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德州应对风电并网难题
德克萨斯州是美国风力资源最丰富、风电发展最快、装机容量最大的州之一。2011年,德州风电装机总容量为10.377吉瓦,风力发电量为26251千瓦时,占德州总发电量的6.9%。德州的风力资源大多处于该州西部,而主要大城市和负荷中心,如达拉斯、圣安东尼奥和休斯敦则位于该州东部。另外,德州西部地区的风力在晚上最为强劲,而消费的高峰期却在白天。时间和空间的错位,使得德州电网在风电吸纳过程中面临着严峻的挑战。
为此,德州立法机构于2005年提出,并在2008年8月批准了德州公共事业管理局设立5个竞争性可再生能源区的方案。所谓竞争性可再生能源区,指的是最适合建设可再生能源发电设施(主要是风电)的区域。该方案计划建设多条345千伏交流输电线路,线路总长近3700公里,工程总造价约49.3亿美元,占当年美国可再生能源输电建设总投资的1/4。
竞争性可再生能源区输电项目建成后,可将18.5吉瓦风电从德州西部的竞争性可再生能源区输送到人口密集的东部负荷中心。同时,部分线路还可用于满足未来西部地区的输电需求。该项目预计在2013年完成。2011年,德州电力可靠性委员会提出再投资87亿美元,在接下来的5年内,改善电力传输系统。
德州对大规模的储能技术也十分感兴趣。大型储能技术可以平衡可再生能源的短期波动,保证为消费者提供稳定的能源服务。2012年,奇弥撒能源公司在德州西部地区开工建设270兆瓦的压缩空气储能项目。这个项目将非高峰期的风电以压缩空气的形式储存在地下洞穴里。在消费高峰期,通过释放压缩空气,推动发电机以发电。该项目就位于竞争性可再生能源区的线路旁边,预计2014年就可运行。
另外,德州也大力推行能源需求管理和智能电网技术。目前,德州在智能电表的安装方面走在美国国内的前面,在电力委员会管理区域内,已经有500万只智能电表在运行,以协调风电入网。在能源需求应对管理项目方面,德州鼓励消费者在电网紧张时减少电力消费。目前,电力可靠性委员会已经从200多家电力用户中获取了2.4吉瓦的管理需求。
加州的风电并网探索
加利福尼亚州拥有丰富的可再生能源,特别是风能、太阳能和地热资源。2009年,加州已实现11.6%的电力来自于风电、太阳能、地热能、生物质能和小规模水电站等,另外还有9.2%的电力来自于大规模水电站。加州的目标是,到2020年,将加州可再生能源占其电力机构的比例提升到33%,这一目标得到了历届州长的大力支持。要实现这一目标,加州在2020年之前要新增20吉瓦的可再生能源,其中包括8吉瓦的大规模集中利用,以及12吉瓦分散的、本地化的风电、太阳能和热能等可再生能源利用。
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