Кривая утки — это график выработки электроэнергии в течение дня, который показывает временной дисбаланс между пиковым спросом и выработкой солнечной энергии . График напоминает сидящую утку, поэтому и был создан этот термин. [2] Термин, используемый в масштабах коммунального производства электроэнергии , был придуман в 2012 году Калифорнийским независимым системным оператором . [3] [4]
На некоторых энергетических рынках ежедневный пик спроса происходит после захода солнца, когда солнечная энергия больше не доступна. В местах, где установлено значительное количество солнечной электрической мощности, количество энергии, которое должно быть выработано из источников, отличных от солнечной или ветровой, быстро увеличивается около захода солнца и достигает пика в середине вечерних часов, создавая график, напоминающий силуэт утки . [ 5] [6] На Гавайях значительное внедрение солнечной генерации привело к более выраженной кривой, известной как кривая Несси. [7] [8]
Без какой-либо формы хранения энергии , после периодов высокой солнечной генерации, энергетические компании должны быстро увеличивать другие формы генерации электроэнергии около времени заката, чтобы компенсировать потерю солнечной генерации, что является серьезной проблемой для операторов сетей, где наблюдается быстрый рост фотоэлектричества . [9] Хранение, такое как плотинные гидроэлектростанции, может решить эти проблемы, если его можно реализовать. [10] Краткосрочные аккумуляторы при достаточно большом масштабе использования могут помочь сгладить кривую утки и предотвратить колебания использования генератора, а также могут помочь поддерживать профиль напряжения. [11]
Методы преодоления быстрого увеличения спроса на закате, отраженного в кривой «утка», которая становится все более серьезной по мере роста проникновения солнечной генерации, включают в себя: [11]
Основная проблема заключается в развертывании смягчающих мощностей со скоростью, которая идет в ногу с ростом производства солнечной энергии. Эффекты кривой утки проявились быстрее, чем предполагалось. [15]
.png/1280px-California_average_hourly_electricity_generation_from_natural_gas,_solar_energy,_and_all_other_sources_in_selected_months_of_2020_(50705225643).png)
Калифорнийский независимый системный оператор (CAISO) отслеживает и анализирует «кривую утки» и ее будущие ожидания уже около полувека, и их самым большим открытием является растущий разрыв между ценами в утренние и вечерние часы по сравнению с ценами в дневные часы. [1] Согласно их исследованию 2016 года, Управление энергетической информации США обнаружило, что цены на оптовом рынке энергии за последние шесть месяцев в период с 5 до 8 часов вечера («шея» утки) выросли до 60 долларов за мегаватт-час по сравнению с примерно 35 долларами за мегаватт-час за тот же период времени в 2016 году. [5] Однако, с другой стороны, они зафиксировали резкое снижение цен в дневные часы, приближаясь к 15 долларам за мегаватт-час. [5] [ требуется обновление ] Эти высокие пики и глубокие впадины лишь показывают продолжающиеся тенденции к дальнейшему расхождению, делая эту «кривую утки» еще более распространенной по мере того, как производство возобновляемой энергии продолжает расти. [6] [2] [16]
Важнейшая часть этой кривой исходит из чистой нагрузки («разница между ожидаемой нагрузкой и ожидаемым производством электроэнергии из ряда возобновляемых источников энергии»). [5] В определенное время года (а именно весной и летом) кривые создают вид «живота» в полдень, который затем резко увеличивается, изображая «дугу», похожую на шею утки, отсюда и название «Утиная диаграмма». [17] «Эта «шея» представляет собой скорость нарастания от 10 до 17 ГВт за 3 часа (днем) в 2020 году, которая должна быть обеспечена гибкой генерацией. [18] В полдень создается большое количество солнечной энергии, что частично способствует снижению спроса на дополнительную электроэнергию. [19] Сокращение влияет на кривую. [18] Увеличение накопления энергии в аккумуляторах может смягчить проблемы солнечного изобилия в течение дня. Когда избыточная солнечная энергия хранится в течение дня и используется вечером, разница в ценах между недорогой дневной и дорогой вечерней энергией может быть уменьшена. Существует достаточно солнечных технологий для обеспечения электроэнергией мира, но в настоящее время наблюдается нехватка инфраструктуры для хранения солнечной энергии для последующего использования. [9] Избыток энергии в период низкого спроса в сочетании с недостатком предложения в период высокого спроса объясняют большую разницу между дневными и вечерними ценами на электроэнергию. По состоянию на 2022 год [обновлять]до 6 ГВт-ч в день переносится из периодов низких цен в периоды высоких цен. [20]
выровнять «кривую солнечной утки». . установить аккумуляторы и панели, ориентированные на запад, что поможет растянуть генерацию солнечной энергии на пик послеобеденного и вечернего времени.
Заряжаясь в середине дня, парки LDV в сети EVgo также помогают решить проблему кривой уток — когда в полдень чистая нагрузка падает из-за большого количества солнечной энергии, попадающей в сеть
Растущий объем фотоэлектрической солнечной генерации, которая связана с сетью ISO, продолжает изменять профиль чистой нагрузки ISO и создает больше проблем и неопределенности для операций ISO. Результатом является постоянно растущая потребность в наращивании мощности, значительно превышающая то, что требовалось от парка генерации в прошлом, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Кроме того, солнечная генерация не обеспечивает значительной мощности в часы, заканчивающиеся с 19:00 до 21:00, что приводит к зависимости от газа и другой несолнечной генерации после захода солнца. Продолжающееся снижение диспетчерской генерации в ISO по мере вывода диспетчерских блоков из эксплуатации начинает бросать вызов способности системы ISO удовлетворять чистый пиковый спрос после захода солнца и гибким требованиям к мощности.