本书全面解答了这些问题,肯定了波动性可再生能源可发挥的核心作用,同时解释了成本如何因情况而异。这是一项开创性研究,涉及范围广,我在此仅强调两个方面:
第一,这项分析呼吁转变观念。经典观点将波动性可再生能源的并网视为将波动性可再生能源附加到现有系统中,其假设是系统其他部分不去调整适应。这种“传统”观点有可能使我们没有抓住要点。波动性可再生能源并网的挑战和机遇不仅在于波动性可再生能源技术本身,也在于系统的其他组成部分。因此,需要用全系统的方法看待并网问题。简言之,波动性可再生能源并网并不是仅仅将波动性可再生能源接入现有系统,而是要转变整个系统。
本书强调了有哪些选项可实现这一转型。使用全系统方法,与完全不含波动性可再生能源的系统相比,波动性可再生能源占比达45% 的电力系统在长期并不会带来更多的额外成本。
第二,实现这一转型将是困难的,仅是因为将会产生赢家和输家。然而,这在很大程度上取决于具体环境。在用电需求不断增加的“动态”电力系统中(如在中国、印度和巴西),风能和太阳能光伏可成为具有成本效益的满足增量需求的解决方案。它们提供了极好的机会。若妥善投资,可在部署波动性可再生能源的同时,从一开始就构建一个灵活的系统。这与“稳定”电力系统中的情况截然不同,稳定电力系统的特征是电力需求停滞不增,正如目前很多欧洲国家中出现的情况那样。在许多这样的地方,波动性可再生能源快速部署的成本问题已跃升为首要的政治议题。
执行摘要/1
第1 章引言/14
1.1 背景/14
1.2 环境/15
1.3 波动性挑战/16
1.4 灵活性/18
1.5 案例研究地区/19
1.6 关于本书/21
参考文献/23
第2 章波动性可再生能源部署的系统影响/24
2.1 波动性可再生能源发电机组的属性/26
2.2 电力系统的属性/51
2.3 并网影响和系统适应/53
参考文献/57
第3 章案例研究地区技术灵活性评估/60
3.1 案例研究地区和系统属性概述/61
3.2 波动性可再生能源当前和预测的部署水平/64
3.3 发电水平和短期预测/66
3.4 长期预测/68
3.5 FAST2评估/70
参考文献/79
2 电力转型
第4 章成本和效益:波动性可再生能源的价值/80
4.1 社会视角与个人视角/81
4.2 不仅考虑发电成本/82
4.3 并网成本和波动性可再生能源的价值/83
4.4 波动性可再生能源价值与发电成本的比较/102
4.5 其他效益/103
4.6 小结/103
参考文献/105
第5 章系统友好型波动性可再生能源部署/107
5.1 部署的时间和地点/109
5.2 波动性可再生能源的系统服务能力/112
5.3 基础设施的规模和弃风、弃光/114
5.4 经济设计标准/115
5.5 技术结构/118
5.6 政策和市场考虑/119
参考文献/121
第6 章波动性可再生能源并网的运行措施/123
6.1 发电厂的运行/125
6.2 输电和联网运行/127
6.3 平衡区域合作和一体化/130
6.4 运行备用的定义和部署/132
6.5 波动性可再生能源发电的可视性和可控性/133
6.6 波动性可再生能源发电的预测/135
6.7 运行措施的市场设计/136
6.8 政策和市场考虑/145
参考文献/147
第7 章灵活性投资选项/149
7.1 衡量灵活性资源的成本和效益/151
目录3
7.2 电网基础设施/157
7.3 可调度发电/167
7.4 储能/184
7.5 需求侧集成/196
参考文献/210
第8 章系统转型和市场设计/213
8.1 波动性可再生能源的增长和系统转变/215
8.2 灵活性投资的战略/220
8.3 波动性可再生能源并网和系统总成本/231
8.4 市场设计/233
8.5 讨论/243
参考文献/246
第9 章结论与建议/249
9.1 目前的经验和技术挑战/249
9.2 波动性可再生能源并网的经济性/251
9.3 系统转型策略/252
9.4 催化转型/261
9.5 未来的工作/262
附件/263
附件A 均化灵活性成本方法学/263
附件B 主要的建模假设/270
附件C FAST2的假设和案例研究属性/286
附件D 市场设计评分/290
附件E 缩略词、缩写和测量单位/302