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能源 · 環境 · 儲存與電網

電力供需與儲能

電力網路在每個時刻必須平衡供需。如果每日總發電量與需求不匹配,即使總量相等,也需要儲能或補充電力。

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意義與機制

功率代表瞬時能量的傳遞速率,而儲存容量代表累積的能量。為了比較這兩種量,需要使用相同的單位。

當供應量大於需求量時,有可能儲存能量;當供應量小於需求量時,則有可能釋放能量。 即使電池具有相同的能量,其功能會因儲存容量和放電輸出的限制而有所不同。

關係與條件

實驗確保在每個時間間隔內,供應、需求、充電、放電以及輸出的限制得到滿足。當分別應用充電和放電的效率時,會產生累積的損失。

該系統利用 24 小時的合成資料以及一個簡單的儲存模型。 實際的電網傳輸網路、頻率調整、預測誤差以及成本,是獨立的問題。

觀察實驗中需要注意的事物

供需必須在每個小時內保持平衡。 儲能系統用於儲存過剩電力,但存在損耗和容量限制。

使用 24 個合成的、每小時的用電需求,以及陽光和風能的時間間隔。 儲能開始時充滿 50%;充電和放電效率均為 90%。 備用電源用於彌補短缺。 傳輸、預測誤差、頻率控制以及成本未包含。

關鍵關係與符號

Demand = Supply + Discharge − Charge − Curtailment · ΔESS = 0.9 Charge − Discharge/0.9

符號及公式中使用的單位
符號含義單位
輸出能量在時間間隔內的傳遞速率kW 或 MW
儲存能量目前儲存的能量kWh 或 MWh

透過範例確認

當總供給超過總需求時,哪些因素來平衡這種狀況?

儲能系統中的充電與削減 · 供需雙方每小時必須保持平衡。 儲能系統透過儲存多餘電力,但存在損耗和容量限制。

常見誤解

  • 僅僅由於每日發電量等於每日需求,並不一定意味著在任何時刻都將消除短缺。

透過實驗探索這個概念

參考文獻

OpenStax · 物理學:大學教材,第二卷 (英文版)