能源辩论和政策术语表

能源辩论条款词汇表
高压电力线位于悉尼郊区的变电站附近。 路透社

澳大利亚的能源市场是我们每日新闻周期的重要组成部分。 在围绕该部门的无休止的意识形态和政治中,诸如“基本负荷能力”和“可调度发电”之类的技术术语经常被抛出,以至于这些术语的含义在公共辩论中可能会丢失。

“能源危机”一词是 到处传说 围绕着危机是关于价格还是供应安全的一些混乱而言,这种情况非常松散。 如果政治的各方在形成之后的20年代已经对能源政策给予了一致和原则的关注,那么这种政治就是地狱般的,并且在很大程度上是可以避免的。 国家能源市场.

值得直接记录其中一些术语的含义,以及它们与气候政策,新技术以及澳大利亚市场改革和监管的进展之间的关系。

这个词汇表并非详尽无遗,这是第一步。

基本负载功率

基本负载功率是指通常在一年中连续运行并在稳定输出水平下运行的发电资源。 基本负载资源的连续运行具有经济意义,因为它们相对于其他电源具有较低的运行成本。 基本负荷工厂的价值主要是经济的,与他们跟随不断变化的系统需求的能力无关。

基荷装置包括燃煤和燃气联合循环发电厂。 但是,澳大利亚的国际化 承诺 减少碳排放限制了传统基本负荷源的经济可行性。

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像Loy Yang这样的燃煤发电站正在逐步退役。

批发市场(“国家能源市场”)

国家能源市场这个术语令人困惑,因为它指的是批发能源的竞争市场,主要是澳大利亚的东部成本。 它不包括西澳大利亚州或北领地,也包括天然气系统。 国家能源市场允许各种公用事业规模的电力资源连接到传输系统,以满足大规模的电力需求。

然而,业界关于“能源市场”甚至“NEM”的讨论也可以指整个供应链,包括电压传输网络,中低压配电以及零售到最终消费者。 消费者看到的价格包括供应链的所有这些方面。 这可能会显着增加混乱。

批发市场被称为“市场”,因为发电机之间存在竞争。 每台发电机每日定价“出价”以卖出电力,并每五分钟调整一次10价格区间的数量。 通过这种方式,电力销售与发电机组的可用能量和性能相匹配。

市场致力于有效地调度所有可变和“可调度”资源以最小化电力成本。 该 澳洲能源市场运营商 (AEMO)协调国家能源市场。

批发价

在NEM中交易电力的批发“现货”价格基于最高可接受的发电机供应,以平衡每个地区的供需。 这旨在鼓励发电机的有效行为,以及协调有效的资源指导。

存储解决方案

存储是指为以后使用而捕获的能量,通常在电池中。 过去电力存储费用昂贵,但随着电池技术的改进,预计存储成本将继续下降。 例如, 锂离子电池 它是为移动通信和笔记本电脑开发的,但现在正在针对电动汽车和公用事业规模的能量存储进行升级。

环境
锂离子电池是为手机开发的,但现在被用作电动汽车的一部分,如特斯拉公司的Model S和Model X. 路透社

由于系统中传统的低存储水平,电力必须在需要的几秒钟内产生,否则系统的稳定性可能会受到威胁。 随着风能和太阳能的市场渗透率的增加,存储技术将变得更有价值。 随着各种电池技术成本的下降,这将变得更容易实现。

需求(和需求高峰)

需求是指在任何特定时刻满足消费水平所需的电量。 功率是指以兆瓦(百万瓦特或兆瓦)为单位的能量消耗率,而以兆瓦时为单位的能量(MWh)是指一段时间内的总消耗量,例如一天,一个月或一年。

高峰需求是特定季节所需的最高能耗,例如冬季供暖或夏季降温。 这是一项至关重要的措施,因为它决定了需要多少代发电设备来应对意外停电并保持可靠供电。

可分发的一代

可调度发电是指基于化石燃料或水力发电的一代发电,可以控制以平衡电力供需。 基于天然气燃烧的更灵活的发电厂(例如开式循环燃气轮机或水力发电厂)可以在部分负荷下运行并且响应供应和需求的短期变化。

灵活性是关键。 储存也可以提供灵活性,无论是电池还是抽水蓄能。 由于这种资源的需求变得越来越迫切 退休 旧的基荷装置和越来越少的排放密集型能源。

频率控制

发电站中的同步发电机以每秒50个周期旋转。 该速度称为“频率”(表示为赫兹,符号Hz)。 控制这个恒定频率对于保持可靠性至关重要。

如果在某处发生了发电损失,则通过电力网络从其他工厂获得额外的电力。 这导致这些发电机的转子减速并且系统频率下降。 关键参数是所谓的“最大频率变化率”。 频率变化越快,采取纠正措施的时间就越短。

惯性

惯性是指系统在发电和负载之间的显着不平衡之后保持稳定频率的能力。 惯性越大,扰动后频率变化的速度越慢。

一个关键问题是惯性必须几乎总是足以实现稳定的动力。 鉴于许多燃煤发电厂正在退役,惯性量明显下降。

最终,电力系统需要通过添加同步转子(独立于发电运行)或通过提供能够快速响应电力系统频率偏差的其他电力系统控制来明确提供惯性。 这些可以基于现有的存储和高级电力电子设备的组合。

国家能源市场内的区域市场

国家能源市场在东部各州经营五个相互关联的区域市场:昆士兰州,新南威尔士州,维多利亚州,南澳大利亚州和塔斯马尼亚州。 这反映了电力系统最初在国家当局下建立的方式。

由于两个重要因素,国家能源市场无法以单一价格作为单一市场运营。 完全消除州区域之间的电力传输约束并不具有成本效益,并且电力传输中的电力损失意味着每个位置需要不同的价格以有效地反映这些损失的影响。

当地区之间存在大量电力供应时,由于损失,地区之间的价格可能会高达30%。 当相对于需求存在电力短缺时,会出现高价格。 当负载小于承诺的最小稳定发电量时,会出现负价格。 在高价格期间(通常由于需求量大或频率较低,由于产能较低),当互连器达到极限时会出现更大的价格差异,从而导致进口区域的高价发电。

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国家能源市场遍布澳大利亚东海岸。

内部连接器

鉴于国家能源市场的长距离(端到端4000km,世界上最长的同步电力系统),国家地区之间的传输容量存在重大限制。 这些限制被赋予称为“互连器”的特殊处理。

这些互连器的边际功率损耗每五分钟计算一次,以支持有效的资源调度,并确保每个地区的现货价格有效并与当前的供需相一致。 然而,这些互连器的容量有限(由于过热和其他因素),AEMO小心地管理它们的使用,以确保可以跨区域提供平衡和惯性。

辅助服务和旋转备用

辅助服务是指市场对频率和电压控制一致所需的各种方法。 它们保持供电质量并支持电力系统的稳定性以防止干扰。 在正常操作期间需要该频率控制以维持能量供应和需求的持续平衡。 为此目的,保留一些发电容量以便上下改变其输出以调节总系统发电水平。

最大功率输出和较低操作水平之间的差异称为“旋转备用”。 减少输出还需要旋转储备,以覆盖负载的突然断开或太阳能或风能的突然增加。

传输升级

包括互连器在内的传输系统的升级是一个复杂的监管过程。 从生产者到消费者,传输在整个电力供应链中具有重要价值。

在任何给定时刻,根据电力市场条件,该值很容易测量。 但是很难预测何时需要构建或更换这些互连器,因为某些传输资产可以运行长达80年。 由于新的可再生能源的位置和部署时间不确定且可变,因此在规划新投资时需要进行大量协调。

30分钟价格结算窗口(和五分钟)

发电机的所有产出均按现货价格支付,消费者(通过零售商)按现货价格收取AEMO的消费。 这个“交易”价格是每30分钟计算的,用于交易现金流量(作为五分钟发货价格的平均值)。 这个过程称为“结算”。

有一个计划在未来三年内达到五分钟的解决方案。 这有助于奖励更灵活的资源(包括电池),因为它们可以更有效地应对输出突然变化的影响。谈话

作者简介

Ariel Liebman,蒙纳士能源材料与系统研究所副所长,信息技术学院高级讲师, 蒙纳士大学 和高级研究员Ross Gawler 蒙纳士大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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