風電、光伏等新能源可以直接併入電網么?有哪些技術問題需要解決?
謝邀。
風電、光伏等新能源可以直接併入電網么?
必須可以,現在國家推廣新能源都到了喪心病狂的地步了(如下圖),你讓他不併網?咱國網一直以來對新能源的公開態度就是八個字: 「全額收購,優先調度」,妥妥的。態度首先是明確的,必須併網,那併網之後,還有哪些問題?
首先預告一聲,那些小問題,可以解決的問題,一概不提,比如哪條線路過了,哪台主變超了等等,統統可以當成是國網給新能源的福利,請笑納。
僅說些目前沒有很好解決的問題。
新能源併網可分為兩類:1)大規模集中式併網 2)分散式併網大規模集中式併網和分散式併網,在接入電網電壓等級,輸送容量,對電網的影響等方面,顯然是顯著不同的,有點類似大超市和小門店的感覺,所以分開來說。
大規模集中式併網和分散式併網,在接入電網電壓等級,輸送容量,對電網的影響等方面,顯然是顯著不同的,有點類似大超市和小門店的感覺,所以分開來說。
======大規模集中式併網存在哪些問題?
對此問題的答覆,再次厚顏無恥的引用我的這個回答:
千萬級的大風電併網都存在什麼問題? - 嚴同的回答
主要是調峰和調度的問題,上述答案里有詳情,不表。
本答覆對大規模併網不感興趣,主要針對分散式併網的問題。
======分散式併網存在哪些問題?
我國目前的分散式能源發展非常緩慢,導致很多高滲透率併網才發生的問題一點都沒有凸顯。
當然,和大規模集中式併網類似,調峰和調度問題依然是分散式併網的最主要問題,分散式電源量更多,更細微,更複雜,平台需求更高,對儲能的依賴會很高。
除此之外,還有以下問題。
1)雙向潮流引起的問題
傳統配電網是單向電流流動,配電網只接收負荷。大量接入分散式光伏發電後,傳統輻射狀的無源配電網路將變成一個充滿中小型電源的有源網路,潮流開始雙向流動,這是最根本的問題。潮流的變化,對配電網的規劃設計、信息採集、運行方式、保護控制等影響很大。
就拿保護來說,潮流的改變,一會導致本線路保護的靈敏度降低及拒動(下圖2); 二會導致本線路保護誤動; 三會導致相鄰線路的保護誤動並失去選擇性(下圖1); 四會導致重合閘不成功。再比如說,分散式新能源故障時貢獻的短路電流,現在的配電網沒有考慮到,相關的規劃設計都沒有考慮過,現在併網方案一般也不會算這個,但是這個對配電網的設計是有影響的。
當然這裡也存在一些爭論,國際上很多人認為:拿光伏電源逆變器來說,對短路電流貢獻不大。
1999年,IEA-PVPS-Task-5(國際能源署中的光伏技術工作組)在日本曾用4個不同廠家控制電流注入的逆變器連接到一個配電網上的柱式變壓器,然後在變壓器另一側進行短路試驗。試驗表明,短路電流上升不超過故障前的2倍,1-2個周波就隔離了故障。
2003年,美國的NERL(美國可再生能源國家實驗室)曾做過關於分散式發電與配電網路之間的交互影響的研究。採用以逆變器方式接入的分散式電源,模擬原型建立在13.2kV的中壓配電網路上,分散式電源的容量是5MW,研究重點是熔斷保護特性。結果表明,當發生單相和三相故障時,以逆變器方式接入的分散式電源對短路電流的貢獻很小,短路電流主要來自主網。
但是這是個規模問題,以後如果分散式新能源的滲透率搞了,這些問題應該會很大,網路的構架上就存在問題。
還有運行控制方面,針對雙向潮流引起的複雜的線路保護、有功無功控制,通信等等。
2)無功和電壓問題
集中供電的配電網一般呈輻射狀。穩態運行狀態下,電壓沿饋線潮流方向逐漸降低。
接入光伏電源後,由於饋線上的傳輸功率減少,使沿饋線各負荷節點處的電壓被抬高,可能導致一些負荷節點電壓偏移超標,其電壓被抬高多少與接入光伏電源的位置及總容量大小密切相關。
對於配電網的電壓調整,可以想到的,一是在中低壓配電網路中設置有載調壓變壓器和電壓調節器等調壓設備,將負荷節點的電壓偏移控制在符合規定的範圍內;二是合理設置光伏電源的運行方式。
試想一下,在午間陽光充足時,光伏電源出力通常較大,若線路輕載,光伏電源將明顯抬高接入點的電壓。如果接入點是在饋電線路的末端,接入點的電壓很可能會越過上限,這時就必須合理設置光伏電源的運行方式。
又比如,由於光伏電源的出力隨入射的太陽輻照度而變,可能會造成局部配電線路的電壓波動和閃變,若跟負荷改變疊加在一起,將會引起更大的電壓波動和閃變。還是一句話,目前問題沒有凸顯,但當大量分散式能源併網後,需要通盤考慮這些系統性問題。
3)諧波問題
分散式發電通過電力電子逆變器併網,易產生諧波、三相電壓/電流不平衡;輸出功率隨機性易造成電網電壓波動、閃變; 分散式電源直接在用戶側接入電網,電能質量問題直接影響用戶的電器設備安全。
這裡討論最主要的諧波問題。
諧波問題,目前確實是個比較大的問題,它和諸多因素有關,比如分散式光伏逆變器出廠質量、併網點的短路容量和同一中壓升壓變下併網的分散式電源總量等等。但正因為這些因素,都是可以優化完善的,所以在我看來,諧波今後倒不是個十分嚴重的問題。
有例為證:
1998年,IEA-PVPS-Task-5曾經對丹麥的一個80%家庭都安裝有光伏電源的住宅區進行測試,發現光伏電源對當地的諧波貢獻有限,還不如家用電器造成的諧波多。
1999年,IEA-PVPS-Task-5曾在日本對多光伏電源接入到同一配電變壓器(住宅區柱式變壓器)中的諧波進行測試,使用了多個廠家和多個型號的逆變器。測試結果表明,同類型的逆變器(內在電路和控制策略一致)會造成特定次數的諧波疊加,不同類型的逆變器會相互抵消諧波的注入。
英國也在1999年做過類似的測試,測試結果表明:高次諧波衰減很快,低次諧波的變化情況比較複雜。在強網中諧波畸變一般是個常值,而弱網中的諧波畸變一般隨接入的光伏電源逆變器個數增加而加重。當饋電線路阻抗值較大時,可使諧波衰減明顯。
所以,在今後的實際運行中,諧波問題是相對可控的。
4)孤島問題
由於線路故障等原因,斷路器QF2或QF3跳開,此時
分散式電源DG和負載L就構成了一個孤島系統。在孤島系統中,DG脫離電網後繼續運行,獨立地給負載L供電,稱為孤島 運行。由於故障跳閘等偶然原因形成的孤島運行,稱為 非計劃孤島運行。
非計劃的孤島運行具有偶然性和不確定性,會對系統、
用戶和DG本身帶來不利影響。
目前的做法一般比如,英國電力聯合會頒布的G59/1[3]對於容量小於5MW、接入電壓等級低於20kV的分散式電源接入電網做了技術規定:對於長期併網運行的分布式電源,大於150kVA的都需要配置反孤島保護。
這顯然是比較簡單粗暴的。
對用戶來說,供電的中斷卻給用戶帶來不便;對發電商來說,利益受到損害;對電網來說,如果分散式電源在孤島狀態下退出,當電網重合成功或故障消除後恢復供電,原來由DG提供電能的用戶全部由電網供電,加重了電網的負擔,在某些情況下可能造成電網的不穩定。
所以必須發展合理的孤島運行,以及更為合理的併網、離網協調控制機制。還有很多其他的次要問題,比如接地、諧振等等,就不多說了。
以上。上面的回答提供了很多關於新能源對於網路的影響,我來提提大範圍新能源接入對於系統層面的影響吧。
首先第一個問題在大量新能源機組接入下,電力系統的慣量會減小(system inertia),因為新能源發電機組是並不貢獻系統慣量的。我借用下圖通俗的講解下:
當前電力系統經常遇到的一個問題:就是發電機組的突然故障下網或者電力需求的突然增高,會導致系統發電量和用電量有一定差值。那麼系統為了保證繼續運行,會瞬間(幾秒鐘以內)從同步發電機組的渦輪和轉軸中「吸取」動能來提供所需電能(稱為inertia response)。而這些同步發電機組的動能在減小後轉速會突然變慢,也就導致了系統頻率的突然下降。電力系統是要求運行頻率必須控制在一定的範圍內,例如英國的National grid 要求在失去一個機組(N-1原則)後系統的頻率應保持在-0.5Hz的範圍內,而偶爾達到-0.8Hz也能接受。
那麼系統慣量的大小對於上述問題有什麼影響呢?
系統慣量是由在網同步電機數量和大小決定的,這也就決定著系統同步機組的整體動能大小。下圖是NREL的一篇report中的截圖,代表了ERCOT系統在失去一個2,750 MW 常規機組時,不同程度的新能源接入情況下系統的頻率變化。我們可以明顯看到當新能源接入增加(在網同步電機數量相應減少)時,失去同樣常規機組造成了更快以及更大的系統頻率變化。但是在未來當系統慣量很小時,可能頻率變化值就遠大於系統規定值了,那麼後續會面臨災難性的整個系統的崩塌和重新啟動,在此就不贅述了。所以根據數據分析,現階段national grid的政策是實時風力發電不能超過系統需求40%,而在愛爾蘭的話這一限制目前來說是50%-55%。
第二個問題就是對未來常規機組靈活性的要求。首先上一張在電力系統界最近比較出名的圖,被稱為加州光伏鴨子圖(duck curve)
上圖所代表的問題是什麼呢?當光伏發電大量接入時,系統運行所面臨的一個問題就是,太陽很快落山了,而用電高峰正好開始,那麼系統需要在兩三個小時內將原本由光伏發電所供應的電力需求轉由常規機組去供應。而且隨著光伏接入量越大,這個「鴨脖「坡度會變的更陡,那麼對於常規機組的上網速度要求就越高。所以電力系統的管理者面臨了一個兩難選擇,要不然提前切掉一部分光伏,讓這個脖子的坡度沒那麼陡,還有一個選擇就是讓大家投資更貴更能快速反應的機組例如open cycle gas turbine.
上文所提的對光伏的duck curve問題同樣也適用於風力發電。因為風力發電也存在不確定性和變化性大的問題。
答案圖片來自網路,侵刪。
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1、首先我們將風電、光伏歸入分散式發電,簡單理解就是分散。那麼為什麼要推廣分散式發電:大規模互聯電網弊端凸顯,成本高,運行難度大,難以適應用戶更高層次的安全性和可靠性要求(出現過大規模停電事故),供電方式多樣化也受到限制;能源危機爆發及環保意識的增強;科研、企業人員要生存(逃)等。【註:對於大型的風電站及光伏電站,被看作集中式發電,類似傳統水、火發電站採用長距離輸電,因其自身本質特性未發生大的變化,往往存在著和分散式發電方式類似的問題,不過相比分散式發電,該類集中式發電使得單位成本降低,這裡不再對其細分,以免混亂。2015.03.31】
2、推廣分散式發電有何優點那:分散式發電可以簡單根據負荷現場布置,使得其布局靈活,電力資源有效分配;在一定程度上延緩了輸、配電網升級換代所需的巨額投資;與傳統大電網互為備用,提供供電可靠性;新電改推出,說不定還能賺點錢,體驗老闆的感覺;推動供電方競價機制的建立。
3、但是搞了這麼多年分散式發電,似乎更多是口號和利益的分割,而細心觀察自然會發現分散式發電都是直接接入電網的,其中涉及到分散式發電電源到電網之間的連接點——電力電子變流器轉換環節,以及相關控制、保護等環節,這估計也算是技術的難點,也是企業差異的體現。
4、那麼分散式發電到底存在哪些技術問題:(1)設計規劃問題:分散式發電逐步滲透電網,自身隨機性強,需要考慮可靠性問題;分散式發電種類多樣、規模多樣,運行方式多變,如何安裝、安裝在哪裡、何種運行方式,帶來的總體評價性能是不一樣的;當前及未來電網的承載能力及「三公」分配問題,在一定程度上影響了分散式發電的併網情況,如西北地區悠閑轉動的風機。(2)電能質量問題:就目前看,少量的分散式發電裝置對電網來說基本上忽略的,但是逐步放開後,新能源比重增加,會對電力系統的電壓形態、短路電流、電壓閃邊、諧波、直流注入、網損、潮流、繼電保護等帶來一系列影響。因為分散式發電許多採用電力電子裝置接入電網,變流器(逆變器)的控制策略對電網不平衡電壓會有影響。||許多分散式發電併網採用防逆流裝置,正常運行時不會向電網注入功率,但當配電系統發生故障時,短路瞬間會有分散式電源的電流注入電網,增加了配電網開關的短路電流水平,可能使配電網的開關短路電流超標。因此, 大功率分散式電源接入電網時,必須事先進行電網分析和計算,以確定分散式電源對配電網短路電流水平的影響程度。||併網時一般不會發生閃變,孤島運行時如儲能元件能量太小,易發生電壓閃變||因為電力電子裝置自身易產生諧波,主動和被動諧波治理也得以被推動發展。||因為變流器併網過程存在有無(高頻)隔離變壓器之分,而無變壓器情況下系統整體效率得以提升,使得其存在一定市場份額,當無隔離(高頻)變壓器時,那麼存在分散式電源側直流和電網交流側的互相交互作用(可以直觀想像一下太陽能發電),當電網存在直流注入時,將直接造成系統電磁元件(如變壓器)的磁飽和現象,同時產生轉矩脈動。||分散式電源的接入改變了配電網中各支路的潮流流動情況,使得系統網損發生變化,其受到負載、連接的分散式電源的位置和容量大小等影響。||分散式電源的接入,使得系統潮流不再單向流動,難以預測,極大影響電壓調整。||因為傳統大電網的繼電保護裝置已經成形,短時內不會重新改造,一方面分布電源的接入要考慮與之配合問題,不合理(就算有時合理)的控制策略和配置方式,會造成重合閘失敗、繼電保護裝置的保護區縮小、潮流改變使得繼電保護誤動作。||另外注意孤島問題。(3)儲能配置、功率預測及平滑等問題,目前估計很多都不願意這麼搞的。(4)管理、監控、維護問題。(5)效益權利紛爭問題(這真的也算個技術活)。
5、以上只是具有代表性的一部分問題,針對這些問題,當前更多採用建模、預測等手段初步驗算。不過應用與現場還是困難重重,既然如此難以搞定,電網就對這樣一種不可控電源進行了限制、隔離的處理方式,一方面要求電源端設備的性能指標,另一方面一旦電網故障,要求分散式電源必須馬上退出運行(IEEE1547)。
6、為了更好協調分散式發電和電網之間關係,微電網的概念得以推出。微網的定義尚未統一,這裡給出一種:微網是指由微電源(分散式電源)、儲能裝置、負荷和監控、保護裝置彙集而成的小型發配電系統,是一個能夠實現自我控制、管理和保護的自治系統。微電網對外可以看做一個單一的可控單元,通過公共耦合點的靜態開關接入電網,實際操作時微網的入網標準只針對微網和電網的公共連接點,而不考慮微網內各個(分散式)電源,從而實現分散式發電和電網更和諧的相處。目前,微網從整體控制策略上主要有主從控制、對等控制、基於多代理的分層控制等,而內部微電源的控制主要有恆功率控制(P/Q)、恆壓恆頻控制(V/F)和下垂控制(DROOP)等。
吃飯去,到此結束。
不要問我為什麼扯這麼多,因為我也要生存。雖然我是個科研渣。
謝邀。
第一、可以,絕對可行,以目前的電力電子技術已經非常的成熟。
風電了解不多,但是也是需要風電變流器這個電力電子設備做為接入網的關鍵設備。
光伏則是通過併網逆變器接入電網。
無論變流器還是逆變器,均屬於電力電子技術的一個應用環節,實現一個DC-AC的轉換,在轉換過程中通過跟蹤電網電流波形,然後同步鎖相實現與電網的同期運行,所以此時的光伏或者風電均屬於大電網中一個供電電源。
第二、首先,當然單就光伏或者風能其輸出負載受天氣影響而變化的,但接入電網後,整個大電網將做為此類能源的backup電源,所以在接入數量不多的情況下是非常穩定,不會對電網造成大的影響。當然此類分散式電源接入電網之後,對於電網也會造成一定影響,比如過去在10KV及其以下電壓等級中,潮流計算中基本不考慮逆向潮流,所以整個網間的整定保護值是按照不存在逆向潮流進行整定設定,大規模接入分散式新能源之後,或許會對電網的繼保造成影響。
其次,大規模的新能源接入之後,會對電網的穩定運行造成影響,因為對於整個電網而言,出力是等於負載的,但如果不穩定的新能源大規模接入之後,怎麼樣在新能源發電端出力下降後,常規的核電,火電,水電等快速將出力加大補足將會成為一個新的挑戰,這個也就是前段時間整個新能源行業討論比較熱烈的德國電網怎麼安穩的度過日食影響一樣,(一句題外話,看到當時整個討論的各種意見,我覺得蛋疼,其實一個很好的解決方案,日食是可以預測的,那麼只是需要在日食那天將接入的新能源解列,進行系統維護就可以,電力由常規能源補足不就可以解決這個日食問題了)但要達到這個程度,需要接入的新能源將需要達到一個非常的數量,按照目前我們國家電網的實際情況,新能源的接入比例控制在5%左右就不會對整個電網造成衝擊影響,如果電網智能化之後,也會使新能源的接入比例提高,當然隨著科技進步,天氣預報的準確性的提高,新能源出力的可預測性會更準確,那麼其對電網的影響就越小,而且電網的可承接力也就越大。
其併網的技術無需解決,其發電質量有待解決
首先,第一的答案確實好詳細好專業,果斷收藏學習下---回頭好和客戶吹逼。
風光電能都是可以併網的,這兩個東西呢,聽起來都是好東西,想想啊,只要地球沒毀滅,人類沒毀滅,那化石能源肯定是要枯竭的,而風和光就是源源不絕的,那麼為什麼我們不儘早的使用這些清潔能源來帶我們裝逼帶我們飛帶我們走向共產主義新台階膩?這引發了我對能源嬸嬸滴思考..
ok,來談談本低等生物的看法。
須知核心:
1.人類的工業文明乃至社會文明就是以能源為核心的文明,工業的歷史變革是以能源為核心的變革。
2.能源=能量源
3.能源有兩個至關重要的形式——傳播形式和存儲形式
能量這個東西是無處不在的,跑的汽車需要汽油,刷知乎需要電子設備上電,你去接杯水,身體也需要消耗能量去做功。那麼目前,我們所處的這個次元呢-_-|主要提供能量的是——太陽,呃,在地球上以物質形態儲存滴油和氣,煤礦,活蹦亂搞的人等等等以及直接存在滴風光熱電 和 具備勢能的海洋河流這些。
電能這個能源形式是目前全世界最為普遍的能源傳播形式,但不是最普遍的儲存形式,相反的是油氣煤等可以直接通過燃燒利用的這類極其方便儲存的物質能源。核能也是以物質方式存在的但我扯這個幹嘛呢..
那麼問題來了,新能源的最大特點是啥,這個有很多說法,一般的大眾認識就是能源轉化過程中沒啥排放的清潔能源。那麼以這一點來看包括人本身在內這些物質形式的能源都不是新能源。剩下的不存在排放的能源就只有一種——就是直接存在的能源啊。
我們的社會自工業時代以來,不管是蒸汽和電力和現在的化石時代,主要依賴的是物質能源(電力時代造成的是能源革命性的傳播形式)。這樣隨著工業文明的推進呢,我們就遇到了目前的問題:生態環境受到破壞,資源枯竭等等。
好啦,那麼偉大的新能源資產無產階級的共用救世主出現了。
最早是利用河流勢能的水電,到現在風力發電和光伏發電,都是把直接存在的能源形勢轉化為另一種直接存在的能源形式,即電能。
前面說了,電能是最廣泛的傳播形式卻不是最廣泛的儲能形式,甚至可以說電能自身太難以儲存,現在咱們還沒辦法你交一個月電費我來給你家發個大電池這樣這樣。
那麼以上就是基本面了,在扯下去我都覺得我逼裝的過了
分割線————————————————————————————————————————
好啦,新能源利用的技術問題。技術類別技術指標實在太多,要LZ問電氣技術,那麼第一回答的非常好的。我只談我的看法。
1.發電效率
首先澄清這個東西不是列在我的重點看法裡面的,只是我發現這個大家說得好多啊都覺得風光發電的效率低如是如是,這樣來說,只談主功率設備,輸配電我一概不討論。火電目前是最高效的,而燃氣輪機的效率在55%左右,水輪機50%,而風光發電的成套逆變裝置都在50%以上,其實是沒太大差距的。當然需要考慮其配套組件的損耗,電纜損耗等等等等計算起來太複雜。但總的來說效率這個問題其實不真的是核心問題。
2.成本
這個就是我想說的了,以前一個哥們和我聊天時就說,唉你看這個風光發電,都不要燃料的,就是派個工人維護維護基本上穩賺不陪的肯定大有可為巴拉拉拉。其實不然,成本是要考慮一次性投入成本和使用壽命內的維護成本。總的算下來,水電是最低的,哈哈哈有人不信說tm的一個水電站動輒幾十億上百億你跟我說成本低,哈哈哈哈哈你等電價市場化後看看幾個發電公司的業績情況就知道了。火電呢,雖說現在煤價低,煤價低是因為工業用電少,工業不景氣,電送不出去,這是個骨牌效應,其實火電成本主要在於運行成本,所以現在搞這個規模效應一定要超臨界,小機組都不讓開你開也是賠錢,在水電發達省份,火電都基本上靠賣發電額度給水電站來度日,想想也是一把淚...那麼提到我們的風電和光伏咋樣呢,答案是一個字:真tm高!
風電的機軸部件是其主要成本來源,因為好的葉片決定了它自身的發電效率也就是其經濟效率。但 是葉片這個玩意呢不管你是製造業粉還是軍工迷,你就知道這就是咱們天朝的阿斗,不過確實也沒辦法,尖端數控本來就是軍工延伸的屬於各國保護的重中之重,只能靠咱們自己一步步逆向製造了。扯遠了就是說這個風電葉片,成本高,造價昂貴,回收周期太長。
光伏的主要成本是太陽能組件,就是大矽片板子。這些年中國光伏組件先是大躍進造成產能過剩,隨後被雙反斷了出口,而今市場已是哀鴻遍野都等著自洗牌熬死一個是一個。那組件價格實際上是不算貴的,但在回收周期的角度就難以接受了。為啥呢?上面風電漏說了一併說,就是風光電這種本身的效率很可靠,主要受環境影響太嚴重。就是說害怕的是啥,是在電價峰期不颳風了,也不出太陽了,那咋整,就只能幹擺著。不像火電,我有煤就能發,這也是火電目前還擔任國家基荷電站的主要原因,我穩定呀!而這個硅本身呢,就是一個大耗電爐,良心的說一句,造一塊組件所耗的電,它一生的產品生命周期里都未必發的出來。
3.產品生命周期
這個是個高大上的東西啊,就是說產品從出廠到最終淘汰,總有個壽命吧。電站也一樣,水電站,必要的情況下百年都可以使用;火電站五六十年也沒問題;而風光電站呢?設計基本上在20年,能用15年還繼續發電我覺得也可以燒高香了。這麼一比較,哪怕投資成本都一樣維護也一樣,你用20年我用50年,還用比嗎?
4.穩定性
好像上面說了,就是火電廠能擔任基荷電站的根本原因,就是我原煤在沒有枯竭的情況下是穩定供應的,在用電高峰我就多用煤多發電在用電低谷我就少用煤少發電。而水電風光都不行,都售自然條件限制。水電只看豐水期和枯水期,豐水期你要用電少怎麼辦,蓄水啊,蓄不了呢,只能棄水,枯水期你要用電,看看有蓄水沒,沒有呢?對不起我發不出了。當然,當水電形成一定的規模效應後呢,整個市場可以根據發電活動來調整自身的生產活動。那麼風光就更不行了,水你能蓄,風你咋蓄,陽光你咋蓄。
5.
上面碼得我要睡覺了,這種問題沒啥特立獨行的觀點怎麼吸引觀眾朋友呢。等著,下面要放個大招。
咦,好像還有一點沒說,大招先等等放在第6點。
5.電網
上面提高過儲能的問題,咱們在這個方面技術確實非常不成熟。電這個東西要怎麼理解呢,它像水一樣,而用電的人都是沒有桶的。理論上,你用多少,它就發多少。發多了,就浪費,發少了,就有人不夠。千千萬萬的需求對應到千千萬萬的供應,就形成了電網。因為能源形式相對單一,許多國家的電網還是相對簡單的。那麼我以前就是水火來對應市場的各種需要,只要好好研究水電火電的性質,研究市場的性質,這個電網構造還是相對簡單的。而今我們有了更多的能源選擇,這些能源多是distribution,甚至傳統的需求方也能成為供應方,電網的複雜程度跟不上,就跟你CPU運算跟不上現在的計算要求一樣,我們需要先改善電網。現在供電局摩拳擦掌要乾的智能電網就是解決這個問題。那麼風光發電的大面積使用需要智能電網這個基礎。順帶一提,全球智能電網建設的最早成果最好的不是一路高歌新能源的歐洲,反而是信奉石油為王的美國。
6.大招
招一定是要放的,就是希望有人接招。
前面零零總總我自己也沒怎麼梳理,更沒有擺出逐項數據,太懶了碼子都累連個圖都不想加大家見諒。說白了我就是個碰巧混在行業裡面的低等生物,表達一些大嬸們不屑的觀點給其他看官科個譜。
畢竟處子答啊,必須來點驚為天人的料。
那麼饒了這麼多,關於新能源技術上的問題,需要解決,又難以解決的,這個大招就是——統治階級權力的削弱!
有沒有狼煙起江山北望的既視感!?肯定有人不屑一笑覺得我只是在博人眼球了,區區風電光伏咋就和國家統治階級扯上關係了呢?稍安勿躁,待我細細講來,並非無中生有。
能源,自被人類熟練利用開始,不管以何種形式存在的何種時代,都是由國家為單位來統一管理的。可以說能源就是國家統治階級,或者說政府的一柄無上寶劍。能源的戰略即國家的戰略,老百姓都是在這個體制下吃肉喝湯,通過出賣,哦不,通過付出自己的勞動力還換取能源需求。可以說,因為能源的集約式管理才形成了政府與國家。而國家的權利之大,取決於它能掌管的能源體系有多廣。舉個栗子,農耕時代,人類可以自給自足,菜自己種,肉自己獵,柴自己砍。那時候國家的概念遠不如現在強勢。工業革命以後,國家和政府這個概念正式開始空前強大,誰具備廉價穩定的能源誰就是強國。沒有人可以隨意說脫離這種體制,因為幾乎所有人都存在能源需求,而且幾乎是無止境的能源需求。
因為這個時代能源是集中的,所以我們的統治權或者說政權也是集中的。而風光能源其非常重要的一點特質,就是分散式。技術成熟的情況下,我們可以避開大型的水電火電核電廠來自己建個小型發電站,房頂鋪上光伏板,門口架上風電塔,等到汽車都是純電動時,我們就完全能源獨立了。等到家家戶戶都這樣做時,一個地區就能源獨立了。那麼這就是分散式,而分散式最大的特點就是扁平化。如果說以前的能源供給是金字塔型的,至上而下的供給結構,涉及原材料、發電、輸配電、使用這些環節,那麼現在的供給結構就是扁平的,理想的情況下只有一層。如此的結果,就是政府和國家的權力被削弱,因為我不再需要你保護我的石油渠道,不需要你保證發電廠安全,能源這種物資,當大家都擁有,並且能持續生產,那它本身的戰略意義也就不存在了。而政府則由權力部門轉向職能部門,更多的集中於服務人民,創造社會和諧安定大環境。
最後,摘取一段書上的話。
變燃燒碳基化石燃料的機構為可再生新能源結構;重新認識世界的一磚一瓦,將每一處建築轉變成能就地收集可再生能源的迷你能量採集器;將氫和其他可儲存能源儲存在建築里,利用社會全部的基礎設施來儲藏間歇性可再生能源,並保證持久可依賴的環保能源供應;利用網路通信科技把電能轉變為智能通用網路,從而讓上百萬的人可以把周圍建築產生的電能輸送到電網中去,在開放的環境中實現與他人的資源共享,其工作原理就像信息在網路上產生和傳播一樣;改變由汽車、公交車、卡車等構成的全球運輸模式,使之成為由插電式和燃料電池型以可再生能源為動力的運輸工具構成的交通運輸網。在全國和州際建立充電站,人們可以在充電站買賣電能,
——Jeremy Rifikin《The third industry revolution》
在此將風力發電和太陽能發電等分散式電以DG來代稱
近年來,隨著DG技術性能不斷得到改善,成本進一步降低,DG在經濟、運行以及環境性能上的技術優勢逐步提高,使得其在電力系統中所佔比重逐步增長。DG與常規電力系統併網的趨勢越來越明顯,隨著其在系統中的滲透率的提高,DG的併網會產生兩個方面的問題:
(1)併網系統本身的結構和性能;
(2)DG併網後對系統運行、控制、保護等方面產生的影響。
DG與系統併網運行將使得配電系統從放射狀無源網路變為分布有中小型電源的有源網路,配電系統的控制和管理將會變得更加複雜,將會引起一系列的問題:
1、電力系統負荷預測、規劃問題
DG的出現會使系統負荷預測、規劃和運行與過去相比有更大的不確定性。由於其分散性,使得準確預測負荷增長情況更加困難,從而影響後續規劃。另外規劃時最優化工具必須能夠準確評估DG對所在電網的影響,給出DG的最優位置和規模,使得DG在電網中的逐步滲透過程不會破壞電網運行的安全性和經濟性。配網規劃中若出現許多發電機節點,使得在所有可能的網路結構中尋找到最優化的網路布置方案更加困難。有文獻提出採用基因演算法對其安裝位置和容量大小進行尋優。研究表明,從穩態電壓角度,分散式電源接入饋線的位置和具體注入容量大小有嚴格的理論依據。此外,DG機組類型及所採用一次能源的多樣化,使得如何在配網中確定合理的電源結構,如何協調和有效利用各種類型的電源就成為新出現的而且需要迫切需要解決的問題。因此,DG的廣泛應用,使得國家能源政策、能源規劃等直接滲透到DG有關的電力系統規劃中,並影響規劃的決策過程。
2、系統潮流、電能質量和運行可靠性問題
DG的出現,改變了配網潮流的單向模式,並使得潮流無法準確預測,這種非常規的潮流模式會產生多方面的影響:潮流的改變使得電壓調整很難維持,還會導致配電網的電壓調整設備,如有載調壓變壓器、開關電容器組出現異常響應,而且如果從DG流向變電站的潮流足夠大時,DG附近的設備可能會過負荷從而影響系統供電可靠性。DG對系統的影響有兩面性。併網後還會對電網提供給其他客戶的電能質量產生潛在的影響。
3、短路電流,繼電保護的問題
很多情況下,DG接入配網側裝有逆功率繼電器,正常運行不會向電網注入功率,但當配網系統發生故障時,短路瞬間會有DG的電流注入電網,增加了電網開關的短路水平,可能使得配網的開關短路電流超標。因此,大功率DG接入電網,必須事先進行電網的分析和計算,確定其短路水平,接入配網後,輻射式的網路變成一個遍布電源與客戶互聯的網路,潮流不再單向的從變電站母線流向負荷。配網的根本性變化使得電網各處保護定值與機理髮生變化,如帶方向保護的繼保裝置和動作整定帶來一定難度。配網中大量的早期繼保裝置早已存在,不會短期為了新增的DG而做大量改動,DG必須與之配合併適應它。隨著大量DG參與電網供電,以及DG裝置的頻繁投切和線路潮流方向的頻繁改變,如何對現有配網繼保系統進行整定和協調,也是一個重要的問題。
4、配電系統的實時監視、控制和調節問題
DG接入前,配網的實時監控調度是由供電部門統一來執行的,DG的接入使得原有的無源放射狀電網發生了根本變化,信息採集,開關操作,能源調度等過程變得複雜化。需要增加哪些信息,這些信息是作為監視信息還是控制信息,由誰來執行等問題均需要根據併網規程重新予以審定,並根據最終的併網協議確定。
5、分散式發電併網的介面技術
風力發電以及光伏發電等分散式電源發出的電能無法直接供給交流負荷,必須經過一定的介面併網,逆變器的拓撲結構是其關鍵
6、孤島檢測及緊急控制
出於用電安全和用電質量的考慮,大電網發生故障時,需要迅速檢測出孤島,對分離系統部分和孤島採取相應調控措施,至系統故障消除後再恢復併網運行,其中解決孤島檢測時間與自動重合閘時間的配合協調問題有待優化
還有其他的一些問題,等有時間的時候再補充,先佔個坑···
諧波嚴重,間歇性帶來衝擊,導致峰谷變化,改變網路拓撲,影響繼電保護
說說風電,這其實風電併網不僅僅是技術問題,也是立法問題;技術上我一知半解,隨便說點。
早先只追求數據,10年之前,每年裝機量幾乎都翻番增長,趕上國家也大力支持,什麼都敢上,數據很好看,但實際上,風電設備種類繁多、標準不同意且技術性能參差不齊。舉個例子,10年的時候(這幾年我沒有關注)主要風電機組還是恆速感應風電機組、雙饋變速風電機組、永磁直驅風電機。當時,雙饋型和直驅型機組在技術上可以具備有功、無功調節和低電壓穿越能力等功能。但由於我國當時無強制性要求和配置成本較高,國內風電機組基本都沒有配備這些功能;而國外風電機組已普遍具備相應的有功、無功調節和低電壓穿越能力——不過最近已經好多了。
制度上來說
介紹下目前國際通用的兩種制度,分別是可再生能源普及制度有固定配額(QUOTA、RPS)制、固定價格購入制(fit)兩種,輔之以環境稅和補助金、剩餘電力購入等其他措施。
RPS為Renewables Portfolio Standard(可再生能源利用配額標準)。在這一制度中,電力公司有義務導入一定比例的可再生能源 。RPS制度在重視電力市場的競爭之基礎上,著眼於通過電力市場的競爭而降低可再生能源的價格,這種制度理論上有如下優勢 :
1.普及技術成本低廉;
2.理論上能夠切實的控制將來的普及量;
3.有良好的與電力市場的整合性;
4.使可再生能源易於連入電力系統。
固定價格購入制(Feed-in Tariff, Feed-in Law),又稱最低電價制、上網電價制、標杆電價制等。在該制度下,能源讓渡價格依法決定,
目前看來,FIT制有著如下優勢 :
1.制度導入簡單;費效比高、融資安全 ;
2.能夠隨將來的技術革新而適時調整,以對應技術和市場的變化 ;
3.能夠促進對技術的投入,提高產業競爭力,促進中小規模電力事業者成長 ;
4.制度靈活,有利於遏制市場的負面影響且易於與其他可再生能源普及促進位度配合適用 。
在這兩種方式中,立法規定採用配額制的典型為日本、美國的科羅拉多和內華達等州;立法採用固定價格制的國家主要有包括德國、西班牙、捷克等大部分歐盟成員在內的國家以及如加拿大的安大略省、澳大利亞的首都特區、南澳大利亞州等地區。
提到這個重要原因是,就目前的立法動向看,除正在制訂的《能源法》外,我國也在加緊制訂《可再生能源法》的配套細則,其中最重要的配套細則之一的《可再生能源配額管理辦法》。沒有一個配套的制度,其實也是不能併網的問題。 順道說句,事實上,我國已在部分地區實行了FIT制度,即「四大類標杆電價區」,如何將配額制度與現有的電價制度結合起來使其發揮最大效用,將是立法者主要應當考慮的問題。
世界各國已經逐漸取消風電市場的壟斷並引入市場競爭機制,但同時風電的特殊性質又決定了相當一部分問題無法單純通過市場解決。因此,在堅持市場競爭的基礎上,同時也應保證在以政府為主導下進行。可以,但對電網穩定性衝擊很大
1)在電網發生高電壓、低電壓故障,對稱,不對稱故障時,會對併網風電機組產生很大的影響。會增大直流母線電壓。因此,風電併網機組的併網逆變器的故障穿越控制策略是一個重要的技術問題。
2)風電具有波動性交大,直接併網會對電網電能質量造成較大影響。實際中通過風電預測、風光互補、增加儲能、風火打捆輸送等方式來降低風電波動性的影響。
3)風電場的無功補償。風電場因為各種各樣的問題會需要無功補償。一般在風電場併網點增加無功補償設備。有靜止無功補償器,靜止同步無功補償器、動態電壓補償器等。根據不同的實際情況選擇無功補償功率的容量。
4)從環境保護角度看。風電場、光伏的建設都會對環境造成一定的破壞。
就目前學的知識來回答,這跟發電機類型有關。
拿風力發電機來講,分為併網式風力發電機和離網式風力發電機。併網式是直接併入電網的,一旦離網將不能工作。離網式是不可以直接併入電網的。
至於併網技術有哪些難題我不知道,但是國家電網是真的不愛要新能源發的電。1、電質量跟火電沒法比。2、不具有調峰能力。3、季節不同發電量會有很大差距。
技術不技術都是可以解決的,關鍵看國家政策和各級單位對政策的執行情況了。另外,中國地理面積大也是對新能源發電使用的弊端,歐洲某些國家新能源發電能佔到50%以上很重要的原因是國土面積小。
綜上所述,要結合自己的國情來走自己的新能源之路,真心希望能在我有生之年看到新能源達到巔峰?(﹒??﹒?)?。我今年21了!工作相關,第一個問題,答案是可以。
在陝西來說,目前個人所接觸的都是光伏發電(不包括全部),我們將這種用戶稱為光伏用戶,這類發電的用戶我們統稱為分散式用戶。
這種發電用戶分為兩種,一種是公司,比如xxx能源公司,這類公司主要靠發電賺錢盈利。另一種是普通用戶,就是平常的居民用戶,這類用戶既會使用國網的電,自己本事又會發電。這類用戶有兩塊表,一塊記錄發電量,一塊記錄用電量(至於盈利情況,或者發電費用之類,不清楚)。
因為風向與風速的不可控性而發出的電頻率和功率不穩定,目前變速控制技術是利用風能的轉動慣量平滑輸出功率而穩定其功率後產生電力諧波,但這樣會使功率因素惡化,導致電壓不穩,從而導致電壓突降使其不能正常併網而切出電網。再一個就是根據結構和空氣動力學對導流罩的參數進行改造,避免由於風的波動而引起的有害機械負荷,對風機造成硬性傷害。這兩大基本的硬性問題,還是目前風電行業比較大的困難
解決問題很簡單,將光電 風電的電力用來電解水,產生氫氣作為儲能體,然後通過燃料電池的方式實現穩定的按需併網放電。氫氣不僅可以供電網使用,還可以用在氫燃料電池電動車上。這樣在工業利用和民生交通上都有極大的便利。
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我覺得如果蓄電池技術能有突破,那麼新能源併網的瓶頸就能解決了
我是風電狗,風機發的電升個壓直接併網了,不併網怎麼辦,給楊永信做電療嗎
可以併網,要有專業的儀器,如果你想建站,可以找專業的建站總包,你的問題總包會為你解決,如果你找不到好的服務商,可以來我們光伏到家的平台,我們平台有非常多優秀的建站總包可為你服務
原則上來說,是都可以併網的,只不過在西部地區因為本地不能消化掉電力能源而輸送到其他地區成本又過高,所以導致了部分棄光現象,目前併網是有限制的
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