全球可再生能源領(lǐng)域的投資正迅猛增加,研究表明,可再生能源發(fā)電大規模并網(wǎng)在技術(shù)上是可行的,如美國國家能源部可再生能源實(shí)驗室(NREL)近期發(fā)布的一個(gè)報告稱(chēng),到2050年,利用目前的可再生能源發(fā)電技術(shù)足以提供全美國所需電量的80%,可以滿(mǎn)足美國所有地區一小時(shí)所用電量。但目前,全球大多數國家可再生能源潛力仍沒(méi)有被完全開(kāi)發(fā),根據國際能源署的研究,市場(chǎng)機制設計不夠完善是這一現象的主要原因。目前,全球仍在不斷改進(jìn)電力市場(chǎng)設計以更好地應用可再生能源電源。
電量偏差處罰與調峰機制
由于可再生能源大多屬于間歇性能源,預測其發(fā)電出力和實(shí)際出力總會(huì )有偏差。當系統偏差出現時(shí),電力市場(chǎng)普遍會(huì )有相應的懲罰機制,為促進(jìn)可再生能源電能的消納,國外電力市場(chǎng)在處理可再生能源產(chǎn)生的偏差上與常規發(fā)電機組有所不同。
以德州電力市場(chǎng)為例,在實(shí)時(shí)調度運行中,機組或電廠(chǎng)的實(shí)際出力是否偏離接受到的基點(diǎn)指令是對電廠(chǎng)考核的重要項目。對常規機組而言,其出力超過(guò)考慮輔助服務(wù)調用的基點(diǎn)指令值5%或5兆瓦(取二者中較小值)時(shí),將受到偏差處罰??紤]到風(fēng)電可控性差和市場(chǎng)對風(fēng)電的接納程度,對風(fēng)電場(chǎng)的基點(diǎn)指令偏差處罰標準要寬松一些,只在棄風(fēng)狀態(tài)下風(fēng)電場(chǎng)出力高于基點(diǎn)指令值10%以上時(shí)才予以處罰。
與德州電力市場(chǎng)不同,北歐電力市場(chǎng)要求參與市場(chǎng)競價(jià)的風(fēng)電企業(yè)預測各自的出力,預測誤差將導致不平衡量,風(fēng)電企業(yè)將為此受到懲罰。在平衡市場(chǎng)中,若不平衡量與系統不平衡量相反,則風(fēng)電企業(yè)需要收到懲罰,按照目前現貨市場(chǎng)價(jià)格結算。若不平衡量與系統不平衡量相同,則企業(yè)免受懲罰,按平衡市場(chǎng)出清價(jià)格結算。
過(guò)剩的可再生能源發(fā)電將造成系統運行的問(wèn)題,如線(xiàn)路過(guò)載、調節備用不足等,針對上述情況,國外的輸電運營(yíng)商常采用實(shí)時(shí)限制發(fā)電的方式,給可再生能源發(fā)電機組減少出力的獎勵,彌補機組減少處理的損失。
愛(ài)爾蘭在電力供應過(guò)剩時(shí),如果風(fēng)電機組減少系統出力,風(fēng)電機組將通過(guò)電力市場(chǎng)獲得獎勵,風(fēng)電機組獲得的減少出力獎勵,能100%覆蓋該機組在電力市場(chǎng)的獲利。
骨干電網(wǎng)和跨國聯(lián)網(wǎng)并舉
為實(shí)現可再生能源在大范圍內的優(yōu)化配置,國外也積極倡導電力的跨區跨國交易,加強骨干電網(wǎng)和跨國聯(lián)網(wǎng)的建設。
以西班牙為例,西班牙風(fēng)能資源主要集中在北部和南部的沿海地區,風(fēng)電場(chǎng)也是以成片開(kāi)發(fā)的大中規模電場(chǎng)為主,但其電力負荷主要集中在中部的馬德里和東部的巴塞羅那地區。近年來(lái),西班牙在電網(wǎng)建設方面主要以400千伏骨干電網(wǎng)架為主,按照規劃,2016年西班牙風(fēng)電裝機容量達到3000萬(wàn)千瓦,并網(wǎng)規模進(jìn)一步擴大。為此,西班牙計劃繼續加大高壓等級輸電網(wǎng)的建設力度,據了解,2009年到2013年五年內西班牙累計投資40億歐元用于電網(wǎng)建設。
在加強國內電網(wǎng)建設的同時(shí),西班牙還計劃進(jìn)一步加強對法國、葡萄牙等周邊國家的聯(lián)網(wǎng)建設。目前西班牙REE已經(jīng)與法國電網(wǎng)公司(RTE)簽署了合作協(xié)議,建設一條最大輸送功率為216萬(wàn)千瓦的同塔雙回輸電線(xiàn)路,以加強與歐洲大陸電網(wǎng)的聯(lián)系,實(shí)現更大規模的風(fēng)電送出和消納。