能源辯論和政策術語表

能源辯論條款詞彙表
高壓電力線位於悉尼郊區的變電站附近。 路透社

澳大利亞的能源市場是我們每日新聞周期的重要組成部分。 在圍繞該部門的無休止的意識形態和政治中,諸如“基本負荷能力”和“可調度發電”之類的技術術語經常被拋出,以至於這些術語的含義在公共辯論中可能會丟失。

“能源危機”一詞是 到處傳說 圍繞著危機是關於價格還是供應安全的一些混亂而言,這種情況非常鬆散。 如果政治的各方在形成之後的20年代已經對能源政策給予了一致和原則的關注,那麼這種政治就是地獄般的,並且在很大程度上是可以避免的。 國家能源市場.

值得直接記錄其中一些術語的含義,以及它們與氣候政策,新技術以及澳大利亞市場改革和監管的進展之間的關係。

這個詞彙表並非詳盡無遺,這是第一步。

基本負載功率

基本負載功率是指通常在一年中連續運行並在穩定輸出水平下運行的發電資源。 基本負載資源的連續運行具有經濟意義,因為它們相對於其他電源具有較低的運行成本。 基本負荷工廠的價值主要是經濟的,與他們跟隨不斷變化的系統需求的能力無關。

基荷裝置包括燃煤和燃氣聯合循環發電廠。 但是,澳大利亞的國際化 承諾 減少碳排放限制了傳統基本負荷源的經濟可行性。

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像Loy Yang這樣的燃煤發電站正在逐步退役。

批發市場(“國家能源市場”)

國家能源市場這個術語令人困惑,因為它指的是批發能源的競爭市場,主要是澳大利亞的東部成本。 它不包括西澳大利亞州或北領地,也包括天然氣系統。 國家能源市場允許各種公用事業規模的電力資源連接到傳輸系統,以滿足大規模的電力需求。

然而,業界關於“能源市場”甚至“NEM”的討論也可以指整個供應鏈,包括電壓傳輸網絡,中低壓配電以及零售到最終消費者。 消費者看到的價格包括供應鏈的所有這些方面。 這可能會顯著增加混亂。

批發市場被稱為“市場”,因為發電機之間存在競爭。 每台發電機每日定價“出價”以賣出電力,並每五分鐘調整一次10價格區間的數量。 通過這種方式,電力銷售與發電機組的可用能量和性能相匹配。

市場致力於有效地調度所有可變和“可調度”資源以最小化電力成本。 該 澳洲能源市場運營商 (AEMO)協調國家能源市場。

批發價

在NEM中交易電力的批發“現貨”價格基於最高可接受的發電機供應,以平衡每個地區的供需。 這旨在鼓勵發電機的有效行為,以及協調有效的資源指導。

存儲

存儲是指為以後使用而捕獲的能量,通常在電池中。 過去電力存儲費用昂貴,但隨著電池技術的改進,預計存儲成本將繼續下降。 例如, 鋰離子電池 它是為移動通信和筆記本電腦開發的,但現在正在針對電動汽車和公用事業規模的能量存儲進行升級。

環境
鋰離子電池是為手機開發的,但現在被用作電動汽車的一部分,如特斯拉公司的Model S和Model X. 路透社

由於系統中傳統的低存儲水平,電力必須在需要的幾秒鐘內產生,否則係統的穩定性可能會受到威脅。 隨著風能和太陽能的市場滲透率的增加,存儲技術將變得更有價值。 隨著各種電池技術成本的下降,這將變得更容易實現。

需求(和需求高峰)

需求是指在任何特定時刻滿足消費水平所需的電量。 功率是指以兆瓦(百萬瓦特或兆瓦)為單位的能量消耗率,而以兆瓦時為單位的能量(MWh)是指一段時間內的總消耗量,例如一天,一個月或一年。

高峰需求是特定季節所需的最高能耗,例如冬季供暖或夏季降溫。 這是一項至關重要的措施,因為它決定了需要多少代發電設備來應對意外停電並保持可靠供電。

可分發的一代

可調度發電是指基於化石燃料或水力發電的一代發電,可以控制以平衡電力供需。 基於天然氣燃燒的更靈活的發電廠(例如開式循環燃氣輪機或水力發電廠)可以在部分負荷下運行並且響應供應和需求的短期變化。

靈活性是關鍵。 儲存也可以提供靈活性,無論是電池還是抽水蓄能。 由於這種資源的需求變得越來越迫切 退休 舊的基荷裝置和越來越少的排放密集型能源。

頻率控制

發電站中的同步發電機以每秒50個週期旋轉。 該速度稱為“頻率”(表示為赫茲,符號Hz)。 控制這個恆定頻率對於保持可靠性至關重要。

如果在某處發生了發電損失,則通過電力網絡從其他工廠獲得額外的電力。 這導致這些發電機的轉子減速並且系統頻率下降。 關鍵參數是所謂的“最大頻率變化率”。 頻率變化越快,採取糾正措施的時間就越短。

慣性

慣性是指系統在發電和負載之間的顯著不平衡之後保持穩定頻率的能力。 慣性越大,擾動後頻率變化的速度越慢。

一個關鍵問題是慣性必須幾乎總是足以實現穩定的動力。 鑑於許多燃煤發電廠正在退役,慣性量明顯下降。

最終,電力系統需要通過添加同步轉子(獨立於發電運行)或通過提供能夠快速響應電力系統頻率偏差的其他電力系統控制來明確提供慣性。 這些可以基於現有的存儲和高級電力電子設備的組合。

國家能源市場內的區域市場

國家能源市場在東部各州經營五個相互關聯的區域市場:昆士蘭州,新南威爾士州,維多利亞州,南澳大利亞州和塔斯馬尼亞州。 這反映了電力系統最初在國家當局下建立的方式。

由於兩個重要因素,國家能源市場無法以單一價格作為單一市場運營。 完全消除州區域之間的電力傳輸約束並不具有成本效益,並且電力傳輸中的電力損失意味著每個位置需要不同的價格以有效地反映這些損失的影響。

當地區之間存在大量電力供應時,由於損失,地區之間的價格可能會高達30%。 當相對於需求存在電力短缺時,會出現高價格。 當負載小於承諾的最小穩定發電量時,會出現負價格。 在高價格期間(通常由於需求量大或頻率較低,由於產能較低),當互連器達到極限時,可能會出現更大的價格差異,導致進口區域的發電價格過高。

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國家能源市場遍布澳大利亞東海岸。

內部連接器

鑑於國家能源市場的長距離(端到端4000km,世界上最長的同步電力系統),國家地區之間的傳輸容量存在重大限制。 這些限制被賦予稱為“互連器”的特殊處理。

這些互連器的邊際功率損耗每五分鐘計算一次,以支持有效的資源調度,並確保每個地區的現貨價格有效並與當前的供需相一致。 然而,這些互連器的容量有限(由於過熱和其他因素),AEMO小心地管理它們的使用,以確保可以跨區域提供平衡和慣性。

輔助服務和旋轉備用

輔助服務是指市場對頻率和電壓控制一致所需的各種方法。 它們保持供電質量並支持電力系統的穩定性以防止干擾。 在正常操作期間需要該頻率控制以維持能量供應和需求的持續平衡。 為此目的,保留一些發電容量以便上下改變其輸出以調節總系統發電水平。

最大功率輸出和較低操作水平之間的差異稱為“旋轉備用”。 減少輸出還需要旋轉儲備,以覆蓋負載的突然斷開或太陽能或風能的突然增加。

傳輸升級

包括互連器在內的傳輸系統的升級是一個複雜的監管過程。 從生產者到消費者,傳輸在整個電力供應鏈中具有重要價值。

在任何給定時刻,根據電力市場條件,該值很容易測量。 但是很難預測何時需要構建或更換這些互連器,因為某些傳輸資產可以運行長達80年。 由於新的可再生能源的位置和部署時間不確定且可變,因此在規劃新投資時需要進行大量協調。

30分鐘價格結算窗口(和五分鐘)

發電機的所有產出均按現貨價格支付,消費者(通過零售商)按現貨價格收取AEMO的消費。 這個“交易”價格是每30分鐘計算的,用於交易現金流量(作為五分鐘發貨價格的平均值)。 這個過程稱為“結算”。

有一個計劃在未來三年內達到五分鐘的解決方案。 這有助於獎勵更靈活的資源(包括電池),因為它們可以更有效地應對輸出突然變化的影響。談話

關於作者

Ariel Liebman,蒙納士能源材料與系統研究所副所長,信息技術學院高級講師, 莫納什大學 和高級研究員Ross Gawler 莫納什大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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