Кривая утки

— Кривая утки это график производства электроэнергии в течение дня, который показывает временной дисбаланс между пиковым спросом и выработкой солнечной энергии . График напоминает сидящую утку, поэтому и был создан этот термин. ^[2] в коммунальных масштабах используемый при производстве электроэнергии Этот термин, , был придуман в 2012 году Независимым системным оператором Калифорнии . ^[3]^[4]

Солнечная энергия

На некоторых энергетических рынках ежедневный пик спроса возникает после захода солнца, когда солнечная энергия больше не доступна. В местах, где установлено значительное количество солнечных электростанций, количество энергии, которая должна быть выработана из источников, отличных от солнечной или ветровой, быстро увеличивается ближе к закату и достигает пика в середине вечерних часов, образуя график, напоминающий силуэт утки . ^[5]^[6] На Гавайях широкое внедрение солнечной генерации привело к появлению более выраженной кривой, известной как кривая Несси. ^[7]^[8]

Без какой-либо формы хранения энергии , после периодов высокой выработки солнечной энергии, энергетические компании должны быстро увеличивать другие формы производства электроэнергии примерно во время захода солнца, чтобы компенсировать потерю солнечной генерации, что является серьезной проблемой для сетевых операторов, где наблюдается быстрый рост фотовольтаика . ^[9] Хранилища, такие как гидроэлектростанции с плотинами, могут решить эти проблемы, если их можно будет реализовать. ^[10] Батареи кратковременного использования, при достаточно большом масштабе использования, могут помочь сгладить кривую утки и предотвратить колебания использования генератора, а также могут помочь поддерживать профиль напряжения. ^[11]

Стратегии смягчения последствий

Методы решения проблемы быстрого увеличения спроса на закате, отраженного в кривой утки, которая становится более серьезной по мере роста проникновения солнечной генерации, включают: ^[11]

Установка более управляемой генерации
Ориентация некоторых солнечных коллекторов на запад, чтобы максимизировать выработку энергии ближе к закату. ^[12]
Хранение энергии ^[12] включая:
- Гидроаккумулирующая гидроэлектроэнергия
- Аккумулирующие электростанции. Их можно размещать совместно с солнечными электростанциями, рассчитанными на мощность постоянного тока выше номинала переменного тока. ^[13] или на других подходящих объектах, включая старые электростанции, работающие на ископаемом топливе, чтобы использовать существующую инфраструктуру передачи (например, электростанцию Мосс-Лендинг ).
- Солнечная тепловая энергия с накопителем тепловой энергии
- Кондиционер для хранения льда
- Использование аккумуляторов в электромобилях для временного хранения ( от автомобиля к сети ) ^[14]
- Power-to-X , хранение излишков электроэнергии в химической форме, например, в водороде.
- Производство зеленого водорода из воды в часы пик производства солнечной энергии
Управление спросом на энергию , включая:
- Цены по времени использования (TOU) и цены в реальном времени
- умных сетей Технология
- Передача электроэнергии с запада, где светит солнце, на восток, где солнце низко или зашло.

Основная задача заключается в развертывании мощностей по смягчению последствий такими темпами, которые соответствуют росту производства солнечной энергии. Эффекты «уточной кривой» проявились быстрее, чем ожидалось. ^[15]

Кривая утки в Калифорнии

Независимый системный оператор Калифорнии (CAISO) отслеживает и анализирует «Утиную кривую» и ее будущие ожидания уже около полувека, и их самым большим открытием является растущий разрыв между ценами в утренние и вечерние часы по сравнению с ценами в полдень. ^[1] Согласно исследованию 2016 года, Управление энергетической информации США обнаружило, что цены на оптовом рынке электроэнергии за последние шесть месяцев в период с 17:00 до 20:00 («утиная шея») выросли до 60 долларов за мегаватт-час. по сравнению с примерно 35 долларами за мегаватт-час за тот же период в 2016 году. ^[5] Однако, с другой стороны, они зафиксировали резкое снижение цен в полдень, приблизившись к 15 долларам за мегаватт-час. ^[5]^{[ нужно обновить ]} Эти высокие пики и глубокие долины лишь демонстрируют продолжающуюся тенденцию к дальнейшему расхождению, что делает эту «утиную кривую» еще более распространенной, поскольку производство возобновляемой энергии продолжает расти. ^[6]^[2]^[16]

Важнейшая часть этой кривой зависит от чистой нагрузки («разница между ожидаемой нагрузкой и ожидаемым производством электроэнергии из ряда возобновляемых источников энергии»). ^[5] В определенное время года (а именно весной и летом) кривые в полдень создают вид «живота», который затем резко увеличивается, изображая «арку», похожую на утиную шею, отсюда и название «Утиная диаграмма». ^[17]«Эта «шея» представляет собой скорость линейного изменения от 10 до 17 ГВт за 3 часа (после полудня) в 2020 году, которая должна обеспечиваться за счет гибкой генерации. ^[18] В полдень вырабатывается большое количество солнечной энергии, что частично способствует снижению спроса на дополнительную электроэнергию. ^[19] Сокращение влияет на кривую. ^[18] Увеличение емкости аккумулятора может смягчить проблемы, связанные с избытком солнечной энергии в течение дня. Когда избыток солнечной энергии сохраняется в течение дня и используется вечером, разница в ценах между недорогой дневной и дорогой вечерней энергией может быть уменьшена. Существует достаточное количество солнечных технологий, чтобы обеспечить энергией мир, но в настоящее время отсутствует инфраструктура для хранения солнечной энергии для последующего использования. ^[9] Избыток предложения энергии во время низкого спроса в сочетании с недостатком предложения во время высокого спроса объясняет большую разницу между полуденными и вечерними ценами на энергию. По состоянию на 2022 год ^[update], до 6 ГВтч перемещается в день из периодов низких цен в периоды высоких цен. ^[20]

См. также

Темное спокойствие

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «Калифорния ISO – Отчетность по возобновляемым источникам энергии» . www.caiso.com .
^ Jump up to: ^а ^б Аземена, Анри Жоэль; Аяди, Али; Самет, Ахмед (2022). «Объяснимый искусственный интеллект как подход к решению проблемы утиной кривой» . Procedia Информатика . 207 : 2747–2756. дои : 10.1016/j.procs.2022.09.333 .
^ Робертс, Дэвид (20 марта 2018 г.). «Самая большая проблема солнечной энергетики была обнаружена 10 лет назад. Она похожа на утку» . Вокс . Проверено 20 марта 2018 г.
^ Степлер, Грегори. «Калифорнийские фанаты сетки: сглаживание «утиной кривой» » . Зеленый Биз . Проверено 9 мая 2021 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Денхольм, Пол; О'Коннелл, Мэтью; Бринкман, Грегори; Йоргенсон, Дженни (ноябрь 2015 г.). «Перегенерация солнечной энергии в Калифорнии: практическое руководство по утиной диаграмме» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии . НРЕЛ/ТП-6А20-65023.
^ Jump up to: ^а ^б Вирфс-Брок, Иордания (2 октября 2014 г.). «Вопросы IE: почему Калифорния пытается обезглавить утку?» . Внутренняя энергия . Проверено 29 октября 2016 г.
^ «Диаграмма впечатляющего роста солнечной энергии на Гавайях» . Энергетический коллектив . Архивировано из оригинала 3 июля 2018 года . Проверено 4 февраля 2015 г.
^ «Пейзаж солнечной сети Гавайев и кривая Несси » . 10 февраля 2014 года . Проверено 10 января 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Что говорит нам утиная кривая об управлении зеленой сетью» (PDF) . caiso.com . Калифорния ИСО . Проверено 29 апреля 2015 г.
^ Уоллах, Омри (4 апреля 2022 г.). «Объяснение утиной кривой солнечной энергии» . Элементы Visual Capitalist . Проверено 28 декабря 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б Лазар, Джим. «Учим «Утку» летать» (PDF) . РЭП . Проверено 29 апреля 2015 г.
^ Jump up to: ^а ^б Воррат, Софи (30 августа 2020 г.). «Тарифы на солнечную энергию изменились в пользу батарей, электромобилей и панелей, ориентированных на запад» . ОбновитьЭкономику . выровнять «кривую солнечной утки». . установите батареи и панели, выходящие на запад, что поможет увеличить выработку солнечной энергии в дневно-вечерний пик.
^ «Пришло время начать тратить солнечную энергию» . 29 декабря 2020 г. Проверено 31 декабря 2020 г.
^ Пайпер, Джулия (9 мая 2019 г.). «Электрический райдшеринг приносит пользу электросетям, и у EVgo есть данные, подтверждающие это» . www.greentechmedia.com . Архивировано из оригинала 18 октября 2020 года. Заряжаясь в середине дня, парки LDV в сети EVgo также помогают решить проблему «уточной кривой», когда полезная нагрузка в полдень падает из-за большого количества солнечных лучей в сети.
^ «Кривая калифорнийской утки реальна и больше, чем ожидалось» . 3 ноября 2016 г. Проверено 10 января 2017 г.
^ «Оценка летних нагрузок и ресурсов 2021 года» (PDF) . Калифорния ИСО. 23 мая 2021 г. с. 36. Архивировано (PDF) из оригинала 12 мая 2021 года. Растущее количество фотоэлектрической солнечной генерации, подключенной к сети ISO, продолжает изменять профиль чистой нагрузки ISO и создает больше проблем и неопределенности для операций ISO. Результатом является постоянно возрастающая потребность в наращивании мощностей, значительно превышающая то, что требовалось от парка генерирующих ионов в прошлом, как в сторону повышения, так и в сторону понижения. Кроме того, солнечная генерация не обеспечивает значительной мощности в часы, заканчивающиеся с 19:00 до 21:00, что приводит к зависимости от газа и других несолнечных источников энергии после захода солнца. Продолжающееся снижение количества диспетчеризуемой генерации в ISO по мере выхода из эксплуатации диспетчеризованных единиц начинает бросать вызов способности системы ISO удовлетворять чистый пиковый спрос после заката и гибкие требования к мощности.
^ «Данные EIA показывают реальную и растущую кривую уток в Калифорнии» . Проверено 1 декабря 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Окончательная оценка потребностей в гибком потенциале на 2022 год» (PDF) . Калифорния ИСО. 14 мая 2021 г. стр. 9–10. Архивировано (PDF) из оригинала 7 января 2022 года.
^ «Мир перевернулся» . Экономист . Проверено 1 декабря 2017 г.
^ Мюррей, Кэмерон (13 апреля 2022 г.). «Нагрузка аккумуляторных батарей в сети CAISO увеличивается до 6 ГВтч в день; оператор следит за ценами, привязанными к SoC» . Новости хранения энергии . Архивировано из оригинала 29 апреля 2022 года.

Внешние ссылки

Хранение энергии и калифорнийская «утиная кривая»

[:0-1] Jump up to: ^а ^б «Калифорния ISO – Отчетность по возобновляемым источникам энергии» . www.caiso.com .

[Azemena_2022_2747–2756-2] Jump up to: ^а ^б Аземена, Анри Жоэль; Аяди, Али; Самет, Ахмед (2022). «Объяснимый искусственный интеллект как подход к решению проблемы утиной кривой» . Procedia Информатика . 207 : 2747–2756. дои : 10.1016/j.procs.2022.09.333 .

[3] Робертс, Дэвид (20 марта 2018 г.). «Самая большая проблема солнечной энергетики была обнаружена 10 лет назад. Она похожа на утку» . Вокс . Проверено 20 марта 2018 г.

[4] Степлер, Грегори. «Калифорнийские фанаты сетки: сглаживание «утиной кривой» » . Зеленый Биз . Проверено 9 мая 2021 г.

[:1-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Денхольм, Пол; О'Коннелл, Мэтью; Бринкман, Грегори; Йоргенсон, Дженни (ноябрь 2015 г.). «Перегенерация солнечной энергии в Калифорнии: практическое руководство по утиной диаграмме» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии . НРЕЛ/ТП-6А20-65023.

[:2-6] Jump up to: ^а ^б Вирфс-Брок, Иордания (2 октября 2014 г.). «Вопросы IE: почему Калифорния пытается обезглавить утку?» . Внутренняя энергия . Проверено 29 октября 2016 г.

[:3-7] «Диаграмма впечатляющего роста солнечной энергии на Гавайях» . Энергетический коллектив . Архивировано из оригинала 3 июля 2018 года . Проверено 4 февраля 2015 г.

[8] «Пейзаж солнечной сети Гавайев и кривая Несси » . 10 февраля 2014 года . Проверено 10 января 2017 г.

[:4-9] Jump up to: ^а ^б «Что говорит нам утиная кривая об управлении зеленой сетью» (PDF) . caiso.com . Калифорния ИСО . Проверено 29 апреля 2015 г.

[10] Уоллах, Омри (4 апреля 2022 г.). «Объяснение утиной кривой солнечной энергии» . Элементы Visual Capitalist . Проверено 28 декабря 2022 г.

[ducks2fly-11] Jump up to: ^а ^б Лазар, Джим. «Учим «Утку» летать» (PDF) . РЭП . Проверено 29 апреля 2015 г.

[vorrath2020-08-12] Jump up to: ^а ^б Воррат, Софи (30 августа 2020 г.). «Тарифы на солнечную энергию изменились в пользу батарей, электромобилей и панелей, ориентированных на запад» . ОбновитьЭкономику . выровнять «кривую солнечной утки». . установите батареи и панели, выходящие на запад, что поможет увеличить выработку солнечной энергии в дневно-вечерний пик.

[13] «Пришло время начать тратить солнечную энергию» . 29 декабря 2020 г. Проверено 31 декабря 2020 г.

[14] Пайпер, Джулия (9 мая 2019 г.). «Электрический райдшеринг приносит пользу электросетям, и у EVgo есть данные, подтверждающие это» . www.greentechmedia.com . Архивировано из оригинала 18 октября 2020 года. Заряжаясь в середине дня, парки LDV в сети EVgo также помогают решить проблему «уточной кривой», когда полезная нагрузка в полдень падает из-за большого количества солнечных лучей в сети.

[15] «Кривая калифорнийской утки реальна и больше, чем ожидалось» . 3 ноября 2016 г. Проверено 10 января 2017 г.

[caiso2021a-16] «Оценка летних нагрузок и ресурсов 2021 года» (PDF) . Калифорния ИСО. 23 мая 2021 г. с. 36. Архивировано (PDF) из оригинала 12 мая 2021 года. Растущее количество фотоэлектрической солнечной генерации, подключенной к сети ISO, продолжает изменять профиль чистой нагрузки ISO и создает больше проблем и неопределенности для операций ISO. Результатом является постоянно возрастающая потребность в наращивании мощностей, значительно превышающая то, что требовалось от парка генерирующих ионов в прошлом, как в сторону повышения, так и в сторону понижения. Кроме того, солнечная генерация не обеспечивает значительной мощности в часы, заканчивающиеся с 19:00 до 21:00, что приводит к зависимости от газа и других несолнечных источников энергии после захода солнца. Продолжающееся снижение количества диспетчеризуемой генерации в ISO по мере выхода из эксплуатации диспетчеризованных единиц начинает бросать вызов способности системы ISO удовлетворять чистый пиковый спрос после заката и гибкие требования к мощности.

[17] «Данные EIA показывают реальную и растущую кривую уток в Калифорнии» . Проверено 1 декабря 2017 г.

[caiso2021b-18] Jump up to: ^а ^б «Окончательная оценка потребностей в гибком потенциале на 2022 год» (PDF) . Калифорния ИСО. 14 мая 2021 г. стр. 9–10. Архивировано (PDF) из оригинала 7 января 2022 года.

[19] «Мир перевернулся» . Экономист . Проверено 1 декабря 2017 г.

[20] Мюррей, Кэмерон (13 апреля 2022 г.). «Нагрузка аккумуляторных батарей в сети CAISO увеличивается до 6 ГВтч в день; оператор следит за ценами, привязанными к SoC» . Новости хранения энергии . Архивировано из оригинала 29 апреля 2022 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]