Стан трансформації енергетичної системи 2019 Гнучкість енергетичної системи - Аналіз - МЕА

Гнучкість системи живлення

Стан трансформації енергетичної системи 2019

Звіт про цитування

МЕА (2019), Стан трансформації енергетичної системи 2019, МЕА, Париж https://www.iea.org/reports/status-of-power-system-transformation-2019

Копіювати в буфер обміну

Поділіться цим звітом

У цьому звіті

Резюме

Електроенергетичні системи у всьому світі зазнають значних змін, зумовлених, зокрема, зростаючою доступністю дешевих змінних відновлюваних джерел енергії (VRE), використанням розподілених енергетичних ресурсів (DER), досягненнями в оцифруванні та зростанням можливостей для електрифікації. Цими змінами можна керувати в процесі трансформації енергосистеми (PST).

Статус трансформації енергетичної системи 2019 визначає проблеми та можливості для розблокування гнучкості системи та прискорення PST. Багато відомих стратегій, підходів та інструментів для підтримки гнучкості енергетичної системи можна легко застосувати та адаптувати до енергосистем.

Існує кілька категорій активів енергосистеми, які можна використовувати для забезпечення гнучкості. Звичайні електростанції в даний час є переважним джерелом гнучкості системи в сучасних енергетичних системах, і існує безліч стратегій для подальшої «гнучкості» цих ресурсів. Джерела VRE, такі як вітрові та сонячні фотоелектричні електростанції, з’являються як ресурс гнучкості, і кілька країн нещодавно запровадили ринкові реформи та правила, що активізують гнучкість VRE. Електричні мережі залишаються важливим фактором, що сприяє гнучкості системи, і доступний цілий ряд політичних та регуляторних інструментів для зменшення ризику нових інвестицій у мережі та сприяння більш «системному» розгортанню VRE. Зберігання енергії, зокрема акумуляторні системи накопичення енергії (BESS), стають конкурентоспроможними постачальниками гнучкості. Модифікації політичної, ринкової та нормативної бази забезпечують можливість участі BESS в енергосистемі для надання послуг гнучкості. ПЕД пропонують значний потенціал гнучкості, але можуть вимагати ринкових та регуляторних реформ для надання цінних послуг з гнучкості системи.

Існує усталений і швидко зростаючий набір знань про успішне управління сучасними енергосистемами в перехідному періоді. Існує значна кількість знань, досвіду та досвіду, накопичених PST за останнє десятиліття. Багато заходів для підтримки гнучкості енергетичної системи можна легко застосувати та адаптувати до енергосистем, до них належать модифікації: енергетичних стратегій; правові рамки; політика та програми; нормативні рамки; правила ринку; протоколи роботи системи; та коди з'єднання.

Усі активи енергосистеми можуть надавати послуги гнучкості, якщо це передбачено відповідною політикою, ринком та нормативно-правовою базою. Навіть ресурси VRE з'являються як ресурс гнучкості. Кілька країн (наприклад, Австралія, Ірландія, Іспанія та США) запровадили ринкові реформи та правила, що активізують гнучкість VRE. У Сполучених Штатах продемонстровано інноваційні гнучкі інвестиції у модернізацію існуючих звичайних електростанцій, таких як гібридизація з BESS. Просуваючись вперед, зусилля щодо модифікації кодексів підключення та ринкових правил будуть ключовими для всіх активів - включаючи електростанції, електромережі, ПЕД та сховища енергії - для отримання справедливої винагороди за свої гнучкі послуги.

Електричні мережі залишаються критично важливим фактором гнучкості системи. Різні політичні та регуляторні інструменти можуть зменшити ризик нових інвестицій у мережу на підтримку гнучкості системи та сприятимуть більш “системному” розгортанню VRE. У Сполученому Королівстві регулюючий режим "обмеження і зниження" пом'якшує інвестиційний ризик у проектах взаємозв'язку торговців, захищаючи інвестора в роки з низьким ринковим доходом в обмін на обмеження доходів у роки з високими доходами. Недавній аналіз китайської енергетичної системи в 2035 році Міжнародним енергетичним агентством (МЕА) показує, що посилення координації з метою кращого використання існуючих регіональних зв'язків може дати значні економічні та екологічні вигоди. В Індії стратегія сонячних парків допомагає пом'якшити ризики підключення до мережі для розробників, одночасно сприяючи більш системному впровадженню сонячної фотоелектрики (PV).

Системи акумуляторної енергії стають конкурентоспроможними постачальниками гнучкості. Модифікації політичної, ринкової та нормативної бази можуть пришвидшити впровадження BESS та забезпечити можливість участі цих ресурсів у енергетичній системі для надання послуг гнучкості. Подальші регуляторні нововведення можуть допомогти розблокувати безліч потоків цінності накопичення енергії. Австралія, Великобританія, США та Директиви ЄС щодо електроенергетики пропонують корисні приклади регуляторних нововведень.

Розподілені енергетичні ресурси пропонують значний потенціал гнучкості, але можуть вимагати ринкових та регуляторних реформ. Можна запровадити ініціативну політику та інноваційні нормативні акти, щоб дозволити агрегаторам ПЕР та впорядкувати реєстрацію ПЕР, щоб надати цінні гнучкі послуги. З’являються інноваційні підходи, що дозволяють агрегувати ПЕД, як це продемонстрували віртуальні електростанції в Італії та Фінляндії. У Німеччині випробовується ринковий підхід до використання ПЕД для надання локалізованих послуг з гнучкості, щоб полегшити перевантаження мережі. У Сінгапурі використання ПЕД для надання гнучкості послуг стало можливим завдяки лібералізації роздрібного ринку.

Вступ

Гнучкість енергосистеми визначається як «здатність енергосистеми надійно та економічно ефективно управляти мінливістю та невизначеністю попиту та пропозиції у всіх відповідних часових строках, починаючи від забезпечення миттєвої стабільності енергосистеми до підтримки довгострокової безпеки постачання» 1,2. Гнучкість - це вже важлива характеристика всіх енергосистем. Доступний цілий ряд оперативних, політичних та інвестиційних втручань, щоб зробити сучасні системи більш гнучкими, тим самим полегшивши чисту, надійнішу, стійкішу та доступнішу енергію. Однак очевидно, що під час PST необхідний більший акцент на підтримці гнучкості енергосистеми, щоб сприяти та сприяти переходу до більш доступних, чистих, надійних та еластичних енергосистем.

Гнучкість енергосистеми стала глобальним пріоритетом

Зростаюча популярність VRE - та пов'язані з цим проблеми “системної інтеграції” - є одним з найважливіших факторів PST у всьому світі, і різні рівні проникнення VRE вимагають нового підходу до забезпечення гнучкості енергосистеми. МЕА розробило етапну категоризацію, щоб охопити зміни, які VRE може мати на енергосистеми, а також пов'язані з цим питання інтеграції. Інтеграція VRE може бути класифікована на шість різних фаз 3. Ця система може бути використана для визначення пріоритетів різних заходів для підтримки гнучкості системи, виявлення відповідних викликів та реалізації відповідних заходів для підтримки системної інтеграції VRE (рис. 1).

Змінна відновлювана енергія є ключовим фактором вимог до гнучкості системи

Рисунок 1. Основні характеристики та виклики на різних етапах системної інтеграції