研究推翻了依赖天气的可再生能源系统更容易停电的观点

Josiah02

风力涡轮机和光伏 (PV) 在全球范围内越来越普及，这有助于减少化石燃料排放造成的空气污染。然而，这些可再生能源解决方案要产生能源，就需要依赖特定的天气条件（例如，有风和充足的日照时间）。
美国能源信息署 (EIA) 的一份报告预测，到 2050 年，美国约 44% 的电力将由太阳能和风能技术产生。随着这些技术的使用日益广泛，一些能源系统运营商对这些系统的天气依赖性表示担忧，并表示过度依赖这些技术可能会增加停电风险。
在某些情况下，可再生能源系统甚至被归咎于恶劣天气事件期间发生的停电。例如，2021 年 2 月整个德克萨斯州发生的停电最初被误认为是由于风能和太阳能技术在寒冷的冬季天气中无法发电造成的。
田纳西大学的研究人员最近进行了一项研究，探讨可再生能源系统对恶劣天气的脆弱性以及这些系统在多大程度上可能导致严重停电。他们的研究结果发表在《自然能源》杂志上，表明太阳能电池板和风力涡轮机导致严重停电的可能性低于传统电力系统。
赵进、李方兴和张启伟在论文中写道：“风能、太阳能等依赖天气的可再生能源（WD-RES）的高渗透率引发了人们对异常天气条件下电力系统安全性的担忧。”
“可再生能源在世界范围内的停电事件中的作用已被讨论过，但仍然存在争议。在这项研究中，我们发现，尽管 WD-RES 不可调度且易受天气影响，但在高渗透率 WD-RES 电网中，停电强度和极端天气脆弱性得到了缓解。”
作为研究的一部分，研究人员筛选了 2,156 起现实世界大规模系统停电事件期间收集的数据，以及 20 年期间（2001 年至 2020 年）美国 48 个州 278 个城市的天气数据。他们通过筛选停电发生时受影响地区的天气以及与这些地区部署风能和太阳能系统相关的数据来整理这些数据。
随后，赵、李和张利​​用统计技术和无监督深度学习模型分析了整理后的数据集。他们的研究结果表明，依赖 WD-RES 的系统在恶劣天气事件期间实际上并不会更容易导致停电。
赵、李和张写道： “在高渗透率的WD-RES电力系统中，WD-RES对停电的因果影响通常会降低，而且WD-RES并不是造成极端天气条件下停电的主要原因。”
“我们的研究成果有助于讨论可再生能源整合和电力系统安全问题，为电力系统弹性研究提供指导，并为未来雄心勃勃的高渗透可再生能源目标提供参考。”
总体而言，这项最新研究的结果表明，依赖天气的可再生能源系统（尤其是太阳能电池板和风力涡轮机）并不像某些人认为的那样容易在极端天气下导致严重的大规模电力系统停电。事实上，在 WD-RES 电网普及率较高的地区发生的停电通常比在仅依赖传统电网的地方发生的停电要轻。
虽然这些发现很有希望，但需要使用更大、更全面的数据集进行进一步研究，以确认其普遍性。例如，该团队仅分析了在美国收集的数据。因此，未来的研究可以使用在世界其他国家收集的数据进行类似的分析。