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调整光伏阵列输出以匹配不断变化的批发电价曲线

DOI:10.1016/j.apenergy.2019.113734 期刊:Applied Energy 出版年份:2019 更新时间:2025-09-12 10:27:22
摘要: 大规模部署太阳能光伏发电(PV)会导致日间电价低迷——有时甚至出现负电价——因为光伏发电在按边际成本排序的调度序列中取代了高成本发电机组。这种电价变化为通过调整光伏输出的时间分布来提高光伏发电批发能源收入提供了机会。本文研究了三种输出调整策略对光伏批发能源收入和容量系数的影响:采用单轴跟踪技术、在负电价时段实施限电,以及改变固定倾角阵列的朝向。我们模拟了2010-2017年间美国六大电力市场超过10,000个定价节点的大型光伏阵列。在加州电力系统中观察到收入优化输出曲线的显著变化——该地区太阳能装机渗透率从2010年占峰值负荷的约2%增长至2017年的约28%,且时间输出调整带来的批发收入效益随时间递增。2017年加州实时电力市场中,与必须运行的容量系数优化固定倾角阵列相比:限电措施使收入提升9%,限电结合固定倾角优化使收入提升20%,无限电的单轴跟踪技术使收入提升32%,而带限电的单轴跟踪技术使中位节点收入提升42%。加州实时电力市场中光伏发电的最优固定倾角方位角中值已从2010年的192°(南偏西)调整至2017年的235°(即南偏西55°)。在所研究的市场和年份中,2017年加州市场展现出时间输出调整的最大潜在效益。这些结果揭示了在高光伏渗透率下缓解光伏批发价值下降的机制,并说明了根据电力系统条件变化调整光伏安装和调度策略的重要性。
作者: Patrick R. Brown,Francis M. O’Sullivan
AI智能分析
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研究概述 实验方案

探究三种输出整形策略对光伏批发能源收益和容量系数的影响:采用单轴跟踪、负电价时段限电以及调整固定倾角阵列朝向。

加州独立系统运营商(CAISO)系统的结果表明,提高光伏渗透率能通过跟踪、限电和固定倾角朝向优化等方式对光伏出力进行时间维度调控,从而带来更大的批发市场收益潜力。这一发现揭示了在不增加电力系统额外基础设施的情况下,缓解高渗透率时光伏价值下降的机制。在特定独立系统运营商(ISO)内部各节点间以及不同年份间观察到的优化朝向与调度策略的显著差异表明,在评估光伏发电的价值优化策略时,必须考虑多个节点及多年度的节点边际电价(LMP)数据。

本分析适用于作为批发市场"价格接受者"的边际光伏装机容量。我们未考虑所建模光伏发电机组对节点边际电价(LMP)曲线的影响,也未对建模光伏发电机组寿命周期内的未来LMP做出明确预测。我们的结果仅直接适用于面临LMP的光伏发电机组。虽然本分析仅限于评估光伏发电在批发能源市场的价值,但光伏还可提供许多附加服务。给定年份的朝向优化计算假设该年度LMP完全可预知。我们未考虑光伏朝向对光伏系统前期硬件及安装成本的影响。

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