德國的能源系統(tǒng)已經(jīng)歷了廠網(wǎng)分離、輸配分離、配售分離以及電力交易市場化多年,積累了能源領域眾多的成功經(jīng)驗。其中,新能源發(fā)電量已經(jīng)占到總發(fā)電量的30%以上,90%以上又是直接并入配電網(wǎng)(在德國一般是10kV和20kV)。由此,所謂的分布式發(fā)電在德國已經(jīng)實實在在的推廣應用了。以德國的智能配電網(wǎng)發(fā)展作
傳統(tǒng)配電網(wǎng)是單向電流流動,配電網(wǎng)只接收負荷,變壓器為普通配電網(wǎng)臺區(qū)變壓器,配以簡單的保護和自動化、通信設備。未來配電網(wǎng),即所謂的智能配電網(wǎng)擁有復雜的分布式供電系統(tǒng),造就了復雜的雙向潮流,需要安裝智能電表等測量裝置,并在低壓側有儲能設備和電動汽車并網(wǎng),需要配電網(wǎng)對低壓端口進行調(diào)控和雙向通信,不論中壓還是低壓都將配有復雜的線路保護。這些巨大的變化發(fā)生之快,是很多配電網(wǎng)運營商猝不及防的。至今,還只有少數(shù)配電網(wǎng)運營商擁有效率極高的監(jiān)控系統(tǒng),不論配電網(wǎng)運營商還是輸電網(wǎng)運營商未來必須要快速地和經(jīng)常性地應對動態(tài)的發(fā)電曲線、潮流逆向、配網(wǎng)側頻繁無功補償裝置投切和電壓調(diào)節(jié)等新的挑戰(zhàn)。
以德國配電網(wǎng)發(fā)展為例,德國電力網(wǎng)絡在幾十年的發(fā)展過程中已經(jīng)成為歐洲最堅強的電網(wǎng)系統(tǒng)。年平均停電時間在16分鐘以內(nèi),對應的系統(tǒng)可靠性為99.99%。超過800家的德國電網(wǎng)運營商運營著超過178萬公里的電力網(wǎng)絡,多數(shù)當然是低壓網(wǎng)絡,連接著本地的配電網(wǎng)運營商,最終并入高壓網(wǎng)絡。這種布局已經(jīng)存在了數(shù)十年沒有改變,這些傳統(tǒng)網(wǎng)絡是上個世紀設計的,并沒有考慮應對大規(guī)模新能源并入、大量的節(jié)能減排要求和新的經(jīng)濟性指標,所以配電網(wǎng)升級換代已經(jīng)刻不容緩。基于這些情況,德國政府和歐盟正在支持大規(guī)模的智能電網(wǎng)科研項目。
數(shù)據(jù)來源:德國聯(lián)邦電力監(jiān)督委員會,Bundesnetzagentur,數(shù)據(jù)更新至2013年9月1日 從數(shù)據(jù)中可以看出,由于電力系統(tǒng)尤其是配網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化,新能源的大規(guī)模接入并沒有降低德國的用電可靠性。所以,只要在系統(tǒng)優(yōu)化的前提下進行新能源的大規(guī)模接入并不會犧牲電網(wǎng)安全。
(范征,從事新能源并網(wǎng)、電網(wǎng)規(guī)劃和電力軟件研發(fā)等工作。畢業(yè)于德國亞琛工業(yè)大學,曾就職于德國電力經(jīng)濟與能源研究所、Photon光伏測試實驗室、中國電科院和DNV GL,并與業(yè)界同仁共同創(chuàng)立了“德國華人新能源協(xié)會”。)
作者:范征 來源:財新網(wǎng)-無所不能
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