[科普中国]-鸭子曲线

鸭子曲线（duck curve）是在有使用可再生能源的商业发电中，一天中尖峰负载及可再生能源发电量之间的落差。若当地架设了许多太阳能发电设备，在日落后，其他发电方式需要的供电量会快速上升，约在傍晚中间到达最高峰，因此电量落差对时间的图会出现鸭子的轮廓。在夏威夷，太阳能发电相当普遍，产生的曲线称为“尼斯曲线”（Nessie curve）。

鸭子曲线详解在商业规模电力生产中，鸭曲线是一天电力生产的图表，表明峰值需求与可再生能源生产之间的时间不平衡。1在许多能源市场中，高峰需求是在太阳能不再可用之后的日落之后发生的。在安装了大量太阳能电容的地方，除太阳能或风能之外，必须从其他来源产生的电量在傍晚日落和高峰期间迅速增加，产生类似鸭子的剪影。在夏威夷太阳能发电的大量采用导致了更为明显的称为奈西曲线的曲线。

如果没有任何形式的能源存储，在高太阳能发电时代之后，发电公司必须在日落前后迅速增加发电量，以弥补太阳能发电的损失，这是光伏发电快速增长的电网运营商关注的一个主要问题。存储可以解决这些问题如果能够实现。飞轮已显示出提供出色的频率调节。短期使用的电池在足够大的使用范围内可以帮助扁平鸭嘴并防止发电机使用波动，并有助于维持电压曲线。然而，成本是能量存储的主要限制因素，因为与液体化石燃料相比，每种技术的规模生产成本昂贵且能量密度相对不高。

缓解策略随着太阳能发电渗透率的增加，鸭曲线反映的日落需求快速增长的方法包括：

安装更多可分派代

将一些太阳能收集器引向西方以在日落附近使发电最大化。

储能包括：

抽水蓄能水电

电池储能发电站

具有热能储存的太阳能热能

冰库空调

在电动汽车中使用电池进行临时存储（车对电网）

能源需求管理包括：

过渡到更高效的照明系统，如紧凑型荧光灯和LED照明

使用时间定价（TOU）和实时定价

智能电网技术

一个主要挑战是以与太阳能生产增长速度相适应的速度部署减缓能力。鸭曲线的影响发生得比预期的要快。

加州鸭曲线背后的经济学加州独立系统运营商（CAISO）一直在监测和分析鸭曲线及其近半个世纪以来的未来预期，他们最大的发现是早晨和傍晚小时价格相对于午间小时价格的差距越来越大。根据他们最近的研究，美国能源信息署发现，在过去的六个月中，下午5点到8点期间（鸭子的“颈部”）的批发能源市场价格已经上涨到每兆瓦60美元小时，相比2016年同期的每兆瓦时约35美元。但另一方面，他们测得的中午价格大幅下跌，接近15美元/兆瓦时。这些高峰和深谷仅表现出继续分化的趋势，随着我们的可再生能源生产持续增长，这种鸭曲线更加普遍。

要了解这些深谷和高峰，我们需要查看进入可再生能源电网的许多不同变量。太阳能，风能，地热能和水力发电等绿色资源日益满足加州的电力需求。绿色能源丰富，在使用前已成为经济问题。但是，到目前为止，已经实施的技术对消费者提供了很多控制，这导致了不同操作条件下的问题。为了平稳运行，需要灵活的资源潜力来保证可再生能源电网的可靠性。可靠性的想法是绿色能源市场面临的最大问题之一。间歇性“，不定期发生;不持续或稳定“导致消费者怀疑。如果它们将要转移到再生网格那么他们必须保证能量中的可维护一个价格/比率恒定流，但鸭曲线问题被证明是正好相反。

该曲线的关键部分来自“净负荷”，净负荷是可再生能源范围内预期负荷和预期发电量之间的差额。在一年中的某些时候（即春季和夏季），这些曲线在午间形成“腹部”外观，然后剧烈增加描绘类似于鸭子颈部的“拱形”，因此名为“The Duck图表。“在正午期间，大量的太阳能被创造出来，但正因为如此，人们在白天需要更少的能量。这是缺乏电池存储问题的时候。我们有足够的太阳能技术为世界提供动力，但我们的基础设施很少，这使我们能够将其存储起来以备后用。因此，当需求低时，我们的能源供过于求，而由于缺乏可用的存储空间，当需求高时供应不足的问题相反。这就是为什么在这些高峰时期价格如此之高。

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所