大规模间歇式可再生能源的接入对传统电网带来了哪些挑战

1、新能源按其形成和来源分类：来自太阳辐射的能量，如太阳能、煤、石油、天然气、水能、风能、生物能等、来自地球内部的能量，如核能、地热能、天体引力能，如潮汐能。

2、新能源按开发利用状况分类：常规能源，如煤、石油、天然气、水能、生物能、新能源，如核能、地热、海洋能、太阳能、风能。

3、新能源按属性分类：可再生能源，如太阳能、地热、水能、风能、生物能、海洋能、非可再生能源，如煤、石油、天然气、核能。

4、新能源按转换传递过程分类：一次能源，直接来自自然界的能源，如煤、石油、天然气、水能、风能、核能、海洋能、生物能、二次能源，如沼气、汽油、柴油、焦炭、煤气、蒸汽、火电、水电、核电、太阳能发电、潮汐发电、波浪发电等。

5、常规能源是指已能大规模生产和广泛利用的一次能源，又称传统能源，如煤炭、石油、天然气、水力和核裂变能，是促进社会进步和文明的主要能源。

6、新能源是指常规能源之外的各种能源形式。它的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。

7、常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。

8、新能源是相对于常规能源而言的。由于新能源的能量密度较小，或品位较低，或有间歇性，按已有的技术条件转换利用的经济性尚差，还处于研究、发展阶段,只能因地制宜地开发和利用但新能源大多数是再生能源。资源丰富，分布广阔，是未来的主要能源之一。

9、新能源是新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。

最新市场现状

2015年3月16日，国家发改委、财政部、科技部等23个部委召开了针对战略性新兴产业发展的部际联席会议。节能环保产业、新一代信息技术产业、生物产业、高端装备制造产业、新能源产业、新材料产业、新能源汽车产业等七大产业已成为我国重点培育的战略新兴产业。

据会议信息，2014年在新兴产业领域的18个重点行业中，规模以上企业主营业务收入达15.9万亿元，实现利润总额近1.2万亿元，同比分别增长13.5%和17.6%。2013年同期，规模以上工业企业主营业务收入仅增长3.3%，利润额增长1.6%，明显低于新兴产业。

在全社会规模以上工业企业中，战略性新兴产业利润总额占比接近19%，主营业务收入占比接近15%。《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》提出，到2020年，战略性新兴产业增加值占国内生产总值的比重力争达到15%左右。

以上内容参考：百度百科-新能源

考虑到可再生能源是间歇性的，因此能源储存和释放在未来几十年内将是至关重要的。 对此，IIASA的研究人员提出了一个迷人的解决方案--建议将摩天大楼变成巨大的重力电池，从而用于非常便宜的可再生能源储存。

这个概念非常简单：多余的可再生能源可以作为势能储存起来，通过使用它将重物提升到一个更高的地方。然后，该能量可以通过利用重力驱动某种发电机来释放。来自奥地利维也纳国际应用系统分析研究所(IIASA)的研究人员观察了摩天大楼的高度和位置并发现有大量预建的能源储存等待释放。

电梯储能系统(LEST)将利用高层建筑中现有的电梯系统。其中许多电梯已经设计有再生制动系统，它们可以在电梯下降时收集能量，因此它们可以有效地被视为预先安装的发电装置。LEST还将利用整个建筑物的空闲空间，最好是靠近顶部和底部的空间。因此，跟在其他地方建立一个专门的重力电池系统相比，在建筑物中加装这种能力是非常便宜的。

基本上，当多余的可再生能源可用时，LEST将利用任何电梯停机时间将重物--如大容器的湿沙--从建筑物底部移到顶部，而当该能源可以使用或卖回给电网时从顶部移到底部。

IIASA团队建议建造一系列自主的拖车机器人来负责捡拾重物，英文在谨慎的情况下将它们拖入和拖出电梯。它们可以存放在走廊上或存放在空的公寓或办公室里或可能存放在专用的偏僻空间，如果建筑物的规划考虑到这个系统的话--可以想象，靠近建筑物顶部或底部的空闲半层楼可以完成这项工作。

砝码则不需要笨重到阻止人们进入电梯，而且如果乘客进入电梯并将其推到超过其重量的位置，机器人可以通过编程跳出来。算法可以确定将重物移到高处的最合适时间以及何时收获储存的能量，而不会将电梯系统变成租户等待的恶梦。

在发表在《能源》上的一项研究中，研究人员表示，当电梯满载并设定为以最佳速度下降以产生能量时，最先进的永磁同步齿轮马达智能电梯可以以接近92%的效率运行。如果迅速需要大量的能源，电梯可以被设置成更快的下降速度，但要牺牲一些效率--当跟无电缆、威利-旺卡式的磁力电梯系统相配时，这个系统可以变得更加高效。

有很多其他电网级储能技术正在开发中，但LEST有一些独特的功能使其可以在桌子上占有一席之地。首先，它就部署在它所服务的城市中间，使用人类已知的最高的现有基础设施的现成属性--这极大地减少了资本支出，因为你只需把一些机器人和重物搬进大厅摆弄一下电梯程序就可以了。

它不能像大型电池项目那样快速或可靠地应对需求高峰--但另一方面，它可能是解决大型电池系统带来的一些弱点的绝佳方式。一个LEST可以在夏天储存一吨的能量，然后在冬天逐渐释放其储备。未来的挑战在于每个建筑的基础上则是相当明确的。

如果该团队的预测成立，那么这是一个非常便宜的选择。LEST的装机容量储能成本估计在每千瓦时21-128美元之间，主要取决于有关建筑物的高度。作为比较，国家可再生能源实验室估计，2020年四小时电池系统的装机容量成本为每千瓦时345美元，它预测即使在最乐观的假设下，这个数字在2040年代末之前也不会降到每千瓦时100美元以下。这是资本支出而非运营费用，并且它还提出了一个强有力的论点，即这种技术应该被更仔细地研究。

IIASA团队估计，世界上目前的高层建筑可以转化为30至300千兆瓦时的能源储存，其上限将足以让整个纽约市在目前的消费率下运行一个月左右。

新能源( NE）：又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

阿斯托里亚发电公司（Astoria Generating Co.）与西门子签署了一项合同，建造两台SeaFloat发电驳船，这些驳船将配备八台西门子SGT-A65燃气轮机，替代位于纽约市布鲁克林上海湾Gowanus发电站的四艘现有发电驳船，进行更清洁、更高效的能源生产。西门子将在两艘新建的SeaFloat上预装高效发电设施，每艘发电驳的发电量约为300兆瓦。使用SGT-A65燃机的新电站对比旧的发电设施将发电效率提升50％，显著减少诸如二氧化碳和一氧化碳的排放。

要求苛刻的能源市场

随着纽约能源市场的变化，并朝向更多间歇性能源过渡，纽约市需要在减少排放的同时保持其供电的可靠性。对于超过850万人口，希望在2030年实现可再生能源占比达到70％。当太阳能和风力发电不能满足需求，像Gowanus发电站这样，可以快速启动的调峰机组将会变得尤为重要，特别是对布鲁克林西南部等供电容量不足的地区。新的发电设施将提供可靠性，同时减少排放，并提供根据需要灵活地部署可移动发电驳。

Gowanus电站最初的四艘发电驳容量是为640兆瓦，建于上世纪70年代初期，已接近使用寿命。通过西门子提供的两艘新型发电驳，Astoria发电公司将能够淘汰现有的驳船，将驳船的总数从4个减少到2个，并且还可以淘汰附近的Narrows发电站的两个驳船。西门子将提供8台SGT-A65燃气轮机发电机组，每个驳船4台，连同西门子控制系统，机组以天然气作为主要燃料。

Astoria项目的SGT-A65（工业Trent 60）航改燃气轮机在简单循环时功率高达76 MW，效率为41.8％。这些机组具有快速的冷启动能力和较高的循环寿命，可以为电网快速增加功率，以补偿波动和可变的可再生能源和其他能源，从而使其成为调峰市场的理想解决方案。SGT-A65燃气轮机已在全球销售超过115台，拥有超过180万小时的工作经验。

西门子和Astoria还签署了一项为期20年的长期服务协议，该协议将有助于支持燃气轮机和发电机的最佳运行效率。该合同包括零件服务、维修、现场服务、程序管理以及西门子Omnivise数字服务产品组合的产品，包括远程监控和诊断。

西门子天然气与电力公司发电首席执行官Karim Amin表示：「作为整体解决方案，新型SeaFloat发电驳将有助于减少纽约市的排放，并为本地电网稳定提供可靠的备用电源。SeaFloat解决方案结合了我们高质量发电技术以及电网控制所需的机动性和灵活性技术。」

Astoria发电公司首席执行官Mark Sudbey表示，「随着纽约的能源市场不断变化，更多地依赖于风能和太阳能等间歇性能源，我们需要保证供电可靠性。西门子先进的燃气发电装置将为纽约人提供可快速启动的发电资源，同时减少排放。更重要的是，由于它们安装在驳船上，有更好的气候适应性，适应海平面上升和风暴潮等气候变化，如果其他地方需要电力，它还也可以将其移动。」

SeaFloat解决方案

多种型式的SeaFloat电厂可以在负荷高峰期或停电期间用作现有电厂的基荷（Base Load）或紧急备用，并在发生人道主义灾难时提供快速供电。SeaFloat电厂甚至与海水淡化联动，以提供有助于预防疾病的清洁饮用水。多种燃气轮机框架以及联合循环配置，可以为客户开发满足特定要求的解决方案。

西门子SeaFloat电厂设备可靠，经过改装，可用于海上漂浮系统。SeaFloat电厂可以部署在海洋或主要河流可到达的任何地点，几乎不需要土地购置投资。

SeaFloat设计为尽可能小，并且事实上定义了功率密度的新标准。由于工厂化建造和大部分调试工作都是在造船厂中严格控制的生产条件下，使用标准化设备进行的，因此可以缩短交货时间。该预装设计也不会干扰任何所需的陆上基础设施，例如变电站、输电线路和线路走廊。这样可以大大减少此类基础设施项目所需的总时间。

典型应用包括岛屿等偏远地区的电源，海岸线或主要河流（例如化工厂和海水淡化厂）的工业区开发以及新的工业区域开发。

有关SeaFloat电厂的更多信息，请访问此处 [1] 。

Floating Power Plants to Support New York's Renewable Energy Strategy

SeaFloat to provide reliable peaking power for New York City's renewable ambitions, boosting power generating efficiency by nearly 50%.

https://www.tdworld.com/renewables/floating-power-plants-support-new-yorks-renewable-energy-strategy

Sep 18, 2019

参考文献：

特点是：

1)资源丰富，普遍具备可再生特性，可供人类永续利用；

2)能量密度低，开发利用需要较大空间；

3)不含碳或含碳量很少，对环境影响小；

4)分布广，有利于小规模分散利用；

5)间断式供应，波动性大，对持续供能不利；

6)除水电外，可再生能源的开发利用成本较化石能源高。

可再生能源包括：太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等。

特点是它们在自然界可以循环再生。

共性：优于不可再生能源