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前车之鉴:看国外如何考量电力可靠性

前车之鉴:看国外如何考量电力可靠性

点击数:7616 次   录入时间:03-04 11:57:07   整理:http://www.55dianzi.com   电工文摘

近年来,从美国联邦层面到各州政府层面,都提出了一系列可再生能源目标和政策。这些目标要落实到执行层面,对于发电厂、电网、系统运行者而言,都意味着严峻的挑战。

  作为德州电力市场的系统运营者,德州电力可靠性委员会(ERCOT)就需要对环境政策会给电力系统带来哪些具体影响有清晰的把握,不仅要研究、预估、量化这些影响,担负着系统规划、运营、可靠性保证等重担的ERCOT还需要尽可能早地筹谋如何去应对。

  ERCOT系统规划部(System Planning)主任Warren Lasher在德州奥斯汀大学讲述了ERCOT近期关于环境政策的研究成果,并探讨了如何应对环境政策带给电网运行的挑战。本文以Warren Lasher的报告为基础进行梳理,从系统运行角度去看北美最活跃的电力市场在能源清洁化、可再生能源增加趋势下的应对姿态。

  现状:煤炭供电仍占36%,风电大幅增长

  ERCOT就像“一座孤岛”,ERCOT范围内电网与外部互联只有3条直流,可以说电力工业的物理连接只限于德州内部,而与外界相对“隔绝”。这也是德州和其他州不同的地方,对于近年来联邦和州政府先后提出的能源清洁化目标和出台的政策,德州需要“自给自足”,平衡ERCOT范围内的资源。

  回顾目前ERCOT范围内的电源结构(如图1所示),55.3%的装机容量来自于燃气电厂,煤电机组装机容量占比为22.1%。此外,5GW来自4台核电机组,近年来风电装机增长迅速,已经达到12.9GW,占整体装机容量的将近15%。

  ERCOT范围内2014年的发电量中,40%(139.8太瓦时)来自天然气发电,36%来自煤电,11.6%来自核电,超过10%来自风电。

  煤电在电力供应中占到了36%,仍然不低。目前很多煤电机组已经在采用一些清洁技术,比如采用SCR或SNCR技术来减少排放;通过洗煤、脱硫来减少二氧化硫和其他酸性气体排放。相对较新的煤电机组全部采用洗涤技术和SCR/SNCR,而超过20年以上的机组,绝大多数还是只采用了一种清洁技术,甚至还有部分没有采用清洁技术。

  六项环境政策影响ERCOT系统

  未来数年,要并网的可再生能源会越来越多,ERCOT将面临可再生能源的间歇性可能带给电网的问题,还要在现有经验基础上进一步维护好电网的稳定。

  由此,预估目前的能源清洁化政策、政府的目标、PUC监管会给未来能源结构带来怎样的影响,间接地对ERCOT所运行的电网又会带来怎样的影响,ERCOT把握变化趋势、及早制定应对策略尤为重要。

  ERCOT最近研究了6项已经出台的会对ERCOT范围内电网可靠性带来影响的环境性法规、政策,分别为《跨州空气污染条例》(Cross-State Air Pollution Rule,CSAPR)、《汞和有毒气体排放标准》(Mercury and Air Toxics Standards,MATS)、《灰尘处理条例》(Ash Disposal Rule)、《应对区域性霾问题的联邦规划》(Regional Haze Federal Plan)、《清洁水法案》316小节(b)部分(Clean Water Act Section 316(b))、《清洁能源规划》(Clean Power Plan)。

  严格来说,德州电网与其他州互联非常少,本应不受限于《跨州空气污染条例》,然而在联邦的政策中,德州也被纳入其中。所以,清楚认识到执行这些政策到底会给电源侧和电网系统带来什么样的影响,不可忽视。

  通过比较可以看到,受到各项环境政策影响最大的是煤电机组(如表1所示),会造成煤电机组成本大大提高的主要包括《应对区域性霾问题的联邦规划》和《清洁能源规划》,前者主要要求提高空气能见度,后者限制了机组的二氧化碳排放。

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