电力线子曲凸显美国日益加州鸭负荷

据美国能源信息署的鸭子曲线数据，随着加州太阳能发电量的美国增加，加州独立系统运营商（CAISO）的加州电网运营商发现，在太阳能发电量趋于最高的电力一天中，净负荷（减去可变可再生能源发电量后的负荷剩余需求）有所下降。当为典型的日益一天绘制负荷图表时，可以看到净负荷曲线在中午大幅下降，凸显然后在晚上太阳能发电量下降时急剧上升，鸭子曲线如此形成的美国曲线看起来像鸭子的轮廓，因此这种模式通常被称为“鸭子曲线”。加州随着加州太阳能发电量的电力持续增长，中午净负荷的负荷下降幅度越来越大，给电网运营商带来了挑战。日益

电网运营商需要随时平衡一个地区的凸显发电量和电力需求。在大多数消费者睡觉和许多企业关门的鸭子曲线时候，需求在一夜之间是最低的。早上，随着人们醒来，企业开始营业，需求开始增加。需求全天保持上升，晚上随着人们下班回家和居民用电量的增加而略有上升，然后在深夜再次下降。

但是，与传统发电厂（例如核能、燃煤和天然气发电厂）不同，太阳能和风能资源不能随意充分调度以满足需求，公用事业公司在一些时刻不得不削减这些资源以保护电网运营。太阳能只在白天产生，中午太阳最强时达到峰值，日落时减弱。随着更多的太阳能发电量上线，传统发电厂在中午的使用频率降低，鸭子曲线愈加明显。

鸭子曲线意味着两个与太阳能应用增加有关的挑战。第一个挑战是对电网压力。从中午到深夜，传统发电厂对电力的需求急剧波动，此时能源需求仍然很高，但太阳能发电量已经下降，这意味着传统发电厂（如天然气发电厂）必须迅速增加电力生产，以满足消费者需求。这种快速增长使电网运营商更难实时匹配电网供应和电网需求。此外，如果生产的太阳能超过了电网的使用量，运营商可能不得不减少太阳能发电，以防止过度发电。

另一个挑战是经济方面的。鸭子曲线的动态性会挑战可调度发电厂的传统经济性，因为导致该曲线的因素减少了传统发电厂的运行时间，从而导致电费收入减少。如果收入的减少使发电厂的维护变得不经济，电厂可能会在没有可调度的替代品的情况下退役。在净需求波动很大的系统中，可调度电力的减少使电网管理者更难平衡电力供需。

然而，鸭子曲线也为能源储存创造了机会。大规模部署电池等储能系统，可以将白天产生的一些太阳能储存起来，并在日落后释放出来。中午储存太阳能发电会使鸭子的曲线变平，晚上调度储存的太阳能发电会缩短鸭子的“脖子”。加利福尼亚州正在迅速建设电池存储；从2018年的0.2吉瓦增长到2023年4月的4.9吉瓦，预计加州运营商在今年年底前在该州再建造4.5吉瓦的电池存储容量。

鸭子曲线并不是加州独有的，它越来越多地发生在美国其他地区和世界各地，因为这些地方的太阳能发电份额正在增加。

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