深圳核电~美国加州方案300亿美元晋级电网

美国西部的加利福尼亚州（简称“加州”），是美国人口第一大州。这两年一再呈现在媒体的报导中，是这儿的高温、森林大火和停电。

2020年8月，加州忍受了炙热高温的折磨，南加州部分城市气温乃至到达了46摄氏度。热浪让电网迈向溃散边际。其时，数以十万计的民众不得不每日轮番面对拉闸限电。

这是自2007年以来加州电力体系独立运营商CAISO 初次在已采纳一切缓解办法的状况下，电网供电仍不能满意预期的电力需求。

其时，时任总统特朗普还在推特上写道:“在加州，民主党人成心轮番停电，让美国人处于漆黑之中。

只是半年之后，德州也因极寒气候停电引发重视。和其他州不一样的是，德州大部分地区的电力供应是彻底独立的，具有自己的电网公司ERCOT，和美国西部电网是彻底断开的。当德州发电体系溃散的时分，其他州就算电力充裕，也是无能为力。

高温盛暑，拉闸限电；寒潮来袭，停水断电。作为美国经济与人口前两位的大州，加州和德州的电力体系却呈现如此严峻的断电事端，树立安稳安全的电力供应体系成为美国联邦政府和各州政府的重要议程。

拜登在2021年提出重建更好法案（（Build Back Better，简称BBB），方案用1000亿美元建造一个更有弹性的电网。

日前，加州电网运营商CAISO发布的一份规划文件提出，到2040年，加州向清洁电力转型将需求305亿美元的高压大容量输电基础设备出资，以将潜在的121GW新电池存储和可再生动力出产结合起来。

斥巨资建造安稳电力体系

加州是美国清洁动力的领头羊，2020年的停电事情，有人以为是动力转型配套没跟上。

新动力转型，电力体系的结构日益杂乱，规划也愈加巨大。满足的电力供应以保证安全可靠的电网功用是成功施行可再生动力驱动电网清洁转型的要害。

CAISO发布的这份文件名为《20年输电展望》（20 Year Transmission Outlook），也是这个组织初次发布20年展望。文件概述了加州完成清洁动力方针的长时刻基础设备需求。

“加州电网迫切需求更活跃、更长时刻的输电规划和协调。” CAISO首席执行官 Elliot Mainzer表明。

这份规划文件表明，为完成2045年100%清洁供电的方针，要求加州添加53.2GW的公用事业太阳能，而2020年约为14GW；来自怀俄明州等其他州的37GW电池存储和12GW风能。

其他2040年规划包含来自加州中部和北部滨海项目的10GW起浮海优势电、4GW 长时刻储能、2.3GW 地热和 2.2GW 内陆风电。

该规划指出，衔接这些新资源将触及“严峻”重型传输开发。考虑到这些设备所需的交给时刻，首要是因为取得通行权和环境答应的要求，这使得加州组织的长时刻规划愈加重要。

《20年输电展望》指出，加州在未来10到20年内面对着对新的可再生资源的史无前例的需求。

急进的可再生动力方针影响加州电网的可靠性

加州电网北部与俄勒冈州电网互联，南部与亚利桑那州、墨西哥等电网互联。其电网输电体系首要包含 500、345、220kV等若干个电压等级，由多家电网公司一起运营，其间最大的电网公司为太平洋煤气与电力公司(PG&E)，运营规划掩盖加州全网80%以上。

2020年，加州电网总发电量达19万GWh，其间燃气机组发电达9万GWh，处于电网发电首位，占比48%。光伏发电占比16%次之，水电为11%，位列整个发电体系第三。其次是核能，风电，地热能等。

2018年9月，时任加州州长杰里布朗签署了名为《California Renewables Portfolio Standard Program：emissions of greenhouse gases》的清洁动力法案(SB100法案)。该法案方针力求到2026年可再生动力发电量将占全州发电量的50%；到2030年该份额提高到60%；到2045 年完成100%可再生动力和零碳电力供应。

与此同时，加州还提早停运或报废了一些核电和燃气机组。在根本负荷天然气和核电方案退役的状况下，迫切需求具有代替资源来保持电网的可靠性。

电网的不安稳体现在继续高温的呈现导致用电量激增。加州继续呈现了较为严峻的电力短少状况。

燃气机组的本钱高于可再生动力电站，加州发电商以为假如没有容量商场的补助，出资燃气电厂将难以盈余。短少容量商场等激励机制，加州发电商短少添加天然气机组装机容量的动力。燃气机组容量缺乏约束了 CAISO 应对短时刻内可再生动力大幅动摇的才能。

CAISO发布的该公司2021年度夏日负荷和资源评价调查报告指出，加州电网的动力安全状况在夏日得到改进，其间一个要素是布置的电池储能体系的装机容量将会敏捷增长，而在夏日的极点热浪期间，电网依然简单遭到供电压力影响。

不断添加的光伏-“鸭子曲线”

加州素有“阳光之州”的美誉，具有丰厚的太阳能资源。太阳辐射强，日照时刻长，均匀日照峰时超越五小时。也正是因为可再生动力的快速增长，加州一天傍边的电力净负荷状况变成了“鸭子曲线”。

因为太阳能发电在正午到达顶峰，跟着太阳的下山而逐步下降。使得电网内其他热电厂在白日则根本较闲暇，而到黄昏时分就敏捷添加发电量。这就形成了一个“鸭子”形根本负荷曲线。

可再生动力出产顶峰期过度发电的危险很高，而当光照中止时，发电需求会在几个小时内发生巨大变化。

“鸭子曲线”发生的首要要素是光伏发电量在正午时到达最大，在黄昏没有太阳能时消失，但此刻的电力需求却急剧上升。而此刻光伏发电无法满意这种需求。“鸭子曲线”源自美国加州电力体系模型，是指加州电网内热电厂一天的净负荷曲线，因曲线形似一只鸭子而得名。

加州不断添加的光伏使电力净需求曲线为典型的“鸭子曲线”，所以需求很多灵敏的机组来保持实时电力供需平衡。

极点高温、风电出力削减、初期的弹性警报作用欠安、急进的可再生动力方针、电网灵敏性资源缺乏、灵敏性调理产品失效、加州电网总装机容量缺乏、加州电网难以与其他电网互济以及加州电力商场机制问题。

跟着可再生动力技术价格的稳步下降，越来越多的国家和地区开端施行活跃的可再生动力组合规范(RPS)方针，要求添加供应电力需求的可再生资源数量。

完成100%可再生动力供应进程完成传统动力、可再生动力和储能协调发展尤为重要。

未来高份额新动力接入将对电网灵敏调理才能提出极高的要求，因而需求在评价电力体系安全性及新动力接入承载力的基础上，合理优化电源结构，建造必要规划的惯例电源，装备满足的灵敏性调理电源，提高新动力消纳才能，推进完成动力绿色低碳转型。