風電、光伏等新能源可以直接併入電網麼?有哪些技術問題需要解決? | 知乎問答精選

 

A-A+

風電、光伏等新能源可以直接併入電網麼?有哪些技術問題需要解決?

2017年05月13日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 76 ℃ 次

【ygzhou的回答(29票)】:

1、首先我們將風電、光伏歸入分佈式發電,簡單理解就是分散。那麼為什麼要推廣分佈式發電: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。

2、推廣分佈式發電有何優點那:分佈式發電可以簡單根據負荷現場佈置,使得其佈局靈活,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佈式發電,似乎更多是口號和利益的分割,而細心觀察自然會發現分佈式發電都是直接接入電網的,其中涉及到分佈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、那麼分佈式發電到底存在哪些技術問題:(1)設計規劃問題:分佈式發電逐步滲透電網,自身隨機性強,需要考慮可靠性問題;分佈式發電種類多樣、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佈式發電的並網情況,如西北地區悠閒轉動的風機。(2)電能質量問題:就目前看,少量的分佈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。因為分佈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。||許多分佈式發電並網採用防逆流裝置,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,短路瞬間會有分佈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, 大功率分佈式電源接入電網時,必須事先進行電網分析和計算,以確定分佈式電源對配電網短路電流水平的影響程度。||並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。||因為變流器並網過程存在有無(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,那麼存在分佈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。||分佈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、連接的分佈式電源的位置和容量大小等影響。||分佈式電源的接入,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,一方面分佈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,要求分佈式電源必須馬上退出運行(IEEE1547)。

6、為了更好協調分佈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(分佈式電源)、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(分佈式)電源,從而實現分佈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。

【知乎用戶的回答(0票)】:

沒啥問題,現階段考慮孤島就行。

【YaoLu的回答(4票)】:

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。

風電瞭解不多,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。

光伏則是通過並網逆變器接入電網。

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。當然此類分佈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,大規模接入分佈式新能源之後,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。

【jinseng的回答(0票)】:

風電、光伏發電極不穩定,需要儲能電站,這也是比亞迪的主要業務範圍之一。

【LoneMa的回答(0票)】:

光伏發電通過並網逆變器是可以直接併入電網的,這已是很成熟的技術了。應用最廣的是德國,現在整個歐洲的光伏裝機容量為81GW,德國光伏裝機容量則達到了38GW。2014年德國可再生能源發電量已佔全國總發電量的26.2%,其中太陽能發電量又佔所有可再生能源發電量的21.7%。

沒從事過風電,對風電瞭解的有限,但根據自己的瞭解,風電也是直接並網的,並沒見風電站有裝大量儲能電池,真要裝大量儲能電池那成本估計沒多少企業能承受。

【知乎用戶的回答(0票)】:

我理解你說的直接就是不經過微電網直接接入。目前有大規模風電並網和光伏並網,但是需要比較先進的並網控制技術。光伏需要配合儲能。

【峻衣的回答(0票)】:

其並網的技術無需解決,其發電質量有待解決

標籤:-新能源 -電力 -電氣工程 -電力系統 -太陽能光伏


相關資源:





給我留言