電力系統(tǒng)正在快速轉(zhuǎn)型

電力系統(tǒng)在全世界范圍內(nèi)正在加速轉(zhuǎn)型，推動這一轉(zhuǎn)變的主要有3個因素。首先是因為出現(xiàn)了資源豐富且低成本的風(fēng)能和太陽能資源。其次是分布式能源的發(fā)展，包括屋頂光伏電站和智能運輸工具（例如電動車和智能應(yīng)用設(shè)備等）。最后是數(shù)字化的普及，從發(fā)電到用戶貫穿整個發(fā)電系統(tǒng)，從而帶來了降低成本和提高性能的新機會。

這些變化正在推動電力系統(tǒng)最佳規(guī)劃和運行方式的結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)型。它們還具有確保能源安全，特別是電力供應(yīng)安全的系統(tǒng)性含義。因此它們要求電力部門的政策制定者和相關(guān)管理者采用協(xié)調(diào)一致的積極應(yīng)對措施，具體體現(xiàn)在電力系統(tǒng)改造上。電力系統(tǒng)改造的任務(wù)是創(chuàng)造適當(dāng)?shù)臋C會、市場和監(jiān)管環(huán)境以應(yīng)對變化的影響，同時實現(xiàn)電力系統(tǒng)運行和規(guī)劃實踐的升級。電力系統(tǒng)改造有利于加速投資、創(chuàng)新和使用智能、高效、靈活和環(huán)保的技術(shù)。電力系統(tǒng)改造是保證現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全的關(guān)鍵。

電力系統(tǒng)靈活性已經(jīng)成為全球優(yōu)先發(fā)展事項

加強電力系統(tǒng)靈活性通常是電力系統(tǒng)改造的重要項目。本報告將電力系統(tǒng)靈活性定義為電力系統(tǒng)的相關(guān)特性，這些特性有助于對供需雙方的可變性和不確定性進行可靠和成本效益管理。在許多情況下，電力系統(tǒng)的靈活性是政策制定者和系統(tǒng)規(guī)劃人員需要考慮的一個日益重要的話題，這是由日常運營中間歇性可再生能源（VRE）的整合以及高影響事件的強度和頻率不斷增加所驅(qū)動的。缺乏系統(tǒng)靈活性會降低電力系統(tǒng)的靈活性，或由于可變可再生能源的減少導(dǎo)致大量清潔電力的損失。

我們把關(guān)注點放在時間尺度上（從瞬間到幾年）持續(xù)平衡供需，在這些時間尺度上考慮靈活性是有用的。為了幫助理解不同的靈活性需求以及滿足這些需求的不同機制，本報告根據(jù)時間尺度對靈活性需求進行分組，從短期（亞秒到小時）到中期（小時到天）和長期（天到年） （Table ES．1）。

重要的是，電力系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)可以實現(xiàn)靈活性帶來的可變性和不確定性進行管理。在歷史上，這是特別需要的，以滿足多變的電力需求或一個大型發(fā)電機或輸電線的突發(fā)事件。隨著時間的推移，特別是隨著間歇性可再生能源份額的增加，對電力系統(tǒng)靈活性的要求可能會增加和改變。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)的靈活性對于管理斷電和極端天氣事件、提高靈活性和其他重要目的也是非常重要的。為了提高現(xiàn)代電力系統(tǒng)的靈活性，可以進行許多不同的投資、業(yè)務(wù)和政策調(diào)整，靈活性可以使電力系統(tǒng)更清潔、更安全、更有彈性、更廉價。

表1．電力系統(tǒng)靈活性問題的時間尺度

關(guān)鍵點：系統(tǒng)靈活性解決了一系列從秒到年的跨越時間范圍的問題。

電廠在加強系統(tǒng)靈活性方面起著關(guān)鍵作用

基于大量的實際案例研究和數(shù)據(jù)，這份報告全面回顧了電廠如何提高電力系統(tǒng)靈活性的，提高電力安全的情況。它總結(jié)了參與清潔能源部長級會議（CEM）的先進電廠運營中靈活性情況的研究成果。清潔能源部長級會議的工作旨在建立政府和工業(yè)界的之間較強的契機和承諾，以實施使發(fā)電更加靈活的解決方案。本研究與業(yè)界相關(guān)人士緊密合作提出了解決方案，包括制造商、專家顧問、系統(tǒng)運營人員和電廠運營人員。

該報告展示了一些技術(shù)選擇，以及對現(xiàn)有電廠進行靈活性改造的成功案例。它為如何分析發(fā)電廠對整個系統(tǒng)靈活性的貢獻提供了指導(dǎo)。研究報告還提供了一些政策、市場和監(jiān)管工具的例子，從而開拓發(fā)電廠的靈活性。研究結(jié)果表明，包括燃煤和天然氣發(fā)電機組在內(nèi)的傳統(tǒng)發(fā)電廠能夠快速采取清潔能源技術(shù)，并加速電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。根據(jù)具體的系統(tǒng)環(huán)境，可以采取一些低成本的措施，以可靠和符合成本效益的方式彌補風(fēng)力和太陽能發(fā)電量波動的問題。