期刊信息
 

刊名:自然灾害学报
主办:中国灾害防御协会;中国地震局工程力学研究所
主管:中国地震局
ISSN:1004-4574
CN:23-1324/X
语言:中文
周期:双月刊
影响因子:0.744499981403351
被引频次:76174
数据库收录:
北大核心期刊(2000版);北大核心期刊(2004版);北大核心期刊(2008版);北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);ProQuest 数据库;地学数据库;科学文摘数据库;日本科学技术振兴机构数据库;文摘与引文数据库;中国科技核心期刊;期刊分类:环境与安全
期刊热词:
自然灾害,地震,灾害,泥石流,滑坡,地震灾害,地质灾害,GIS,地理信息系统,数值模拟,

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从美国近期大停电事故的共因看当前电力安全供(4)

来源:自然灾害学报 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-07-28 14:10

【作者】网站采编

【关键词】

【摘要】停电事故不是市场机制造成的,但在灾害出现的时价格作用的发挥需要客观认识。当自然灾害发生后,电力供需产生异常供需缺口,市场实际上已经失灵,

停电事故不是市场机制造成的,但在灾害出现的时价格作用的发挥需要客观认识。当自然灾害发生后,电力供需产生异常供需缺口,市场实际上已经失灵,再用价格机制去保证供应、抑制需求作用不大,还有很大负作用,需要政府在紧急状态下进行价格管制,限制天然气价格、电价的暴涨。容量市场和特定时期稀缺电价等市场机制,只是较长期的价格信号,灾害后大幅涨价,这一部分现货电量的高电价如果传递到零售侧企业或居民,只能加深灾难影响。

高度重视高可再生能源渗透率的电力系统韧性

加州一直是美国环境和清洁能源政策的领导者,率先立法承诺碳减排,10 年来可再生能源发电量占比从12%大幅增加到31%以上,光伏发电量占20%,属于高比例可再生能源的电力系统。根据加州2018 年9 月出台的法案要求,随着淘汰化石的逐步燃料,到2024 年、2030 年、2045 年,加州电力系统中可再生能源供给占比将分别达到40%、50%和100%,实现气候友好型能源系统。由于加州陆上风电开发余地已经不大,海岸因素使海上风电成本较高,近年来加州大力发展光伏发电,2018年的法案要求三层以下的新建住房必须安装太阳能设备,并从2020年初开始执行。不断增加的光伏电量使电力需求曲线呈现典型的“鸭子曲线”,需要大量灵活的机组来维持电力供需实时平衡。但去年停限电事故表明,在极端气候条件和风能不足情况下,加州缺乏可灵活调节的发电机组来应傍晚时出现的电力供需缺口,不能保障电力供应。

得州的传统能源和新能源规模都很突出,在选择能源转型路径、应对气候变化问题上存在争议。得州2020 年风力发电量占比23%,太阳能占比2%。在过去10 年中,得州的风力发电逐渐成为该州的第二大电源,在最强季节甚至可以解决全州60%的供电需求,但冬季低于年均值。今年极寒天气下,由于缺乏防冻设计和措施,约有60%风力发电机冻结,太阳能发电能力一度近零,新能源虽然不是造成停电的第一因素,但自身出现问题的比例较高,也促成了电力供应的不可靠性。

在新能源发展过程中,必须有灵活性电源保障,常规能源、可再生能源和储能协调发展。加州自2010年以来的10 年间,已有7 个电厂、共计770万千瓦发电容量的燃气电厂退役,2台112.7 万千瓦核电机组退役,并且计划在2025年关闭最后一座核电站,还要求火电、核电停止使用直流冷却系统,将导致1900 万千瓦电厂需新建蒸发冷却设备或者退役,使得系统容量储备大大降低。在风电光伏发电没有完全解决其波动性问题之前,如果不能做到协调发展,为电力系统提供充足的有效容量,将来在极端气候事件下停电事故的再次发生难以避免,加州给出了实际的例证。

新能源加储能是一种成本较高的组合,加州和得州事故后需要更加重视储能建设。加州的电力储能已经比较领先了,但储存能力与需求相比还非常小,停电事故后储能将得到快速发展。据介绍,今年年初CAISO 只有550兆瓦电池储能,预计到今年夏天会增加到1750 兆瓦,到2022 年、2023 年、2024 年可能会达到3000、4000、5000兆瓦的电池规模,足以显示出自去年停电事故后,储能的发展具有了更高的战略地位。

实施需求侧响应

在加州事故中,当电力供应不足时,CAISO发布紧急状态信息和弹性警告,呼吁用户通过错峰用电、调高空调温度等措施节约用电,初期效果不佳,实际需求峰值反而超过日前预测峰值;进入二级紧急状态后,则启动了需求侧响应以缓解供需矛盾,在轮流停电发生后的持续高温日子里,用户积极响应呼吁自愿节电,使得多天的实际负荷低于预测,避免了电力供应再次中断,取得了良好效果,需重视需求响应常态化。目前,美国已经广泛推进智能电能表的安装工作,包括空调控制芯片,将可有效调整电量供给,充分利用可再生能源。CAISO 与一些可中断负荷和可调节负荷签订合同,在需求高峰供应不足的情况下,可以削减或中断供电并给予一定的经济补偿。

重视危机的社会管理

加州和得州的停限电事故都是在极端气候条件下发生的公共危机。由于美国用电以居民、商业用电为主,工业用电比例低,轮流停电切的主要是居民用户负荷。在酷热、极寒的条件下,人民日常生活乃至生命安全受到严重影响,其中得州进入重大灾难状态,因电力供应短缺引起电力现货批发价格飙升,带来民生问题和强烈的、大范围的舆论冲击,已经威胁到了地区的社会稳定。如同同期的疫情管理,事故中表现出社会治理体制在重大灾难面前的不适应。对于难以避免的停电事故,需要向社会做好预告、疏导和善后处理工作,尽量减小极端事件对民众和社会的冲击。

文章来源:《自然灾害学报》 网址: http://www.zrzhxb.cn/qikandaodu/2021/0728/1348.html

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