據(jù)美國(guó)能源信息署的數(shù)據(jù),在加州風(fēng)能和太陽(yáng)能的快速增長(zhǎng)過(guò)程中,加州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(CAISO)面臨越來(lái)越多地出現(xiàn)棄光、棄風(fēng)情況。
在電力系統(tǒng)中,電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商必須隨時(shí)平衡供需,以維持穩(wěn)定的電力供應(yīng)。在遇到下述情況下,風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電的出力要么通過(guò)價(jià)格信號(hào)降低,要么通過(guò)減少產(chǎn)量的命令降低:
——輸電線路沒(méi)有足夠的容量輸送可用能源時(shí)的擁堵;
——當(dāng)發(fā)電量超過(guò)客戶(hù)電力需求時(shí),供應(yīng)過(guò)剩;
在CAISO中,棄光、棄風(fēng)在很大程度上是輸電線路擁堵的結(jié)果。自2019年以來(lái),由于太陽(yáng)能新增發(fā)電容量速度超過(guò)了輸電能力的升級(jí)速度,與擁堵相關(guān)的棄光、棄風(fēng)想象大幅增加。
2022年,CAISO削減了240萬(wàn)兆瓦時(shí)的公用事業(yè)規(guī)模風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電量,比2021年削減的電量增加了63%。截至9月,CAISO迄今已棄掉了230多萬(wàn)兆瓦時(shí)的風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電量。太陽(yáng)能占CAISO放棄的絕大部分能源——2022年為95%,2023年前7個(gè)月為94%。在一年中,CAISO在春季電力需求相對(duì)較低(因?yàn)榇杭緶囟冗m中意味著對(duì)空間供暖或空調(diào)的需求較少)且太陽(yáng)能輸出相對(duì)較高時(shí)限制太陽(yáng)能出力。
隨著加州可再生能源發(fā)電能力的增長(zhǎng),CAISO越來(lái)越多地壓減可再生能源發(fā)電。2014年,加利福尼亞州共建設(shè)了9.0吉瓦的風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電能力。截至2023年7月,這一數(shù)字已增長(zhǎng)至17.6吉瓦。開(kāi)發(fā)商計(jì)劃在2024年底前再增加3.0吉瓦。
CAISO正在探索和實(shí)施各種解決方案,以應(yīng)對(duì)棄光、棄風(fēng)的問(wèn)題,包括:
——西部能源市場(chǎng)(WEIM)是一個(gè)實(shí)時(shí)市場(chǎng),允許CAISO以外的參與者買(mǎi)賣(mài)能源以平衡需求和供應(yīng)。2022年,超過(guò)10%的可能削減的可再生能源是通過(guò)WEIM內(nèi)的交易避免的。日前市場(chǎng)預(yù)計(jì)將在2025年春季投入運(yùn)營(yíng)。
——CAISO正在擴(kuò)大輸電能力以減少輸電線路擁堵。CAISO的2022–2023輸電規(guī)劃流程包括45個(gè)輸電項(xiàng)目,以適應(yīng)負(fù)荷增長(zhǎng)和可再生能源發(fā)電的更大份額。
——CAISO正在促進(jìn)靈活資源的開(kāi)發(fā),這些資源可以快速應(yīng)對(duì)需求的突然增加和減少,例如電池存儲(chǔ)技術(shù)。加州目前有4.9吉瓦的電池儲(chǔ)能容量,開(kāi)發(fā)商計(jì)劃在2024年底前再增加7.6吉瓦。