烟尘和高温导致的断电严重冲击澳大利亚夏季太阳能和风电产能

  • 2020年06月22日
  • 作者: Selina Shi

    Selina Shi

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  • 翻译: Selina Shi

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图片来源:网络

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在过去的这个夏天,澳大利亚主电网的任务就是维持电力供应。这一期间,澳大利亚的温度和需求水平均创下记录,面临的问题包括前所未有的丛林大火、电网损失、化石燃料发电机故障,此外,还有两个意想不到的、让情况更加复杂的新问题­——烟尘造成的太阳能产能损失以及极端温度下风电的突然损失。

澳大利亚能源市场运营商(AEMO)编写的《夏季运营回顾》指出了这些问题。报告表示,尽管经历了一个非同寻常的夏季——极端高温、特大火灾、一些地区山洪暴发,但电力系统依然是安全的。

然而,出现了两个有趣的新问题。与化石燃料发电机和暴风雨对网络的破坏不同,在夏季之前,人们并没有预料到会出现这些与风能和太阳能输出有关的、越来越多的问题。

最出人意料的是AEMO所说的,风能导致的“极端温度造成的断电”。AEMO表示,这是南澳大利亚州和维多利亚州首次出现多起大规模断电事件。

其中最引人注目的一天是12月20日。在这史无前例的热浪尾声,当天的阿德莱德气温达到45℃,墨尔本气温达到43.5℃。

AEMO表示,涡轮机轮毂处的高温超过了40℃(有的轮毂高度超过100米),这导致涡轮机顶部设备因 "高温出现断电"。

维多利亚州的问题尤为严重。尽管全天风速仍相当稳定,但从中午到下午5点半,该州风电输出下降了约800MW,同时,需求量也创下记录。由于担心缺乏足够供给,AEMO收缩了应急储备。

上面这张图说明了这个问题。橙色和紫色代表维多利亚州不同地区的输出,绿色代表平均风速,红色代表平均温度。

1月31日再次出现高温断电情况,此次伴随着间歇出现的强弱风,网络情况极不稳定。最终,暴风雨撕毁了维多利亚州和南澳州之间的主要连接,令南澳州做为能源 "孤岛 "运作了两个多星期。

这并不是唯一给电网运营商带来棘手问题的新情况。12月和1月,由于全国各地的大规模丛林大火造成的烟雾和霾,再加上高浓度尘埃,太阳能电站产能降幅有时会达到6%-13%。户用屋顶光伏也受到类似影响。

这些影响风能和太阳能的事件存在的问题不在于它们的发生,而在于预测它们的难度。管理电网基于的假设是,大规模煤电厂和天然气电站可能而且确实会突然跳闸,电线在极端天气下会有危险。

AEMO需要的是更高的可预见性。关于烟雾问题,AEMO考虑通过获取卫星图像、更新数字天气模型以及加强人员培训以确保理解和准确预测烟雾风险。

关于风力问题,AEMO希望制造商能够像煤电厂和天然气电站业主一样,能够坦然面对并就降速风险进行更多沟通。AEMO已经要求这些在极端天气下同样甚至更容易受到产能下降影响的电站这样做了。

AEMO表示,去年夏天是澳大利亚有记录以来第二热的夏季,需求量也创下纪录(1月31日为38.05GW)。此外,澳大利亚还经历了创纪录的输电分离事件(共6次)、"非计划输电中断"(见下表)事件以及市场干预次数。大部分干预措施都是为了在风暴吹垮主要电力线路后应对南澳州与电网的长时间分离。

煤炭和天然气发电机也在高温下萎靡不振,在夏季创下了各自发电量损失记录。AEMO表示,"与以往的极端高温事件一样,常规发电机出现了实质性的输出降速,"由于煤炭和天然气发电机的意外损失,新南威尔士州不得不两次调用紧急储备。

AEMO首席执行官Audrey Zibelman表示,由于气候条件会日益恶化,去年夏天的经历让人们进一步意识到为电网提供更多弹性以及适合的监管安排的重要性。

声明表示,"澳大利亚的有形电力基础设施正日益面临持续时间更长、更极端的气候和丛林火灾的挑战,这些事件对输电和发电基础设施构成了威胁,由于火灾、灰尘、烟雾和雾霾会影响输电网络和太阳能输出,所以这些事件除了令设施降级,还会带来预测挑战,"

 Zibelman补充表示,"尽管面临着前所未有的挑战,但电力系统安全得到了维护。""整个夏季,我们通过进行充足的储备以及整个行业付出的艰苦努力取得了这一成果,从而得以管理一些非常复杂的、具有挑战性的气候相关事件。“

"从我们去年夏天的经验来看,非常明显,规划必不可少,我们如何才能最充分的保障澳大利亚能源基础设施应对这些罕见极端事件的能力, AEMO与政府、行业和其他利益相关方就此做出的评估至关重要。"

这些措施包括各州之间的互联互通,趸售需求响应的整合,更灵活的市场设计以及能源部长们于3月份同意的临时可靠性措施。Zibelman表示,这会提升弹性、深化竞争,确保能源系统管理极端天气冲击的能力,提高成本效益。

她还指出,监管流程需要更全面的考虑网络项目的弹性效益。由于未能做到这一点,南澳州和维多利亚州政府已在正常的监管投资之外采取了快速提升能源安全的措施。

这些州正在努力追赶西澳州。由于西澳州拥有一个独立的电网,所以没有受制于同样的监管限制。

(责任编辑:Selina Shi)

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