速满足电网调度的要求。光热电站可以作为旋转备用来满足即时需求,还可以作为非旋转备用来满足近期需求,让电网运营商能够灵活稳定的控制从而保证电网稳定。

  更准确的为稳定性定价

  光热最大的两个优势就是稳定和可预测的成本。不像传统燃料,太阳是充足和源源不断的。因为“燃料”是免费的,那么电厂运营、维护的成本都是可预测的。另外,超过60%的运营成本都产生在第一年,那么投资者们对资金投入和回报可以有更长远的了解。


  为了让光热电站的其他成本对项目开发商和投资者更加透明,太阳能技术办公室正在资助开源建模和仿真工具,以优化光热电站的设计和运营。这项工具可以分析性能维护,镜场采光,以及光热发电的不确定性,从而让开发商最大限度的开发一个寿命超过30年的光热电站。

  太阳能技术办公室希望通过一系列的工作能够帮助电网运营商更好的平衡电网,最大化的利用他们的能源资源,找到更好的未来能源解决方案。与日俱增的灵活性让电网运营商可以做出最佳决策,确保电网保持弹性和稳定。

  美国的能源需求每天都在演变,光热技术也是如此。因为创造低成本的系统需要更多创新,太阳能办公室力图为研究打造良好土壤,从而让光热技术攀上一个新的高峰,例如第三代光热系统的政府资助基金。光热的灵活性和可预测性都会让其成为满足国家电力需求的有力竞争者,今天如此,明天、甚至100年后依然如此。

注:本文转自亮源能源,文章观点不代表本网立场。

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