美国能源信息署(EIA)已经委托进行一项新的研究,调查高压直流(HVDC)线路在将可再生能源整合到电网中的作用。
结论?该机构称,该评估表明,虽然目前电力传输网络中的应用有限,但高压直流输电线路具有许多潜在优势:成本效益,更低的电力损失以及处理过载和防止级联故障的能力。
反过来,这些属性意味着如果配置得当,高压直流输电线路可以帮助缓解与可再生能源发电相关的一些运行问题。该机构解释说,可再生资源可以分为两类生成源:可分派和不可分派。可调度发电机可响应实时系统操作员指令以增加或减少输出。在可再生能源发电厂中,那些受地热和生物质资源推动的电厂被认为是可调度的。
不可分派的可再生能源,例如由太阳能和风能推动的可再生能源,取决于自然资源的可获得性。因此,根据EIA的说法,这些技术对调度信号的响应能力有限。另一方面,水力发电机属于这些类别; 他们通常可以对调度信号做出响应,但他们通常会遇到季节性操作限制,无法完全调度。
该机构表示,不可分派的可再生资源(例如太阳能和风能)的不断增加的部署和普及可能会导致运营问题,例如系统需求高或低时期的电力生产不足或过度产生。这些波动可能会增加对额外电网服务的需求,以保持电力供需平衡。此外,据该机构称,一些可再生资源,尤其是风能,可能受到地理限制,最好的资源位于远离电力需求高的地区。
来源:EIA
输电线路促进了从发电站到本地配电网的大量电力输送。美国电力传输网络包含约700,000电路英里的线路,其中大多数线路使用交流电(AC),这就是典型的电力生成和交付给最终用户的方式。
根据EIA的说法,尽管目前的电力传输网络应用有限,但直流(DC)传输线相对于交流线路具有一些优势:直流传输线在长距离应用中更具成本效益,电力损失更低,更合适对于水下应用,可以处理较长时间的过载操作,并且可以防止在电网中传播的级联故障。
最近的一些高压直流输电线路的建议提出将风力发电从高风力资源区域转移到高电力需求区域作为主要项目目标的能力。该机构解释说,如果配置合理,直流输电还可以帮助最大限度地减少运营问题,例如电力生产不足或过度生产,或需要增加与可再生能源发电相关的辅助服务。
该研究还检验了构建高压直流线路的潜在成本。根据对最近提案和相关监管文件的审查,高压直流输电项目的每英里成本从117万美元到862万美元不等。
EIA指出,换流站的成本占HVDC项目总固定成本的60%,是高压直流配置中考虑的一个主要成本项目。其他因素包括监管问题,包括选址问题; 部署多端HVDC网络的困难; 偏好较小,成本较低的解决方案; 以及各个项目缺乏标准化。