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光伏发电及电力输配
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太阳能发电展厅
太阳能发电机, 光伏发电设备, 风光互补发电系统, 多晶硅生产设备, ...
ABB太阳能逆变器公司是ABB集团的下属公司,他们着眼于将光伏(PV)发电作为输配电网络的一部分,突出了所面临的主要挑战,市场解决方案以及未来可能的机遇。

由于可再生能源发电在电网中的比率不断增长,使得电力分配和传输网络(比如电网)面临着多重的挑战。在电网变得不稳定甚至是瘫痪时,需要关闭传统的光伏(PV)发电厂特别是太阳能逆变器。然而,现在光伏发电已经占到了本地电网的一个相当大的份额,突然关闭所有的光伏发电厂可能会引发更严重的电网问题。

因此,大量多变的可再生能源电力通过快速响应的电子电力逆变器输送到电网之中,使得公用事业资源变得更加紧张。为了防止电网受到干扰或者电力传输不稳定,促进了电网代码的快速发展,这是一种新型连接和操作设定的规则和要求。在实践中,这意味着太阳能逆变器必须对保持电网的正常运作承担更大的责任。

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为什么这一点很重要?

分配和传输电网必须在核定的电压和频率下运行,并且不能产生中断。电压是由当地的发电厂和电站来进行控制的,而频率则是通过发电厂对电力的生产进行平衡以配合电力的使用来进行控制的。

通常所有的发电厂和变电站都是由电力公用事业和电网拥有者的中央控制设备来进行直接控制的。然而,光伏发电(PV)和可再生能源发电一般都没有进行这样的中央控制,并且随着它们的发展,它们可能会影响到电网,使其很难进行平衡。

电网通常都是很久以前设计的,并且对于现在快速发展、分散、基于半导体、快速反应的光伏发电来说,并不是非常理想的。

一些高电压的电网以及社区级别的低电压变电站都需要进行设备的翻新。此外,为了引入可再生能源所生产的电力可能也需要对电网的负载进行控制和平衡。

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稳定性的挑战

先进的电网支持功能,如限制电压和频率,以及防止产生‘孤岛效应’的功能,现在都要通过设置网格代码发挥一定的功能。这些措施包括:

1、LVRT(低电压穿越)和HVRT(高电压穿越(LVRT),提供或不提供馈入电流来对短期的电压骤降或骤升进行管理(而不是完全关闭)。
2、使用公用设施的远程控制信号提供无功功率对电网进行支持,电网电压依赖功能或固定值。
3、自动或使用公用设施的远程控制信号来限制有功功率,为控制电网的频率提供支持。

所有这些功能都可以通过灵活的ABB中央逆变器来实现。各个公用设施所需要的功能可能存在差异,甚至根据发电设施的位置和时间的不同都有可能产生差异,因此,可调整及远程控制的ABB中央逆变器能够确保所有的这些电网支持功能得到满足。

谁来负责?

然而,这些不断增长的需求也是由于多方面的原因所造成的。能够符合这些要求的逆变器一般成本较高,同时,市场却由于上网电价正在逐渐降低而正在期待设备价格的下降。大量的无功功率支持可能会导致低估逆变器的额定功率,从而需要使用更多的逆变器以及需要较高的投资。无功功率的支持和有功功率的限制也有可能会降低馈入电网的发电量,导致收入的降低。

从更广泛的角度来看,是否能够使用定制的设备来更好地保证电网的稳定性,简化中央控制,使得太阳能发电厂能够更高效地生产电能呢?这些进行准确定位的设备可以安装在一些关键的位置上,如变电站和输电/配电线上。另外,也可以将能源储存在那里,这样将更具有成本效益。

另一个值得注意的地方是,旧的基于负载基础的电力分配网络所设计的变电站可能无法经受住来自各个发电厂的电力。电网毫无疑问需要得到加强,但是这些的现代化的设施由于受到经济方面的压力而被延迟了。这些问题有时可能会用一句“不必要”作为“阻挡”成为可再生能源推广早期阶段的一个限制因素。

问题或解决方案?

如果考虑到了一些潜在的问题,那么,光伏发电和可再生能源发电能够为电网带来很大的帮助。大型地面安装的光伏发电厂能够提供大量的电力,中型战略光伏发电厂能够降低电力分配的需求,以及降低白天高峰时期的峰值功率负载。住宅光伏发电系统一般在房屋最小负载时生产大部分的电力,因此可以按照这样的规律进行部署。

当可再生能源发电的份额增加并超过一定的限额时,很明显就需要额外的先进电网进行支持,无论是太阳能逆变器或专门建设的发电厂。除了电网的支持,可能在拉平和“移动”白天生产的电力时还需要使用到能量存储设备。

如果这种能量存储设施成为光伏发电厂或电网的一部分,在社区的级别建立大型的储存设施并由电网拥有者进行运作,这样的做法在经济和环保方面似乎是最好的选择。与此同时,所有的电网支持措施都可以整合进入结合大量储存/电网稳定的发电厂。

这一切都归结到了一个问题,怎样共享成本和电力生产基础设施,是否可以从一个全面的角度来思考这个问题,还是只从个别从业者自己有限的视野来看。可再生能源发电正在快速增长,电网和电网控制必须也必将进行长远的发展。

光伏发电和可再生能源发电非但不是一个威胁,而且根据它们为每一种具体的情况提供了一种集中或分布的电网支持最佳解决方案。
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (11/25/2013)
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