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一直以來，美國(guó)未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電及光伏發(fā)電并網(wǎng)的兩個(gè)主要理由是它們的可控性及可調(diào)度性差，并且成本高昂。而電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商們漸漸發(fā)現(xiàn)，事實(shí)并非如此。

“紐約電力調(diào)度中心（New York ISO) 是首個(gè)將風(fēng)電這種分布式間歇性資源應(yīng)用于電力經(jīng)濟(jì)調(diào)度及阻塞管理的。當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為利用風(fēng)電并網(wǎng)來維護(hù)電網(wǎng)的穩(wěn)定性真是個(gè)瘋狂的舉措，”國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）的高級(jí)研究工程師埃瑞克艾拉說，“但如今在美國(guó)幾乎每一個(gè)電力調(diào)度中心都開始這么做。我們還將進(jìn)一步利用風(fēng)電的靈活性，為維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供更多支持。另外，大規(guī)模的光伏發(fā)電也將逐步并網(wǎng)來保證電網(wǎng)穩(wěn)定性。

美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）、美國(guó)電力研究院（EPRI）及科羅拉多大學(xué)正在研究如何實(shí)現(xiàn)風(fēng)電和光伏發(fā)電的有功功率控制，從而使它們像傳統(tǒng)能源發(fā)電那樣保持電網(wǎng)的穩(wěn)定性。研究重點(diǎn)集中在有功功率控制的調(diào)節(jié)儲(chǔ)備和一次調(diào)頻兩方面。

“有功功率控制是通過控制發(fā)電機(jī)組的出力來平衡輸入功率與負(fù)荷功率。”艾拉解釋道，“提供調(diào)節(jié)服務(wù)是實(shí)現(xiàn)有功功率控制的途徑之一，即使是在短時(shí)間內(nèi)。”例如，當(dāng)大型發(fā)電機(jī)組突然出現(xiàn)故障時(shí)，需要提供備用電力來補(bǔ)充電網(wǎng)的電力損耗，這時(shí)就可以通過有功功率控制維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性。此外，它也能在線路負(fù)荷和可再生能源出現(xiàn)間歇性變化，需要平衡時(shí)穩(wěn)定電網(wǎng)。

艾拉表示，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商希望有更好的方法解決輸電線路過載，電壓下降和頻率變化方面的問題，但他們未曾考慮過利用新能源發(fā)電的有功功率控制來穩(wěn)定電網(wǎng)，而電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)也沒有這方面的推薦和建議。風(fēng)力渦輪機(jī)制造商說，他們有足夠的技術(shù)支撐來提供新能源發(fā)電的有功功率控制這項(xiàng)服務(wù)，但似乎新能源開發(fā)商們并沒有對(duì)這方面的需求。而對(duì)新能源開發(fā)商們來說，由于電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)這項(xiàng)服務(wù)需求不大，因此抬高成本以開發(fā)新能源的性能，意義甚微。電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)則認(rèn)為，傳統(tǒng)能源發(fā)電本身已經(jīng)可以維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性了，因此要求電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商們從新能源開發(fā)商那里購(gòu)買這項(xiàng)服務(wù)也是沒有意義的。因此關(guān)鍵在于如何將各方觀點(diǎn)綜合起來從而達(dá)到利益平衡。


調(diào)節(jié)儲(chǔ)備可以修正經(jīng)濟(jì)調(diào)度的時(shí)間間隔內(nèi)電量不平衡的狀況。艾拉解釋道，它比常規(guī)的調(diào)度速度稍快，是系統(tǒng)操作者根據(jù)發(fā)電機(jī)輸出功率的時(shí)刻變化來判斷的。美國(guó)大平衡地區(qū)，地區(qū)輸電組織（RTOs）、電力調(diào)度中心（ISOs），以及垂直一體化集團(tuán)公司都有大量調(diào)節(jié)備用容量。