電力系統(tǒng)正在快速轉(zhuǎn)型
電力系統(tǒng)在全世界范圍內(nèi)正在加速轉(zhuǎn)型，推動這一轉(zhuǎn)變的主要有3個因素。首先是因?yàn)槌霈F(xiàn)了資源豐富且低成本的風(fēng)能和太陽能資源。其次是分布式能源的發(fā)展，包括屋頂光伏電站和智能運(yùn)輸工具（例如電動車和智能應(yīng)用設(shè)備等）。最后是數(shù)字化的普及，從發(fā)電到用戶貫穿整個發(fā)電系統(tǒng)，從而帶來了降低成本和提高性能的新機(jī)會。
這些變化正在推動電力系統(tǒng)最佳規(guī)劃和運(yùn)行方式的結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)型。它們還具有確保能源安全，特別是電力供應(yīng)安全的系統(tǒng)性含義。因此它們要求電力部門的政策制定者和相關(guān)管理者采用協(xié)調(diào)一致的積極應(yīng)對措施，具體體現(xiàn)在電力系統(tǒng)改造上。電力系統(tǒng)改造的任務(wù)是創(chuàng)造適當(dāng)?shù)臋C(jī)會、市場和監(jiān)管環(huán)境以應(yīng)對變化的影響，同時實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行和規(guī)劃實(shí)踐的升級。電力系統(tǒng)改造有利于加速投資、創(chuàng)新和使用智能、高效、靈活和環(huán)保的技術(shù)。電力系統(tǒng)改造是保證現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全的關(guān)鍵。
電力系統(tǒng)靈活性已經(jīng)成為全球優(yōu)先發(fā)展事項(xiàng)
加強(qiáng)電力系統(tǒng)靈活性通常是電力系統(tǒng)改造的重要項(xiàng)目。本報告將電力系統(tǒng)靈活性定義為電力系統(tǒng)的相關(guān)特性，這些特性有助于對供需雙方的可變性和不確定性進(jìn)行可靠和成本效益管理。在許多情況下，電力系統(tǒng)的靈活性是政策制定者和系統(tǒng)規(guī)劃人員需要考慮的一個日益重要的話題，這是由日常運(yùn)營中間歇性可再生能源（VRE）的整合以及高影響事件的強(qiáng)度和頻率不斷增加所驅(qū)動的。缺乏系統(tǒng)靈活性會降低電力系統(tǒng)的靈活性，或由于可變可再生能源的減少導(dǎo)致大量清潔電力的損失。
我們把關(guān)注點(diǎn)放在時間尺度上（從瞬間到幾年）持續(xù)平衡供需，在這些時間尺度上考慮靈活性是有用的。為了幫助理解不同的靈活性需求以及滿足這些需求的不同機(jī)制，本報告根據(jù)時間尺度對靈活性需求進(jìn)行分組，從短期（亞秒到小時）到中期（小時到天）和長期（天到年） （Table ES．1）。
重要的是，電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)靈活性帶來的可變性和不確定性進(jìn)行管理。在歷史上，這是特別需要的，以滿足多變的電力需求或一個大型發(fā)電機(jī)或輸電線的突發(fā)事件。隨著時間的推移，特別是隨著間歇性可再生能源份額的增加，對電力系統(tǒng)靈活性的要求可能會增加和改變。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)的靈活性對于管理斷電和極端天氣事件、提高靈活性和其他重要目的也是非常重要的。為了提高現(xiàn)代電力系統(tǒng)的靈活性，可以進(jìn)行許多不同的投資、業(yè)務(wù)和政策調(diào)整，靈活性可以使電力系統(tǒng)更清潔、更安全、更有彈性、更廉價。
表1．電力系統(tǒng)靈活性問題的時間尺度
關(guān)鍵點(diǎn)：系統(tǒng)靈活性解決了一系列從秒到年的跨越時間范圍的問題。
電廠在加強(qiáng)系統(tǒng)靈活性方面起著關(guān)鍵作用
基于大量的實(shí)際案例研究和數(shù)據(jù)，這份報告全面回顧了電廠如何提高電力系統(tǒng)靈活性的，提高電力安全的情況。它總結(jié)了參與清潔能源部長級會議（CEM）的先進(jìn)電廠運(yùn)營中靈活性情況的研究成果。清潔能源部長級會議的工作旨在建立政府和工業(yè)界的之間較強(qiáng)的契機(jī)和承諾，以實(shí)施使發(fā)電更加靈活的解決方案。本研究與業(yè)界相關(guān)人士緊密合作提出了解決方案，包括制造商、專家顧問、系統(tǒng)運(yùn)營人員和電廠運(yùn)營人員。
該報告展示了一些技術(shù)選擇，以及對現(xiàn)有電廠進(jìn)行靈活性改造的成功案例。它為如何分析發(fā)電廠對整個系統(tǒng)靈活性的貢獻(xiàn)提供了指導(dǎo)。研究報告還提供了一些政策、市場和監(jiān)管工具的例子，從而開拓發(fā)電廠的靈活性。研究結(jié)果表明，包括燃煤和天然氣發(fā)電機(jī)組在內(nèi)的傳統(tǒng)發(fā)電廠能夠快速采取清潔能源技術(shù)，并加速電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。根據(jù)具體的系統(tǒng)環(huán)境，可以采取一些低成本的措施，以可靠和符合成本效益的方式彌補(bǔ)風(fēng)力和太陽能發(fā)電量波動的問題。
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