Калифорнийский сетевой оператор все чаще сокращает производство солнечной и ветровой электроэнергии

Калифорнийский независимый системный оператор (CAISO), сетевой оператор для большей части штата, все чаще сокращает производство электроэнергии на солнечной и ветровой энергии, поскольку он балансирует спрос и предложение на фоне быстрого роста мощности возобновляемых источников энергии.

Операторы электросетей должны сбалансировать спрос и предложение, чтобы поддерживать стабильную электрическую систему. Выход ветровых и солнечных генераторов сокращается либо за счет ценовых сигналов, либо, реже, за счет приказа о сокращении выпуска в периоды:

• Перегрузка, когда линии электропередач не имеют достаточной мощности для доставки доступной энергии
• Переизбыток предложения, когда производство превышает спрос потребителей на электроэнергию

В 2024 году CAISO сократила 3,4 миллиона мегаватт-часов (МВт-ч) ветровой и солнечной энергии, что на 29% больше, чем количество электроэнергии, сокращенное в 2023 году.

На солнечную энергию пришлось 93% всей энергии, сокращенной в ЦАИСО в 2024 году. CAISO сократила наибольшее количество солнечной энергии весной, когда солнечная выработка была относительно высокой, а спрос на электроэнергию был относительно низким, потому что умеренные весенние температуры означали меньший спрос на отопление помещений или кондиционирование воздуха.

В 2014 году в Калифорнии было построено 9,7 гигаватт (ГВт) ветровой и солнечной фотоэлектрической мощности. К концу 2024 года это число выросло до 28,2 ГВт.

CAISO также ограничивает солнечную генерацию, чтобы оставить место для производства природного газа. Определенное количество генерации природного газа должно оставаться в сети в течение дня, чтобы соответствовать стандартам надежности North American Electric Reliability Corporation (NERC) и иметь генерацию в режиме онлайн в вечерние часы.

Солнечная энергия обеспечивает почти половину спроса на электроэнергию CAISO в период с 8:00 до 4:00 вечера, но спрос увеличивается в более поздние вечерние часы, когда люди приходят домой с работы и включают огни, печи, компьютеры и телевизоры. Эта потребность особенно очевидна в жаркие летние вечера после захода солнца и больше не производит солнечную энергию в течение ночи.

CAISO пытается сократить ограничения несколькими способами:

• Торговля с соседними балансирующими органами, чтобы попытаться продать избыточную солнечную и ветровую энергию
• Включение аккумуляторных батарей в вспомогательные услуги, энергетику и рынки емкости
• В том числе сокращение масштабов планирования передачи

Кроме того, начиная с этого года, компании планируют использовать избыток возобновляемой энергии для производства водорода, часть которого будет храниться и смешиваться с природным газом для летней генерации на новом объекте Intermountain Power Project, который планируется запустить в эксплуатацию в июле.

Western Energy Imbalance Market (WEIM) - это рынок в реальном времени, который позволяет участникам за пределами CAISO покупать и продавать энергию, чтобы сбалансировать спрос и предложение. В 2024 году было предотвращено более 274 000 МВтч сокращений за счет торговли в рамках WEIM, что эквивалентно примерно 8% электроэнергии, сокращенной в этом году. Ожидается, что рынок Extended Day-Ahead Market (EDAM) заработает к маю 2026 года и позволит CAISO продавать солнечную энергию.

Чтобы еще больше сократить ограничения на возобновляемые источники энергии и повысить стабильность сети, CAISO способствует добавлению гибких ресурсов, которые могут быстро реагировать на внезапное увеличение и снижение спроса. Аккумуляторное хранилище, недавно ставшее ключевым гибким ресурсом для работы в Интернете, позволяет хранить и использовать возобновляемую энергию через 4-8 часов в день. Аккумуляторы могут заряжаться с использованием избыточной солнечной энергии в полдень, а затем разряжать эту энергию, когда солнце садится, обеспечивая электричество в часы, когда это наиболее необходимо. Мощность аккумуляторов в CAISO увеличилась на 45% в 2024 году, с 8,0 ГВт в 2023 году до 11,6 ГВт в 2024 году, согласно нашему обзору недавних и запланированных изменений мощности. Однако весной часто производится больше солнечной энергии, чем можно использовать в течение дня. Без большей пропускной способности или долгосрочного решения для хранения все еще могут возникать высокие сокращения в это время года.