“需求灵活化”验证取得进展
在美国西弗吉尼亚州劳雷尔山,沿着山脊设置有61座风力发电设备,占地长约20公里。这是2011年10月启动的98兆瓦风电场。在该风电场,作为并网设备设置有美国最大级别的32兆瓦锂离子电池。设置并运用该蓄电池的是AESEnergyStorage公司。通过与蓄电池充放电联动,随时调整随着风力状况时刻变动的风力发电输出,从而维持了电力公司要求的电能质量,将电力输入电网。
AES Energy Storage自2007年创立以来,包括在建设施在内,在美国的5个供电运用辖区等共设置及运营着多达76兆瓦的系统蓄电池。相关需求非常大,该公司目前正在开发500兆瓦的蓄电池系统。
在美国,随着风力发电及太阳能发电的增加,用于吸收其变动的辅助用途燃气发电站及蓄能设备需求日益增大,这一趋势已经凸显。AESEnergytorage的业务日益扩大,就是一个例证。除了蓄电池,还有将成本更低的飞轮及压缩空气用作能源储存手段的尝试。
不过,增设辅助电源及蓄能设备,需要在电网上配备开工率较低的设备。这样会使得电力系统整体运营成本提高,最终导致电价上升。因此,在欧美智能电网实证试验中,优先进行的尝试是根据供电实现“需求灵活化”,也就是从技术及制度角度验证控制用电方拥有的电力设备。
高速ADR备受期待
在北美,“需求响应”(DR)正日益普及,具体内容是,如果预计电力供求会出现紧张,就在1天前通知用电大户等,请其抑制电力需求,并支付相应费用。
还有将这一体制应用于增加风力及太阳能发电可并网量的尝试。并不是在1天前要求抑制电力需求,而是根据天气变化进行灵活应对,以分钟为单位事先提出要求,委托用电方抑制电力需求。这样一来,如果手动操作电力设备就会来不及,因此在调节电力需求方面需要实现需求响应自动化。一旦接到需求响应指令,按照事先设定的程序,计算机就会自动控制电力设备,迅速削减电力需求。这称为“高速自动需求响应”(自动需求响应:AutomatedDR,ADR)。
加拿大的EnbalaPowerNetworks公司目前正在向电力公司提供利用高速自动需求响应控制废水处理设施泵的“Gridbalance”服务。由于吸收了输出变动,也会向废水处理设施支付相应费用,因此具备一定的经济价值。
美国劳伦斯伯克利国家研究室2012年7月公布了以“高速自动需求响应与可再生能源整合”为题的报告。据该报告推算,如果以整个加利福尼亚州的商业及产业设施中可调节输出功率的电力设备为对象实施高速自动需求响应,就可抑制0.18~0.9吉瓦的电力需求(表1)。