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(dòng)這一轉(zhuǎn)變的主要有3個(gè)因素。首先是因?yàn)槌霈F(xiàn)了資源豐富且低成本的風(fēng)能和太陽(yáng)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(yùn)輸工具（例如電動(dòng)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(gè)發(fā)電系統(tǒng)，從而帶來(lái)了降低成本和提高性能的新機(jī)會(huì)。

這些變化正在推動(dòng)電力系統(tǒng)最佳規(guī)劃和運(yùn)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(duì)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(jī)會(huì)、市場(chǎng)和監(jiān)管環(huán)境以應(yīng)對(duì)變化的影響，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行和規(guī)劃實(shí)踐的升級(jí)。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(xiàng)

加強(qiáng)電力系統(tǒng)靈活性通常是電力系統(tǒng)改造的重要項(xiàng)目。本報(bào)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(duì)供需雙方的可變性和不確定性進(jìn)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(gè)日益重要的話題，這是由日常運(yùn)營(yíng)中間歇性可再生能源（VRE）的整合以及高影響事件的強(qiáng)度和頻率不斷增加所驅(qū)動(dòng)的。缺乏系統(tǒng)靈活性會(huì)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(diǎn)放在時(shí)間尺度上（從瞬間到幾年）持續(xù)平衡供需，在這些時(shí)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(jī)制，本報(bào)告根據(jù)時(shí)間尺度對(duì)靈活性需求進(jìn)行分組，從短期（亞秒到小時(shí)）到中期（小時(shí)到天）和長(zhǎng)期（天到年） （Table ES．1）。

重要的是，電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)靈活性帶來(lái)的可變性和不確定性進(jìn)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(gè)大型發(fā)電機(jī)或輸電線的突發(fā)事件。隨著時(shí)間的推移，特別是隨著間歇性可再生能源份額的增加，對(duì)電力系統(tǒng)靈活性的要求可能會(huì)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(duì)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(jìn)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(jià)。

表1．電力系統(tǒng)靈活性問題的時(shí)間尺度

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

電廠在加強(qiáng)系統(tǒng)靈活性方面起著關(guān)鍵作用

基于大量的實(shí)際案例研究和數(shù)據(jù)，這份報(bào)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(zhǎng)級(jí)會(huì)議（CEM）的先進(jìn)電廠運(yùn)營(yíng)中靈活性情況的研究成果。清潔能源部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議的工作旨在建立政府和工業(yè)界的之間較強(qiáng)的契機(jī)和承諾，以實(shí)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(yùn)營(yíng)人員和電廠運(yùn)營(yíng)人員。

該報(bào)告展示了一些技術(shù)選擇，以及對(duì)現(xiàn)有電廠進(jìn)行靈活性改造的成功案例。它為如何分析發(fā)電廠對(duì)整個(gè)系統(tǒng)靈活性的貢獻(xiàn)提供了指導(dǎo)。研究報(bào)告還提供了一些政策、市場(chǎng)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(jī)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(bǔ)風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電量波動(dòng)的問題。