АУКЦИОНЫ ВИЭ, ИНТЕГРАЦИЯ В ЭНЕРГОСИСТЕМУ И РАЗВИТИЕ ЗОН С НАИМЕНЬШИМИ ЗАТРАТАМИ - Программы USAID Энергия Будущего
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Photo: Creative Commons
АУКЦИОНЫ ВИЭ,
ИНТЕГРАЦИЯ В ЭНЕРГОСИСТЕМУ И
РАЗВИТИЕ ЗОН С НАИМЕНЬШИМИ
ЗАТРАТАМИ
Аллен Эйзендрат, старший советник
Программы USAID Энергия Будущего
11/22/2019 1
Введение в аукционы, глобальные
тенденции в сфере аукционов
11/22/2019 FOOTER GOES HERE 2
Рекордные заявки и цены за последнее время
Германия 2017 – СЭС
$63,19/МВТ-ч
Германия 2017 –
Морская ВЭС
Коммерческий проект Финляндия 2019 –
Наземная ВЭС
Германия 2019 – Наземная ВЭС € 21,5/МВТ-ч
€ 60/МВТ-ч
Узбекистан 2019 -
Испания 2019 СЭС
- СЭС Испания 2019 - $27/МВТ-ч
коммерческий Наземная
Турция 2019 – Япония 2017 -
€ 36,5/МВТ-ч Китай 2019 - СЭС СЭС
Наземная ВЭС $63,5/МВТ-ч
$35,97/МВТ-ч $170/МВТ-ч
Мексика 2016 - Мексика 2016 – Марокко 2016 –
СЭС Наземная ВЭС Индия 2017 - СЭС
Наземная $37,94/МВТ-ч
$20,80/МВТ-ч $18,60/МВТ-ч $30/МВТ-ч ОАЭ 2019 - СЭС Камбоджа 2019 -
СЭС
$16,9/МВТ-ч
$38,77/МВТ-ч
Бразилия 2019 -
СЭС Бразилия 2019 - Индия 2017 –
Тунис 2019 - СБ Австралия 2017 –
$20,5/МВТ-ч Наземная Наземная ВЭС
$24.4/МВТ-ч солнечная тепловая
$24/МВТ-ч $37,92/МВТ-ч $59,8/МВТ-ч
Пояснение:
Чили 2016 – Южная Африка 2017 Австралия 2016 –
СЭС
Технологически – Наземная ВЭС Наземная ВЭС
ВЭС нейтральная $50 - $76/МВТ-ч $59,7/МВТ-ч
Технологически $47,6/МВТ-ч
нейтральная
Источник: Bloomberg NEF. Примечание: Большинство тарифов будут включать в себя поправки на инфляцию и другие факторы,
влияющие на итоговый лот. Полное разъяснение на тему сравнения номинальных и нормированных лотов смотрите в п. 6
«Нормированная стоимость э/э в ЕБВА за 1 полугодие 2017 г. (1H 2017 EMEA НСЭЭ Update.)
Повторяющиеся аукционы ведут к снижению цен:
Падение тарифов на солнечную энергию в Индии на
аукционах 2017 года
$/МВт-ч
60 -1% -17% -6%
50
40
30
49,4 48,8
20 40,5 37,9
10
0
Февраль 2017 - Апрель 2017 - Май 2017 - Май 2017- 500 Мвт
СЭС Рева на Кадапа НКТЭ на Бхадла ИКСЭ Бхадла ИКСЭ
750 МВт 250 МВт-ч 4 Фаза 250 МВт 3 Фаза 500 МВт
Источник: Индийская корпорация солнечной энергетики (SECI/ИКСЭ), Bloomberg New Energy Finance Примечание: курс обмена валют,
по которому рупии конвертировались в доллары США, взят на момент закрытия биржи в день объявления результатов аукциона
СЭС – солнечная электростанция; НКТЭ – Национальная корпорация тепловых электростанций; ИКСЭ – Индийская корпорация солнечной
энергетики
Заявки с низкой ценой на аукционах ветровой энергии в Индии:
ниже нормированной стоимости электроэнергии (НСЭЭ) в Индии
МВт-ч
$/MWh
140
120
100
80
Пределы колебания НСЭЭ
India LCOE Range
в Индии
60
Аукцион ветровой
Tamil
энергииNadu
штата State
Тамил
40 Национальный Наду
Wind Aucion
SECI National
аукцион ветровойWind
auctionИКСЭ
энергии - Tranche
– I ТраншI Национальный аукцион
20
SECI National
ветровой энергииWind
ИКСЭ
– II Транш- Tranche II
auction
0
2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022
Источник: Bloomberg New Energy Finance
ВИЭ почти повсеместно конкурируют с существующими
электростанциями по стоимости энергии
• Средняя стоимость выработки угольной энергии индийской
Национальной корпорации тепловых электростанций в 2018
году: $49,3/МВТ-ч.
– Цена солнечной энергии на аукционе в 2019 году: $36/МВТ-ч
– Цена ветровой энергии на аукционе в 2018 году: $36.1/МВТ-ч
• В Китае стоимость энергии от лучших в своем классе солнечных
электростанций составляет $34/МВТ-ч, что ниже средней по
стране регулируемой цены на угольную энергию - 381 юань
($56) за МВТ-ч.
• В США за последнее время НСЭЭ от ветровых станций
составляла от $35 до $50/МВТ-ч, что приближено к
операционным затратам угольных и газовых станций.
6
В США новая цена на солнечную э/э в рамках договоров продажи
э/э (PPA) может быть ниже, чем операционные затраты угольной
станции
Примеры цен на солнечную э/э в рамках PPA в США в сравнении с
операционными затратами угольной станции
$40.00
$37.00 Источник:
$35.00 Bloomberg
$30.00 New Energy
$30.00 Finance
$25.00
$20.00
$15.00
$10.00
$5.00
$0.00
Цены на солнечную э/э в рамках PPA на Только операционные затраты самой
Southeastern
Юго solarнизкая–
-Востоке США, самая PPA prices,
от Most efficient
рентабельной DukeЭСCarolina
угольной Duke
lowest - Duke Energy
Duke Energy coal unit opex only
Carolina
В США новая цена на ветровую э/э в рамках PPA может быть
ниже, чем операционные затраты угольных и газовых станций
Сравнение цен на ветровую э/э в рамках PPA и
операционных затрат угольных и газовых станций в США
$33.00
$35.00 $27.00
$30.00
$22.40
$18.97
$25.00
$20.00
$15.00
$10.00
$5.00
$0.00
SPS's
PPA на Hale PPASPS's
на SPS's
Опер. coal
затраты
SPS's
Опер. gas
солнечную э/э ветровую э/э Затраты
с SPS& Bonita
Hale and с SPS Bonita unit opex unit
угольной opex
газовой
станции SPS
Sagamore wind PPA
Sagamore станции SPS
wind PPA Источник: Bloomberg New Energy Finance
Шесть главных глобальных тенденций в дизайне аукционов
Интеграция с оптовыми рынками
Повременные льготы и штрафы
Наложение обязанностей по балансированию
Агрегация
Гибриды
Географические сигналы
11/22/2019 9
Пример: интеграция ВИЭ на оптовых рынках Великобритании
• Участники конкурируют за право поставки энергии на основе уровня поддержки (£/МВТ-
ч); выигрывает заявка с самым низким уровнем поддержки
• Два аукциона: “Хорошо отработанные технологии” (солнечная, ветровая) и “Мало
отработанные технологии” (ВЭС морского базирования, термальная, волновая и т.д.)
КнР – контракт на разницу
Долгосрочное развитие
Выручка по КнР рыночной цены
Поддержка по
КнР
Аукционная
ценаТенденция: Ответственность за отклонение от прогноза
• На ВИЭ налагаются штрафы за ошибки в
прогнозировании.
• Результат: вклад ВИЭ в стабильность энергосистем
повышается.
• Однако: растут издержки на соблюдение соответствия
(системы коммуникаций и прогнозирования, штрафы)
11/22/2019 11Тенденция: повременные льготы и штрафы
Повременные Проектные решения, стимулирующие максимальное соответствие
льготы и выработки ВИЭ кривой спроса DISCOM (например,
штрафы коэффициенты корректировки цен, блоки снабжения
ГВт 18:00 – 22:59
00:00 – 07:59 08:00 – 17:59 23:00 –
Стилизов
23:59
анная
кривая
спроса
Время в
8:00 18:00 23:00 часах
Вознаграждение Вознаграждение Вознаграждение
Контракт получен 2 шаг: Контракт получен Контракт получен
2 шаг: 2 шаг:
Контракт не получен итоговая Контракт не получен Контракт не получен
итоговая итоговая
цена (единая цена (единая
цена (единая
цена) цена)
цена)
Дискриминац Дискриминац Дискриминац
ионная цена ионная цена ионная цена
12
11/22/2019Пример: повременные льготы и штрафы
Страновой опыт: Внутрисуточные и сезонные блоки снабжения в Чили
Эта политика позволила Чили экономить на электроснабжении в дневное и
ночное время — в обоих случаях ВИЭ и аккумулирование обходились дешевле,
чем тепловая энергия.
Задача Оптимизация потенциала поставки э/э с помощью периодических
технологий и гарантированная подача э/э распределительным
компаниям.
Проектное • Блоки снабжения: внутрисуточные почасовые (00:00-08:00+ 23:00-
решение 00:00; 08:00-18:00; 18:00-23:00) + четыре трехмесячных блока.
• Блок снабжения переносит риск выработки э/э на производителя
ВИЭ→ производственные отклонения компенсируются ценами на
спотовом рынке.
Результаты • На технологически-нейтральных аукционах в 2017 году
выигрывали только проекты ВИЭ (взято контрактов на 2200 ГВт).
• Средняя аукционная цена: 3,25 цента/кВт – рекордно низкая.
• Самые дешевые лоты: 3,29 цента/кВт на ветряную и 2,15 цента/кВт
на солнечную
• Цена на тепловую э/э 7,54 цента/кВт
11/22/2019 13Тенденция: Обязанности по балансированию
• В ЕС производители ветровой энергии несут юридическую и финансовую
ответственность за балансирование. Ответственность обычно не отличается
от ответственности производителей тепловой энергии.
• Сборы за балансирование в ЕС обычно составляют от 2 до 3 евро за МВТ-ч.
• В некоторых государствах ЕС затраты на балансирование непозволительно
высоки: Болгария: €10 – 24/МВТ-ч; Румыния: € 8 – 10, если это не часть
крупного агрегатора; Польша: € 6/МВТ-ч.
• Фактические затраты на интеграцию в ЕС и США обычно составляют от € 1
до € 4.50 /МВТ-ч.1
• Производители ветровой энергии могут участвовать в балансирующих
рынках
Источник1: Задача МАЭ 25, Сборник исследований по интеграции ветровой энергии,
2013; Исследование по интеграции ветровой э/э на западе Национальной
лаборатории ВИЭ США, 2010.
11/22/2019 14Тенденция: Закуп (физических) гибридов
Закуп Закупка на конкурсной основе электроэнергии ВИЭ:
(физических) ветровой, солнечной, аккумулированной или тепловой
гибридных для дополнения профилей выработки э/э.
решений
ГВт
ГВт
Время
Время
Подстанция Передача
ГВт
э/э
Время
Стилизованный
профиль выработки
11/22/2019
э/э 15Пример: Закуп (физических) гибридов
Страновой опыт:
Закуп гибридов для гарантированной поставки электроэнергии в Таиланде
Эта политика позволила Таиланду закупать ВИЭ с возможностью
диспетчерского управления для гарантированной выработки э/э в вечернее
время.
Задача Обеспечить беспрерывную подачу э/э даже в часы пикового
потребления и сократить прерывистость выработки ВИЭ
Проектное • Пик: заявленная мощность100%, предел допуска ± 2%
решение (Пн.-Пт., 09:00-23:00)
• Вне пика: заявленная мощность 65%, предел допуска ± 2%
(во все другие промежутки времени)
• Штраф: 20% от фиксированного тарифа (FITf) компонент (FIT
= FITf + FITv)
Результаты • Предлагаемый объем: 755 МВт против предельных 300 МВт
• Средняя цена лота: 7,39 цента/кВт против максимальной
цены 11,09 цента/кВт
• Технология: в основном биомасса – 258,7 МВт; биомасса-
солнечная э/э, где 29,31 МВт солнечной + 12 МВт
11/22/2019
аккумулированной 16Тенденция и пример: Гибридные аукционы по ВИЭ
Аукционы в Индии: солнечная э/э в 2019 г.: $36/МВТ-ч; ветровая
э/э в 2018 г.: $36/МВТ-ч;
гибридная э/э в 2019 г.: $38,7/МВТ-ч
Ниже затраты на подключение к энергосистеме
• У проектов ВИЭ с высоким коэффициентом использования
установленной мощности (КИУМ), таких как гибриды, затраты на
подключение к энергосистеме могут быть ниже.
Выработка э/э, которая больше соответствует кривой спроса
• Повременные тарифы или блоки снабжения обеспечивают более
оптимальное соотношение выработки и спроса.
• Гибридные станции с аккумуляцией подстраивают выработку под
пиковый спрос.
Балансирование перебоев в снабжении э/э
• Совместное размещение технологий, которые могут обеспечить
более сбалансированные кривые выработки э/э.
• Гибридные станции с аккумуляцией (например, с
гидроаккумулирующими установками или аккумуляторами) могут
подавать в сеть сбалансированную энергию.
11/22/2019 17Тенденция: Накопление энергии стало рентабельным
• Глобальный бенчмарк НСЭЭ по версии Bloomberg NEF для
накопления энергии на сегодня составляет $186/МВТ-ч. В США
эта стоимость самая низкая - $177/МВТ-ч.
• Большинство крупномасштабных аккумуляторов обеспечивают
мощность
• Аккумуляторные системы краткосрочного хранения – самый
экономный способ обеспечения пиковой нагрузки. Затраты на
выработку э/э с использованием часового аккумулятора в
Австралии составляют $114/кВт/год, включая стоимость зарядки.
Это дешевле стоимости выработки при пиковой нагрузке на
газовой станции, функционирующей при КИУМ 4%.
• Режимы использования в коммунальном хозяйстве:
– Технологические услуги
– Мощность пиковых нагрузок
– Переключение типов э/э
– Распределение инвестиций в зонах высокой плотности сети
11/22/2019
Источник: Обзор рынка аккумулирования энергии во 2 половине 2019 г. Bloomberg NEF 18Пример: Накопитель + СЭС как предмет аукциона
Пример аукциона в Неваде, где предметом аукциона выставляется СЭС и
накопитель
Итоги аукциона коммунальных служб Невады на 1 ГВт СЭС и накопителей энергии в 100 МВт/400 МВТ-ч
Емкость Длительност Плата за резерв.
Мощность накопителя ь хранения КИУМ на мощности
Компания СЭС (МВт AC) (МВт) (часы) базе AC (%) PPA $/МВТ-ч ($/МВт/год)
NextEra 200 50 4 32,8 27,51 $73 320
NextEra 100 25 4 30,9 29,96 $74 400
Cypress Creek 101 25 4 33,5 26,5 $93 060
8minuteenergy 300 0 35,1 23,76 $0
Sempra 250 0 32,9 21,55 $0
Hanwha 50 0 32,1 29,89 $0
Источник: Bloomberg New Energy FinanceТенденция: Географические сигналы
Географические сигналы позволяют координировать
проекты по конкретным зонам/точкам подключения к
Географические сети, чтобы избежать концентрации проектов в зонах с
сигналы большими запасами ресурсов, но высокой стоимостью
подключения.
Выигравшие проекты
3 цента 2 цента
/кВт /кВт
С квотами мощности
Ø аукционная цена:
Подстанция 4 цента 3,33 цента/кВт 5 цента Подстанция
I (20 МВт) /кВт /кВт 2 (40 МВт)
Проекты
20 МВт 20 МВт 20 МВт 20 МВт
2 цента 3 цента 4 цента 5 цента
Цены заявок /кВт /кВт /кВт /кВт
11/22/2019 20Тенденция: Географические сигналы
Введение зональной координации в процесс закупок:
Географиче Бонус к Зоны ВИЭ Максимальн Аукционы
ских заявке/ ые квоты по
сигналов штрафы Зоны с мощности конкретным
нет упрощенным местностям
Бонус процессом В некоторых
Проекты применяется к экологических районах Органы
ВИЭ заявкам в разрешений/р установлены власти
строятся зонах с азрешений на ограничения выбирают
повсеместно доступом к подключение мощности местность по
(т.е. в зонах сети или с к сети (квоты) наличию
с потребностью земли и
наилучшими в мощностях доступа к
ресурсами) сети
Большинство Германия, Южная Казахстан, Замбия,
аукционов Мексика Африка Германия Турция,
ВИЭ Индия Германия
Казахстан
Нет географических сигналов Сложные географические сигналы
11/22/2019 21Пример: Географические сигналы
Страновой опыт: Ограничение мощности в Казахстане
Эта политика позволяет Казахстану довести потребности в расширении
сети до минимума через использование существующих подстанций
для ВИЭ
Задача Ограничение новых расходов на передачу э/э от установок, представленных на
аукционе, и обеспечение поглощения мощности генерации энергосистемой.
Проектное • Установить ограничения мощности на нескольких сетевых узлах.
решение Максимальная мощность и количество точек подключения к сети
устанавливаются до аукциона.
• Если заявки на узел превышают ограничение мощности, заявки будут
исключаться по мере снижения заявляемой цены.
Результаты • Контракты на 857,9 МВт от проектов ВИЭ на узлах с достаточной мощностью
сети.
• Контракты на технологии: ветровая (500,9 МВт), солнечная (270 МВт), гидро
(82,1 МВт), биогаз (5 МВт). Минимальные цены полученных контрактов по
лотам: гидро (3,5 цента), ветровая (4,7 цента), солнечная (4,9 цента).
11/22/2019 22План и процедура аукциона 11/22/2019 FOOTER GOES HERE 23
Компоненты дизайна аукциона
• Мощность: в большинстве стран устанавливаются ограничения
мощности и аукционные МВт.
• Бразилия, Польша и Чили проводили аукционы электроэнергии (МВТ-ч).
Некоторые страны вместо ограничения мощности задают ограничение
бюджета (Нидерланды, Италия, Великобритания)
• Технология: в большинстве стран проводились аукционы по
конкретным технологиям. В Калифорнии технологии группируются по
профилю генерации. В Чили и Мексике проводились технологически-
нейтральные аукционы. У Голландской программы SDE+ есть
технологически-нейтральный транш. Польша распределяет корзины по
критериям: часы нагрузки, биомасса, СО2, микро- и макрокластеры
• Ограничения по размеру проектов: Большинство стран ЕС
установили ограничения по мощности для отдельных проектов
• График: большинство стран запланировали один и более аукционов в
год
11/22/2019 24Компоненты дизайна аукциона
• Интеграция на рынке: Большинство стран ЕС - Дания, Италия,
Нидерланды – применяли фиксированные премии (надбавок к
рыночной цене “feed-in premium”) при торгах ВИЭ на оптовом рынке
• Регламент торгов: Большинство аукционов проводятся как закрытые
торги. Нидерланды проводят динамические аукционы на понижение
цены, когда цены складываются в момент заявки. Бразилия применяет
два этапа: этап1 = аукцион на понижение; 2: плата по заявленной цене
(pay-as-bid) в финальном раунде
• Оплата: 9 из12 стран применяли плату по заявленной цене (pay-as-
bid). Великобритания и Нидерланды – плату по единой цене (pay as
cleared). Китай применял правило средней цены.
• Предельные цены: Большинство стран, за исключением Китая и
Франции, устанавливали предельные цены
• Оценка заявок: Большинство стран ЕС проводили аукционы только по
критерию цены. Другие страны применяли множество критериев
оценки, например, местное содержание, рабочие места,
географическое положение
11/22/2019 FOOTER GOES HERE 25Компоненты дизайна аукциона
• Стадия готовности проекта: Многие страны поставили условием
участия в аукционах позднюю стадию проекта: до начала аукциона у
участников должны быть разрешения и договоры о межсетевом
соединении
• Курс обмена валют: опрос проводился на 12 развивающихся рынках,
на 6 из них присутствовала полная индексация валюты, на 3 –
раздельная индексация, на 3 индексации не было
• Балансирование: обычно регулируется отдельно, но наблюдается
тенденция включения его в PPA в качестве суммы сбора. В Польше
сбор на балансирование составляет €4/МВТ-ч. В Бразилии
постановили, что генераторы ВИЭ должны поставлять фиксированные
месячные объемы энергии либо закупать энергию на балансирующем
рынке в случае дефицита; либо они обязуются поставлять
фиксированный объем энергии ежегодно
• Срок действия PPA: 12 лет (Финляндия), 15 лет (Польша, Турция и
многие другие страны), 20 лет (все еще норма)
11/22/2019 26Конкурсные гарантии и гарантии выполнения обязательств
Сводный обзор практики предоставления гарантий в странах
Страна Требование к гарантии
Фин обеспечение заявки: конкурсное обеспечение I млн. рупий/МВт (около $15
000/МВт)
Индия (2016-17) Гарантия завершения строительства: банковская гарантия выполнения обязательств 2
млн. рупий/МВт (около $30 000/МВт)
Фин обеспечение заявки: €4 / кВт (уменьшается в два раза, если имеется разрешение
на строительство)
Германия (2015) Гарантия завершения строительства: $57 /кВт ($28 / кВт, если имеется разрешение на
строительство)
Фин обеспечение заявки: 1% от инвестиционной сметы (Раунд 1); 5% от
инвестиционной сметы (Раунд 2)
Бразилия (2015)
Гарантия завершения строительства: 5% сметной стоимости инвестиции в
проект, на который получен контракт
Фин обеспечение заявки: $500,000 Euros
Португалия Гарантия завершения строительства: 10% от суммы инвестиций
Источник: Сводный отчет проекта Aures Wp4
Коммунальные аукционы
от инвесторов в Гарантия выполнения обязательств: $20/кВт
Калифорнии
Гарантия выполнения обязательств: $30/кВт
1 и 2 аукцион в Source:
Казахстане http://www.unece.org/fileadmin/DAM/energy/se/pp/eneff/9th__Forum_Kiev_Nov.18/13_Novembe_2018/R
E_DEVCO/02_Baltugan_Tazhmakina.pdf
Гарантия выполнения обязательств: 5% от инвестиций
Бразилия Source: https://d2oc0ihd6a5bt.cloudfront.net/wp-
content/uploads/sites/837/2017/06/4_Auctions_Renewables_Бразилияian_Approach.pdf
11/22/2019 FOOTER GOES HERE
[1] Индия http://mnre.gov.in/file-manager/UserFiles/Guidelines-for-5000МВт-Grid-Connected-power-project-under-VGF-NSM.pdf 27
[2] Германия IRENA 2015 р.Общие комментарии по тенденциям дизайна
аукционов
• Необходима гибкость
• Акцент на задачах национального сектора
энергетики
• Дальнейшее развитие дизайна аукционов
• Иногда аукционы бывают неудачными
• Результаты очень зависимы от интеграции в
сеть и местоположения
11/22/2019 FOOTER GOES HERE 28Интеграция в сети 11/22/2019 FOOTER GOES HERE 29
Общее решение для сети
Больше
Сеть
Быстрее Умнее
30Пять решений в пользу гибкости
Резервное Постоянное
Контроль
Решение Описание планирован балансиров
частоты
ие ание
Потенциал гибкости в существующей энергосистеме
Реформа Чем лучше рынок отражает физические
энергетического реалии сети, тем меньше нужно
рынка корректировок для балансирования сети
Обмен
мощностью Биржа электроэнергии обеспечивает
доступ к услугам гибкого управления
Повышение значимости ветровой и солнечной энергии в балансировании
Улучшение Прогнозирование позволяет оператору
прогнозирования энергосистемы более точно реагировать
в области ВИЭ на изменчивость выработки ВИЭ
Благодаря тому, что продажи операторов
Обязательства по
солнечных и ветровых станций совпадают
балансированию
с поставляемой мощностью, повышается
ВИЭ
прогнозируемость
По мере сокращения доли тепловой
Системные
энергетики, ВИЭ смогут оказывать
услуги ВИЭ
системные услуги
Source: Bloomberg NEF Flexibility SeriesВарианты интеграции большей доли ПВИЭ в сети
Относительные экономические характеристики вариантов интеграции
Принудительная JХимические Раньше был самым
методы хранения
разгрузка дорогим вариантом
Падение цен открывает
Расширение сети
передачи Хранение все больше интересных
Регулирование топлива/гибкие
мощности графики возможностей
Управление угольной ЭС
потребительского Укрепление сети
Увеличение спроса Регулирование передачи Гидроаккумулиру
географического мощности газовой ющие станции
Стоимость
охвата/совместная Резерв повышения ЭС
работа соседних генерации и
Современные Аккумулирование
систем диспетчерское
методы тепловой энергии
управление Управление Регулирование управления сетью
Маневренный спроса мощности ГЭС
резерв Резерв понижения промышленного и
генерации коммерческого
Субчасовое
секторов
планирование и Поддержка частоты
диспетчерезация
Поддержка
напряжения
Стоимость каждого сценария зависит от
Прогнозирование систем и эволюционирует со временем
генерации ВИЭ
Услуги
Эксплуатация переменных Нагрузка Маневренность Аккумулирование
Передача
системы генерации и хранение
ВИЭ
Источник: Кокран, NREL
Виды мероприятий
9/16/2019 32Влияние ВИЭ на стабильность сети
Стабильность частоты (баланс
предложения-спроса) становится
проблемой при высоком уровне
замещения Мертвая
Частота (Гц)
Снижение
частоты при полоса
выработке э/э кривой
• Решение: Ветровые турбины статизма
нужно снабдить средствами
управления активной мощностью Частота
Мертвая
(синтетическая инерция, полоса
регулирование частоты
вращения)
Оперативное Управление
• Пример: Совет по надежности отслеживание мощностью
Мощность (кВт)
ступенчатых изменений,
Генерация
электроснабжения штата Техас ручное регулирование
мощность
при снижении мощности
обязывает регулировать Номинальная
мощность
частотные характеристики Первичное
регулирован
ветровых турбин ие частоты
Стабильность напряжения:
проблема слабых систем, например,
систем с длинными радиальными Время (с)
ЛЭП
Одна турбина с мониторингом ступенчатых изменений с контролем
снижения мощности и последующим первичным регулированием
http://www.nrel.gov/docs/f
y14osti/60574.pdf
частоты в случае снижения частоты 33Оперативное диспетчирование для сокращения
расходов на резервы
Почасовое диспетчирование и Внутричасовое
энергообмен распределение
Почасовой Регулирование Почасовой Регулирование
график график
5-минутный
график
Фактическая
нагрузка
Фактическая
нагрузка
Принятие решений о распределении нагрузки, максимально Источник:
приближенное к реальному времени (например, внутрисуточные NREL
корректировки графика; краткосрочное «закрытие ворот» на
энергобирже), позволяет снизить неопределенность.
3415 Turbines Stdev = 1.21, Stdev/Mean = .184
Расширение географии балансирования
200 Turbines Stdev = 14.89, Stdev/Mean = .126
215 Turbines Stdev = 15.63, Stdev/Mean = .125
1.6
1.4
1.2 Более обширные зоны балансирования и
1.0 разнообразие географических зон могут снизить
0.8
0.6 потребность в переменной выработке э/э и
формировании резервов
Output Normalized to Mean
1.6
Приведенная средняя мощность
1.4
1.2
1.0 200 турбин
0.8
0.6
1.6
1.4
1.2 15 турбин
1.0
0.8
0.6
3
0 5 10 15 20 25 30x10
Seconds
Секунды
Источник: данные с
(Approximately 8 hours)
Source: NREL Wind Plant Data ветровой станции NREL
Приблизительно 8 часовУлучшение согласованности между зонами
балансирования
Не координируемые зоны балансирования
Консолидированные
операции Учитываются
преимущества
географического
разнообразия по
спросу, солнечной и
ветровой э/э,
обеспечивается более
точное распределение
Уполномоченный орган в области
Независимые производители э/э
балансирования
Внешний рынок или обмен
Зона балансирования
Энергоснабжающие организации (ЭСО) Обмен информацией/инструкциями
Производители э/э, принадлежащие ЭСО Денежный обмен 36Варьирование нагрузки: регулирование спроса
• Программы энергосбережения могут снизить пиковый спрос
• Программы ценозависимого потребления позволяют
сдвинуть энергопотребления со дня на ночь (тарификация в
режиме реального времени или по времени суток)
• Программы снижения пиковой нагрузки требуют более
активного регулирования спроса в часы пиков и снижения
пиков в каждый день высокой нагрузки
• Регулирование надежности систем (регулирование в
чрезвычайных ситуациях) требует максимально оперативного
реагирования при регулировании. Регулирование требуется
только во время «происшествий» в энергосистеме – новое
медленно развивающееся направление
• Регулирующее реагирование – это постоянное отслеживание
поминутного управления энергосистемой для в целях
балансирования системы
Milligan, M.; Kirby, B. (2010) Utilizing Load Response for Wind and Solar Integration and Power System
Reliability. Доступ по ссылке http://www.nrel.gov/docs/fy10osti/48247.pdf
37Гибкое производство электроэнергии:
Термоциклирование
0%
ветровой и
солнечной
э/э Генерация (ГВт)
33%
замещения
ветровой и
солнечной
Генерация (ГВт)
э/э в год
Распределение
вырабатываемой э/э в
течение сложной весенней
недели в американской части
Координационного совета по
энергоснабжению западных
штатов
Источник: WWSIS Phase 2 38
(2013)Стимулы к внедрению гибкого производства э/э с линейным
изменением мощности на тепловых станциях при
отсутствии рынка технологических услуг
• В Индии были изучены 436 угольных генераторов с суммарной
мощностью 165 ГВт.
• Треть тепловых установок могут обеспечить скорость линейного
изменения не менее 1% в минуту.
• В связи с ростом доли ВИЭ в энергосистеме линейное
изменение нетто-нагрузки достигнет пика при 32 ГВт в час.
Выработка э/э, от которой зависит нетто-нагрузка, должна быть
более гибкой.
• Международный опыт: угольные электростанции постепенно
отказываются от обязательств по базовой нагрузке. Многие
генераторы могут обеспечивать 2% - 5% на минуту линейного
изменения.
• Необходима нормативная база для измерения ресурсов
линейного изменения, процедур испытаний и механизмов
выплат/льгот.
11/22/2019 FOOTER GOES HERE 39Льготы для внедрения линейного изменения мощности на
тепловых станциях в Индии
Прогнозируемый потенциал линейного изменения мощности на тепловых станциях в 2021-22 гг.
Единичная Загрузка Мощность на шине Допустимое Скорость изменения
мощность мощностей (%) (МВт) изменение (%) (МВт/мин)
(МВт)
Итого
Льготы для угольных станциях, варьирующих мощность:
- -0,25% от доходности капитала станций, которые не достигают
скорости изменения на уровне 1% в минуту
- +0,25% к доходности капитала на каждое увеличение скорости
изменения в 1% свыше установленного уровня, при этом предельная
ставка составляют 1% дополнительной доходности капитала
11/22/2019 FOOTER GOES HERE 40Накопление
НАКОПЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ полезно для: выравнивания нагрузки/арбитражных операций;
стабильности производственной мощности и эксплуатационных резервов; линейного
изменения мощности/отслеживания нагрузки; замены и резервирования ЛЭП и
диспетчирования; холодного пуска. Накопление энергии должно конкурировать с другими
источниками гибкости
Два направления
применения:
Эксплуатационные резервы
– от секунд до минут,
обеспечивают возможность
регулирования нагрузки и
накопления аварийных
резервов.
Управление
энергопотреблением –
непрерывная разгрузка для
обеспечения
эксплуатационного резерва, а
также гарантированная
мощность станции и системы.
Накопление всегда полезно, но не всегда экономично.
Моделирование работы энергосистемы показывает, что нет нужды накапливать
энергию свыше 30% замещаемости ветровой энергией (WWSIS, CAISO, PJM, EWITS).
41Использование прогнозирования при составлении
графика нагрузки и диспетчировании
• Избавляет от неопределенности
• Улучшает составление графиков
операционных затрат (млн. $)
использования других ресурсов в
целях сокращения резервов,
потребления топлива и затрат на
эксплуатацию и техобслуживание
Экономия годовых
• Большая точность в пределах
операционного часа
• Прогнозирование чрезвычайных
событий намного важнее, чем
сокращение средней погрешности
• Необходим доступ к станциям ВИЭ Сокращение ошибок прогнозирования в %
В западных штатах США при уровне замещения
ветровой энергией 24% (в год) улучшение
прогнозов на 10%–20% позволяет значительно
экономить на годовых операционных затратах
http://www.nrel.gov/docs/fy11osti/50814.pdf
42Чем полезно расширение зон балансирования?
Снижается потребность в линейном изменении мощности в комбинированных ЗБ (реальных
или виртуальных):
– Линейно растет потенциал линейного изменения мощности;
– Потребность в линейном изменении растет медленнее.
При эксплуатации отдельных, а не комбинированных, зон
Operating separate balancing areas causes
1000 балансирования чаще применяется линейное изменение
extra ramping compared to combined operations.
мощности
Blue: up-ramp
Синий: линейное изменение растет
500 Green: down-ramp
Зеленый: линейное изменение снижается
Yellow: combined ramp
Ramp (MW/hr)
Желтый: линейное изменение в комбинированных зонах
0
-500
ВSome
некоторых зонах
areas areлинейное
rampingизменение доходит
up nearly 1000до 1000
MW/hrМВт/ч, а в
Excess Ramping (MW/hr)
других снижается до 500 МВт
while other areas are ramping down nearly 500 MW/hr
-1000
400 При комбинированных операциях от линейных изменений можно
Ramping that could be eliminated by combining operations
отказаться
200
0
-200
-400
5280 5286 5292 5298 5304
Hour of Year (one day)
Source: Milligan & Kirby, NREL, http://www.nrel.gov/docs/fy07osti/41809.pdf
43Более оперативные рынки электроэнергии для
сокращения издержек
Общее среднее регулирования по 6 графикам диспетчирования/поставки
в агрегированном виде (прогнозируемое время поставки -
Общее среднее регулирование (МВт)
по интервалам диспетчирования)
10000
9000 Быстрее Быстрее Быстрее
8000
7000
10 -10
6000 30 -10
5000 30 -30
60 -10
4000
30 -40
3000
60 -40
2000
1000
0
География Региональный BAU
Большой Средний Малый
Milligan, Kirby, King, Beuning (2011), The Impact of Alternative Dispatch Intervals on Operating
Reserve Requirements for Variable Generation. Представлено на 10 международном семинаре -
по масштабному внедрению ветровой (и солнечной) э/э в энергосистемы, Орхус, Дания, октябрь
44Изменение дизайна рынков энергии
3200
Повышение цены э/э до
• Продукты Energy
Цена э/эPrice
$10/MWh
$10/МВт-ч
$90/МВт-ч
Energy из-заIncreases
Price
toнедостаточной скорости
$90/MWh because
Energy Price $10/MWh
Цена э/э $10/МВт-ч
линейного
base изменения
unit can't rampна
линейного изменения
3000 базовой
fast станции
enough
МВТ-ч
Peaking -
позволят
Пик
$90/MWh
$90/МВт-ч
2800
экономить на
гибкой выработке
2600
• Более крупные, быстрые Base
Базовая Load
нагрузка - $10/MWh
$10/МВт-ч
и частотные рынки 2400
4:00 AM 6:00 AM 8:00 AM 10:00 AM 12:00 PM 2:00 PM 4:00 PM 6:00 PM
• Отрицательное ценообразование Источник: Milligan et al. (2012) NREL/CP-5500-56212
– Рентабельный способ снижения выходной мощности при
избыточной генерации
– Поставки энергии сокращаются благодаря работе программного
обеспечения диспетчирования, а не вмешательствам в ручном
режиме
• Интеграция прогнозирования и внедрение переменных ВИЭ в
качестве диспетчируемых генераторов
45Гибкий спрос
Регулирование спроса (РС)
• Примеры: прямое управление
нагрузкой, ценообразование в
режиме реального времени
• Экономически эффективно при
управлении чрезвычайными
ситуациями и резервами
Варианты политики и регулирования
• РС на конкурентном рынке
• Внедрение практики тарификации -
например, тарифы на э/э по времени
Photo credit: Susan Bilo
суток или года, – которая стимулирует
регулирование спроса
Исследования показали, что
• Рассмотреть возможности дешевле отключать нагрузку
применения РС при оценке (регулирование спроса) на 89
внедрения умных счетчиков
проблемных часов (1%), чем
увеличивать горячий резерв на
8760 часов в год. 46Гибкое производство э/э
• Новые или
модернизированные
традиционные
электростанции могут
повысить гибкость системы
путем внедрения
производственных
ресурсов для :
– Быстрого варьирования
вырабатываемой мощности
для сохранения значения
нетто-нагрузки
– Быстрой остановки и
запуска
– Эффективной эксплуатации
при более низком
минимальном уровне
выработки в периоды
высокого уровня NREL PIX 06392
замещения на ВИЭ
47Размещение проектов 11/22/2019 FOOTER GOES HERE 49
Значение местоположения для программ
ВИЭ
• Ключевой фактор для долгосрочных затрат в
программе ВИЭ
• Основной принцип: концентрировать мощности ВИЭ в
местах с наилучшими ресурсами ВИЭ с поправкой на
стоимость передачи и земельных участков
• Три основных варианта:
– Выигрывает самая низкая цена, вне зависимости от
места. Участник конкурса несет ответственность за
расходы на подключение к сети и риски
– Развивать узлы системы электропередачи в зонах с
наилучшими ресурсами ВИЭ.
– Развивать новые зоны ВИЭ.
11/22/2019 FOOTER GOES HERE 50Что такое зона ВИЭ?
• Процессы планирования
электропередачи и
получения разрешений
подстроены под ВИЭ
• Высокая концентрация в
зоне высококачественного
и легко развиваемого
потенциала ВИЭ
• Цель – полноценное
использование системы
электропередачи с самым
высоким напряжением
51Развитие сети электропередачи и проектов ВИЭ
занимают разное время
Технология Время строительства
Электропередача ~10-20 года
Традиционная ~5-10 года
выработка э/э
Выработка ВИЭ ~2-3 года
Вызовы:
a) Ограниченные мощности электропередачи могут
блокировать развитие солнечной и ветровой энергетики в
зонах, богатых возобновляемыми ресурсами
b) Если объем ветровой и солнечной энергии превышает
возможности отдельных узлов электропередачи, оператор
сети может принудительно сокращать передаваемую
мощность
52Подход REZ (Зоны ВИЭ): Использовать самые
продуктивные ресурсы
• Строительство высоковольтных
ЛЭП к зонам с лучшими
ресурсами ВИЭ
• Высокие коэффициенты
мощности предполагают
обширное использование
инфраструктуры электропередач
• Проекты VRE с высокими
коэффициентами мощности
характеризуются более низкой
себестоимостью МВТ-ч
• Больше МВТ-ч на каждую сумму
инвестиций, как в выработку, так
и в электропередачу
53Строительство нескольких высокомощных
линий
• Чем выше напряжение, тем
меньше потери, и выше
рентабельность на МВт
мощности
• Минимизация коридоров
ЛЭП для снижения
экологического ущерба,
который наносят
проложенные в большом
количестве маломощные
линии
• Сокращение процедур по
выделению участков и
получению разрешений
54Внедрение REZ (Зон ВИЭ)
Проведение оценки ресурсов ВИЭ
Вклад заинтересованных сторон
Скрининг ресурсных зон на предмет качества, потенциала застройки и
социально-экологических последствий
Формализованный вводный процесс, чтобы застройщики могли
выразить интерес
Экономический анализ зон, представляющих интерес с точки зрения
высокого потенциала
Обозначение зон ВИЭ (REZ)
Разработка и утверждение плана ЛЭП для подключения зон ВИЭ к
энергосистеме
11/22/2019 55
55Пример скрининга ресурсов ВИЭ
Геопространственный скрининг для
выявления зон, благоприятных для
строительства масштабных систем
концентрированной солнечной энергии
(CSP)
1. Начать с прямой оценки нормального
солнечного ресурса на основе спутниковых
данных с 10 км.
2. Удалить зоны со значением менее 6,75
кВт/м2/день.
3. Исключить экологически уязвимые участки,
крупные городские зоны и водоемы.
4. Удалить участки со средним уклоном свыше
1% (и 3%).
5. Исключить зоны с минимальной однородной
площадью менее 5 кв. км.
56Возможности для крупных CSP: неотфильтрованный ресурс
57Возможности для крупных CSP: с наложением ЛЭП
58Возможности для крупных CSP: > 6,75 кВт/м2/день
59Возможности для крупных CSP: исключения с точки зрения
экологии и землепользования
60Возможности для крупных CSP: уклон < 3%
61Возможности для крупных CSP: уклон < 1%
На карте показаны не используемые
на сегодня по назначению зоны, без
учета участков с уклоном > 1% и
природоохранных зон
62Формализованный вводный процесс, чтобы
застройщики могли выразить интерес
• Необходимые вложения
ресурсов в зонах,
потенциально
представляющих
коммерческий интерес
• Задача: застройщики
определяют приоритетные
зоны с потенциалом развития
– Исключаются зоны, не
представляющие интереса
для застройщика
• Результат: обозначение зон
органом власти, отвечающим
за REZ (Зоны ВИЭ)
63Экономический анализ сценариев REZ (Зон ВИЭ)
• Моделирование производственных затрат
– Модель диспетчирования в пределах всей сети,
позволяющая определить диапазон изменения
переменных затрат при разных сценариях REZ
– Выходные данные моделирования: суммарные
производственные затраты за контрольный год,
затраты в связи с перегрузками, местная предельная
цена э/э
Прочие технические
исследования:
• Потребность в технологических
услугах
• Изучение динамической
устойчивости
• Исследование потокораспределения
64Пример: Конкурентоспособная зона ВИЭ REZ
(CREZ) ветровой энергетики в Техасе
Утверждены меры по развитию сети
Зоны, обозначенные регуляторами в ЛЭП для подключения зон ВИЭ
качестве REZ, на основе данных
застройщиков
Построено около 3900 км ЛЭП на
сумму
$7 млрд (затраты заложены в
расчет тарифов), подключено
>18 ГВТ ветровой э/э 65Конкурентная зона ВИЭ (CREZ):
воспользоваться преимуществами конкуренции
• Впервые внедрено в
энергосистеме Техаса
• Конкурентный рынок сам решает,
кто будет строить
ветроэнергетические проекты
• Планирование ЛЭП направляет
застройщиков в зоны
максимальной концентрации
ресурсов высочайшего качества
• Неразработанный потенциал
должен превышать мощность
новых ЛЭП
– Универсальное правило: если
мощность линии 1 000 МВт,
потенциал зоны должен быть 4 000
МВт
66Техас: Зоны ВИЭ (REZ) и ЛЭП, утвержденные в 2008 году
Около 3900 км линий
$5 млрд (смета)
Модернизация $7 млрд (факт)
двухцепных ЛЭП Последний компонент достроен в 2013 г
345 кВт, указанная
в плане ЛЭП CREZ
67Есть ли результат?
До REZ: ветровая После REZ: ветровая
энергетика в 2003 г энергетика в 2014 году
Западная
Вирджиния
(новая зона
развития
ветроэнергетики)
McCamey
(первая зона Линии CREZ
развития
ветроэнергетики) краснымРезультаты CREZ Ветровая электростанция Green Mountain,
Техас
• В CREZ построено ~
18 ГВт ВЭС
• Затраты на
выработку ветровой
э/э в Техасе – одни
из самых низких в
мире, с показателем
$26/МВТ-ч
• ЛЭП CREZ уже на
максимальной Фото: Брошюра [CC BY-SA 3.0
мощности (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]
Источник: вырабатываемая мощность – NREL 2017 CREZ description. Стоимость выработки
– Доклад Bloomberg NEF по НСЭЭ за второе п/г 2019, цена без учета налоговых льгот на
производство. С учетом льготы цена ветровой э/э в Техасе составляет $12/МВТ-ч. Мощность
CREZ: Технологический обзор MIT Technology Review, 6 августа 2016 г.
69Рынки вспомогательных услуг и
балансирующие рынки
11/22/2019 FOOTER GOES HERE 70Виды вспомогательных услуг
NERC
Резерв
UCTE регулирования
частоты
Резерв Северо-
первичного Резерв американская
регулирования регулирования корпорация по
надёжности
Европейский
электро-
союз по Резерв Горячий резерв снабжения
координации вторичного
передачи регулирования
электроэнергии
Холодный
резерв
Резерв
третичного
регулирования Дополнительный
Источник: Eric
резерв Ela, NRELВременные рамки Функций надежности сети (1 день)
Ротация резервов по быстроте реагирования
Благодаря регулированию
частоты синхронизируется
Регулирование по обеспечивает резервную генерацию для сети с
коротким промежуткам различной скоростью реагирования (секунды,
и стабилизируется скорость
обеспечивает минуты, десятки минут)
BPS в нормальных и ежеминутное
непредвиденных удовлетворение спроса,
обстоятельствах. Частота а отслеживание Аварийные резервы
регулируется поэтапно в нагрузки позволяет
диапазоне от секунд станциям успевать за Отслеживание нагрузки
(инерция) до часов (горячий спросом в течение
резерв). Для постоянного всего дня Холодный резерв
регулирования частоты
необходимо Регулирование
автоматическое
управление генерацией Горячий резерв
(AGC) и эксплуатационная Контроль напряжения нужен
гибкость генерирующих Резервы частотных
весь день. Это зависит от
ресурсов характеристик местоположения и требует
Регуляторы частоты управления реактивной
вращения/резерв AGC мощностью от реактивных
Инерция источников.
Контроль напряжения
циклы секунды минуты часы 1 день
Источник: Analysis Group, Advancing Past “Baseload” to a Flexible Grid, June 2017Вспомогательные услуги Независимого системного
оператора штата Нью-Йорк
• Надбавка NYISO покрывает расходы на диспетчирование коммерческих объектов, обеспечивая
надежность энергоснабжения в NYISO.
• Местная надбавка за надежность электроснабжения покрывает затраты на диспетчирование
некоммерческих объектов, чтобы обеспечить надежность снабжения на местах. Ценообразование, в
основном, зависит от конкретной местности в зоне.
• Резервные сборы образуют эксплуатационный резерв через поддержку спотовых рынков, обеспечение
выработки э/э по графику и гарантирование ресурсов спроса для восстановления ежедневных объемов
предложения.
• Служба регулирования и контроля частоты делает выплаты производителям э/э за балансирование
сети ЛЭП и поддержание приемлемого частотного диапазон на местах подключения к сети.
• Служба холодного пуска обеспечивает восстановление снабжения в сети после отключения сети ЛЭП
NYISO.
• Служба планирования, управления системой и диспетчирования – это комиссия, выплачиваемая
оператору энергосистемы за обеспечение функционирования системы электропередачи, в том числе
диспетчирование, управление и планирование.
• Служба поддержания напряжения – выплаты производителям э/э за поддержание напряжения в сети
электропередачи.
• Сборы за работу фазоповоротных трансформаторов покрывают расходы на ежемесячные выплаты
NYISO.
• Сбор за доступ к ЛЭП Энергоуправления штата Нью-Йорк (NYPA) – безвозвратные издержки на
покрытие требуемого уровня выручки за электропередачу NYPA, которая не обеспечивается суммой сбора
за услуги электропередачи.
• Остаточная корректировка – издержки в связи с эксплуатацией системы ЛЭП и администрированием
тарифов со стороны оператора энергосистемы.
• Неучтенная электроэнергия – механизм компенсации потерь в ЛЭП. Эта переменная содержит гибрид
рыночного и нерыночного риска, который нельзя хеджировать или нивелировать надбавками на риск .Пример затрат на циклирование
NREL, Power Plant Cycling Costs, April 2012
Нижние пределы затрат на горячий пуск – включая экстремальные
значения (ТО и капитальные затраты на МВт мощностиВАРИАНТЫ ПРОДАЖ ДЛЯ ГЕНЕРАТОРА/СТАНЦИИ
Распределение
пропускной способности Выплаты за э/э
Энергия балансирующего рынка
Резерв для балансирующего
рынка в реальном времени ( включая AGC)
Горячий резерв
Энергетический рынок
следующего часа
Рынок следующего часа
Возможности понижения в AGC
Энергетический рынок
следующего дня
Рынок следующего дняАУКЦИОН РЕЗЕРВОВ
$/МВт
Единая цена за
резервные
мощности
МВт
Выигравшие заявки Проигравшие заявки
Необходимые резервыИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ НА РЫНКЕ В РЕЖИМЕ
РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ
3% 12%
4%
81%
Дополнительная энергия Горячие резервы
Холодные резервы Резервы замещения
Оценки CA ISOВспомогательные услуги не дорогостоящие
Обзор стоимости технологических услуг на рынке Пенсильвания-Нью-
Джерси-Мэриленд на МВт нагрузки
2014 2015 2016 2017 2018
Регулирование $0,46 $0,29 $0,11 $0,13 $0,21
График, диспетчирование,
управление системой $0.43 $0,42 $0,43 $0,49 $0,39
Реактивная мощность $0,42 $0,37 $0,39 $0,43 $0,38
Синхронный резерв $0,20 $0,14 $0,05 $0,06 $0,07
Итого $1,51 $1,22 $0,98 $1,11 $1,05
Источник: Квартальный отчет о состоянии рынка Quarterly PJM State of the Market Report, 2018Влияние ВИЭ с переменной выработкой
э/э на вспомогательные услуги
60%
Ветровая энергия в ERCOT (Техас)
50%
Средняя мощность
(% от номинала)
40%
30%
20% Coastal Summer
Лето в прибрежном
районе
10% Зима в прибрежном
Coastal Winter
0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
• Почасовой график годовой погоды Час дня
– Разработано сторонним консультантом на месте
– Агрегировано по значениям CDR за изучаемый год
79
Economically Optimum Reserve Margin (EORM) Workshop, April 14, 2017, ERCOT, Astrapé Consulting LLC, The Brattle GroupВлияние ВИЭ с переменной выработкой
э/э на вспомогательные услуги
90%
80%
Солнечная э/э в ERCOT (Техас) Summer
Лето
Зима
70% Winter
Средняя мощность
(% от номинала)
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
Час дня
• Почасовой график годовой погоды
– Разработано сторонним консультантом на месте
– Агрегировано по значениям CDR за изучаемый год
80
Economically Optimum Reserve Margin (EORM) Workshop, April 14, 2017, ERCOT, Astrapé Consulting LLC, The Brattle GroupВИЭ – двигатель инновации в сфере
вспомогательных услуг
Продукты для
варьирования мощности
Новые Быстрое регулирование
вспомогательные частоты за счет
Больше гибкости услуги аккумуляторов
благодаря рынкам Ветровые турбины с
инновационных инерционным
Новые игроки на регулированием
услуг
рынке, оказывающие
вспомогательные СЭС и коммунальные
услуги накопителя для
поддержания напряжения
Распределенные
энергоресурсы (DERs),
обеспечивающие контроль
Источник: IRENA, Innovative Ancillary Services, 2019 частоты и напряженияПримеры инноваций в сфере вспомогательных услуг
Новые тенденции Примеры
Переменные ВИЭ могут • Ветрогенераторы могут оказывать услуги по балансированию в Бельгии, Дании,
быть участниками Эстонии, Финляндии, Нидерландах, Польше, Испании, Швеции и Великобритании
существующих рынков
• В Чили реализован первый пилотный проект, позволивший СЭС оказывать
дополнительных услуг
дополнительные услуги для коммунальной сети и обеспечивать стабильность
энергосистемы
Разработаны новые • В Великобритании введен новый продукт аккумуляторного хранения с усиленными
дополнительные услуги частотными характеристиками
для интеграции
• В США представлены продукты для линейного изменения мощности
переменных ВИЭ
• Ирландский системный оператор EirGrid определил несколько дополнительных
продуктов системных услуг для борьбы с колебаниями ветровой э/э
• Системный оператор PJM Interconnection в США разработал различные продукты
регулирования частоты для более медленных традиционных ресурсов и для более
быстрых аккумуляторных накопителей
Накопители могут быть • В Австралии, Бельгии, Германии, Нидерландах, Великобритании и США накопители
участниками рынков могут быть участниками рынков ТУ
дополнительных услуг
Проводятся реформы • В ЕС повсеместно применяются сетевые кодексы для балансирующих рынков и
на существующих операторов сетей, включая закуп дополнительных услуг системными операторами
рынках (применяются во всех государствах-членах ЕС)
дополнительных услуг
• В Дании операторы ветровых турбин сегодня, как и традиционные производители,
или балансирующем
обязаны выплачивать штрафы за некорректное прогнозирование
рынке
• Вследствие последних реформ в Великобритании возросли суммы общих штрафов за
некорректное прогнозирование и введены премии для производителей и поставщиков,
которые способны восполнять соответствующие пробелы
Источник: IRENA, Innovative Ancillary Services, 2019Интервалы торгов э/э должны сокращаться
ГВт
1
час
Э/э
следующего
дня торгуется
по часовым …но спрос, выработка
интервалам… солнечной и ветровой э/э
постоянно меняются, что
приводит к внутричасовому
дисбалансу
Время
• Сокращение времени поставки: сокращается период между закрытием торгов и фактической
поставкой электроэнергии
• Сокращение интервалов торгов: переход от 30 к 15 или даже 5-минутным интервалам торгов
• Ревизия зон единой цены: разбивка зон с ограничениями электропередачи сокращает
затраты на перенаправление диспетчирования и кольцевые перетоки
• Реформирование балансирующего рынка: балансирование должно обеспечивать адекватные
льготы для ввода и вывод э/э в соответствии с позициями на торгах 83ERCOT (Техас), Вспомогательные услуги
Продукт Описание
Регулирование Должен немедленно увеличить выходную
на повышение мощность в ответ на автоматические сигналы
Регулирование Должен немедленно уменьшить выходную
на понижение мощность в ответ на автоматические сигналы
Резервы Должен отреагировать в течение «первых
реагирования нескольких минут
после возникновения события, которое
вызывает значительное отклонение от
стандартной частоты»
Холодный резерв • Должен отреагировать в течение 30 мин
• Должен работать как минимум в течение
одного часаНСО Новой Англии, Вспомогательные услуги
Продукт Описание
Регулирование Должен немедленно увеличить или
уменьшить выходную мощность в ответ на
автоматические сигналы
10-минутные Синхронизированы с энергосистемой
синхронизированн Должны отреагировать в течение 10 мин
ые резервы
10-минутные Должны отреагировать в течение 10 мин
несинхронизирова
нные резервы
30-минутные Должны отреагировать в течение 30 мин
оперативные
резервы мощностиНСО Нью Йорка, Вспомогательные услуги
Продукт Описание
Регулирование Должен немедленно увеличить или
уменьшить выходную мощность в ответ на
автоматические сигналы
10-минутные Синхронизированы с энергосистемой
горячие резервы Должны отреагировать в течение 10 мин
10-минутные Должны отреагировать в течение 10 мин
несинхронизирова
нные резервы
30-минутные Синхронизированы с энергосистемой
горячие резервы Должны отреагировать в течение 30 мин
30-минутные Должны отреагировать в течение 30 мин
несинхронизирова
нные резервыMISO, Вспомогательные услуги
Продукт Описание
Регулирование Должны отреагировать в течение пяти
минут. Работающие и синхронизированные с
энергосистемой. Способны реагировать на
автоматические сигналы.
Горячий резерв Синхронизированы с энергосистемой
Должны отреагировать в течение 10 мин
Дополнительные Не обязательно синхронизированы с
резервы энергосистемой
Должны отреагировать в течение 10 минНСО Калифорнии, Вспомогательные услуги
Продукт Описание
Регулирование на Должен немедленно увеличить выходную
повышение мощность в ответ на автоматические сигналы
Регулирование на Должен немедленно уменьшить выходную
понижение мощность в ответ на автоматические сигналы
Диапазон Абсолютное изменение выходной мощности
регулирования на между четырехсекундными ставками
повышение/на
понижение
Горячие резервы • Синхронизированы с энергосистемой.
• Должны отреагировать в течение 10 минут.
• Должны работать не менее двух часов.
Холодные резервы • Должны отреагировать в течение 10 минут.
• Должны работать не менее двух часов.PJM, Вспомогательные услуги
Продукт Описание
Регулирование Должен немедленно увеличить или
уменьшить выходную мощность в ответ на
автоматические сигналы
Синхронизирован Синхронизированы с энергосистемой
ные резервы Должны отреагировать в течение 10 мин
Первичные Должны отреагировать в течение 10 мин
резервы Включают синхронизированные резервыSPP, Вспомогательные услуги
Продукт Описание
Регулирование Должен немедленно увеличить или
уменьшить выходную мощность в ответ на
автоматические сигналы
Горячие резервы Синхронизированы с энергосистемой.
Должны отреагировать в течение 10 минут.
Холодные резервы Не обязательно синхронизированы с
энергосистемой. Должны отреагировать в
течение 10 минутPhoto: Creative Commons
РЕГИОНАЛЬНАЯ ПРОГРАММА POWER THE FUTURE (PTF)
САРЫАРКА 6, ОФИС 1430
НУР-СУЛТАН, КАЗАХСТАН 000010
WWW.PTFCAR.ORG
DISCLAIMER This product is made possible by the support of the American People through the United States Agency for International
Development (USAID). The contents of this presentation are the sole responsibility of Tetra Tech ES, Inc. and do not necessarily
reflect the views of USAID or the United States Government.
11/22/2019 91Вы также можете почитать
