摘要： 目前中國(guó)正在計(jì)劃大力發(fā)展太陽(yáng)能和其他的可再生能源，特別是現(xiàn)有的并網(wǎng)解決方案進(jìn)一步加快了可再生能源的聯(lián)網(wǎng)與消費(fèi)。美國(guó)超導(dǎo)公司新推出的并網(wǎng)技術(shù)可以解決中國(guó)電網(wǎng)目前面臨的幾個(gè)主要問(wèn)題，比...

現(xiàn)狀

中國(guó)是全球最大的光伏組件生產(chǎn)國(guó)，盡管所生產(chǎn)的光伏組件主要出口國(guó)外，但光伏并網(wǎng)問(wèn)題成為近期市場(chǎng)討論的重點(diǎn)。2009年中國(guó)出臺(tái)了一系列的關(guān)于發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的政策和補(bǔ)貼方案，包括光伏廠開(kāi)發(fā)的公開(kāi)招標(biāo)要求，太陽(yáng)能屋頂計(jì)劃，金太陽(yáng)計(jì)劃等。這些新的規(guī)定都是為了更好的發(fā)展大規(guī)模光伏廠和城市光伏屋頂系統(tǒng)。

中國(guó)設(shè)定了可再生能源目標(biāo)

中國(guó)政府認(rèn)識(shí)到，如果要完成可再生能源目標(biāo)，必須解決并網(wǎng)問(wèn)題。中國(guó)可再生能源法和可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃都明確列出2020年中國(guó)太陽(yáng)能發(fā)展目標(biāo)是20吉瓦。中國(guó)政府為了推廣可再生能源發(fā)展，已經(jīng)開(kāi)始出臺(tái)新的規(guī)定，包括擴(kuò)大可再生能源的上網(wǎng)規(guī)定;開(kāi)發(fā)先進(jìn)的技術(shù)，如智能電網(wǎng);建立每年的可再生能源消費(fèi)目標(biāo)基準(zhǔn)和相關(guān)的執(zhí)行計(jì)劃;政府建立基金支持可再生能能源技術(shù)的研發(fā)。

絕佳的時(shí)間

目前中國(guó)正在計(jì)劃大力發(fā)展太陽(yáng)能和其他的可再生能源，特別是現(xiàn)有的并網(wǎng)解決方案進(jìn)一步加快了可再生能源的聯(lián)網(wǎng)與消費(fèi)。美國(guó)超導(dǎo)公司新推出的并網(wǎng)技術(shù)可以解決中國(guó)電網(wǎng)目前面臨的幾個(gè)主要問(wèn)題，比如由能源需求和發(fā)電之間的不平衡引起的頻率和電壓偏移。

現(xiàn)代化的，可靠的并網(wǎng)方案完全不同于中國(guó)和其他國(guó)家配置的傳統(tǒng)設(shè)備，下面將進(jìn)一步介紹美國(guó)超導(dǎo)公司推出的現(xiàn)代魯棒性并網(wǎng)解決方案SolarTie?? 并網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)。目前中國(guó)使用的大多數(shù)逆變器都是有限的商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用單機(jī)，對(duì)大規(guī)模的光伏電廠來(lái)說(shuō)，類似設(shè)備缺少所要求的技術(shù)特性和詳細(xì)說(shuō)明。這類型的逆變器一般都是安裝在室內(nèi)，缺少魯棒性，而且在需要支持電壓和無(wú)功時(shí)，不能保證可再生能源不脫網(wǎng)，而且不能支持電網(wǎng)或提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。光伏廠業(yè)主在面臨損失的同時(shí)，用戶可能面臨電網(wǎng)質(zhì)量問(wèn)題或斷電。另外，業(yè)主可能會(huì)因?yàn)椴幌螂娋W(wǎng)輸電或沒(méi)有輸送足夠的合同規(guī)定的電力而面臨罰款。

中國(guó)已經(jīng)公布了其發(fā)展新能源的目標(biāo)，而且并網(wǎng)規(guī)定也在進(jìn)一步更新。我們可以看到市場(chǎng)上出現(xiàn)了更新更先進(jìn)的技術(shù)。中國(guó)官方已經(jīng)發(fā)布了省級(jí)光伏電廠并網(wǎng)技術(shù)規(guī)范，其中對(duì)電廠電力控制、功率因數(shù)范圍和電壓調(diào)節(jié)都做了詳細(xì)的規(guī)定，包括規(guī)定在系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)時(shí)要求有動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，在電網(wǎng)發(fā)生波動(dòng)，如低電壓穿越和頻率擾亂時(shí)，有足夠的容量承受這些波動(dòng)。大規(guī)模可再生能源發(fā)電廠的并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性造成威脅一直是阻礙可再生能源發(fā)展的一個(gè)主要因素，所以這些并網(wǎng)規(guī)范對(duì)規(guī)劃中就顯得很重要。相關(guān)的解決方案，如美國(guó)超導(dǎo)公司的SolarTie的魯棒性性能都非常好，足以滿足各個(gè)并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

最先進(jìn)的技術(shù)是什么?

可再生能源并網(wǎng)在并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中得到了全面正確的詮釋，對(duì)于選擇安裝何種設(shè)備，何種控制系統(tǒng)都具有參考作用。電網(wǎng)管理支持、無(wú)功補(bǔ)償和穩(wěn)定并網(wǎng)也是電力公司對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電廠的要求。另外大規(guī)模太陽(yáng)能發(fā)電廠開(kāi)發(fā)商必須滿足電力公司的并網(wǎng)要求，并且還要考慮平衡電力以達(dá)到成本最經(jīng)濟(jì)。

從運(yùn)營(yíng)角度看，在電網(wǎng)發(fā)生擾動(dòng)時(shí)能夠積極支持電網(wǎng)的太陽(yáng)能電廠是最佳選擇。當(dāng)擾動(dòng)發(fā)生時(shí)，這些太陽(yáng)能發(fā)電廠可以幫助電網(wǎng)恢復(fù)，并且在最需要的時(shí)候保持聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)。這樣的方案需要配置動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償方案，比如美國(guó)超導(dǎo)公司的D-VAR?? 系統(tǒng)。D-VAR 的現(xiàn)代型號(hào)容易配置，專為電廠設(shè)計(jì)，功率因素平衡，反應(yīng)速度快，而且在發(fā)生發(fā)生突然故障，如低落、浪涌、頻移、瞬時(shí)高低電壓情況時(shí)，可以積極地支持電網(wǎng)。

全球最尖端的解決方案都再采用逆變器和無(wú)功原件，通過(guò)使用”智能電網(wǎng)”接口在并網(wǎng)點(diǎn)提供精確地調(diào)節(jié)。無(wú)功/有功功率的的配送和額外的控制可以管理附屬的投切電容器或者電控器，如果需要，可以應(yīng)用到個(gè)寬泛的電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)中。

市場(chǎng)現(xiàn)狀

美國(guó)超導(dǎo)公司是目前全球提供最多可再生能源并網(wǎng)解決方案的企業(yè)。全球10%的風(fēng)力發(fā)電廠是美國(guó)超導(dǎo)公司的并網(wǎng)解決方案支持的。全球70多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)配置了美國(guó)超導(dǎo)公司的D-VAR 解決方案以滿足當(dāng)?shù)氐牟⒕W(wǎng)要求。

美國(guó)超導(dǎo)公司的D-VAR無(wú)功補(bǔ)償 解決方案符合可再生能源并網(wǎng)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)先進(jìn)的電力電子解決方案可以為交流電網(wǎng)提供動(dòng)態(tài)電壓控制，功率因數(shù)調(diào)節(jié)，事件后無(wú)功補(bǔ)償以穩(wěn)定電網(wǎng)，并防止電壓跌落等事件發(fā)生。美國(guó)超導(dǎo)公司的D-VAR解決方案也進(jìn)一步提高了可再生能源發(fā)電廠，如風(fēng)場(chǎng)的整體效益。這些智能電網(wǎng)解決方案可以檢測(cè)到并通過(guò)動(dòng)態(tài)地向電網(wǎng)注入超前和滯后的無(wú)功來(lái)瞬時(shí)補(bǔ)償電壓擾動(dòng)。

美國(guó)超導(dǎo)公司在中國(guó)可再生能源市場(chǎng)上的經(jīng)驗(yàn)使其獨(dú)樹一幟。美國(guó)超導(dǎo)公司在中國(guó)的員工就超過(guò)了250人，組要從事銷售、應(yīng)用支持、工程、生產(chǎn)、服務(wù)登工作以更好地服務(wù)客戶。公司的風(fēng)機(jī)變流器在市場(chǎng)上得到了廣泛的應(yīng)用。最近安裝國(guó)家電網(wǎng)的D-VAR系統(tǒng)主要用于解決風(fēng)場(chǎng)并網(wǎng)問(wèn)題，安裝在南方電網(wǎng)元謀220千伏變電站的D-VAR主要用于改進(jìn)電網(wǎng)質(zhì)量。

太陽(yáng)能具體的解決方案

充分利用太陽(yáng)能發(fā)電要求廣泛的應(yīng)用解決方案，比如單獨(dú)太陽(yáng)能發(fā)電廠的逆變系統(tǒng)通過(guò)注入或吸收無(wú)功來(lái)保證發(fā)電廠不脫網(wǎng)以支持和穩(wěn)定電網(wǎng)電壓。所以，功率因數(shù)的真穩(wěn)定控制和動(dòng)態(tài)控制是并網(wǎng)系統(tǒng)特殊目的的標(biāo)志性活動(dòng)。在大多數(shù)可取的解決方案中，“智能電網(wǎng)”接口可以回應(yīng)外部命令設(shè)置并網(wǎng)點(diǎn)的功率因數(shù)。這樣的接口可以控制單獨(dú)發(fā)電廠逆變器的功率因數(shù)，并命令額外的無(wú)功功率裝備。如果安裝的是系統(tǒng)的一部分，可以實(shí)現(xiàn)所要求的穩(wěn)態(tài)控制目標(biāo)。瞬時(shí)電壓控制可以在半周波內(nèi)檢測(cè)到不能給回應(yīng)電網(wǎng)的擾動(dòng)，這可以在并網(wǎng)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。有了這樣的解決方案，并網(wǎng)點(diǎn)的變動(dòng)可以通過(guò)無(wú)功支持得到補(bǔ)償，并控制并網(wǎng)點(diǎn)的電壓到規(guī)定的范圍，并最大化發(fā)電收入。

和風(fēng)力發(fā)電廠一樣，太陽(yáng)能發(fā)電廠也要求無(wú)功補(bǔ)償。為了滿足嚴(yán)格的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，美國(guó)超導(dǎo)公司專為大規(guī)模光伏發(fā)電廠設(shè)計(jì)了并網(wǎng)解決方案SolarTie系統(tǒng)。這是一種魯棒式的并網(wǎng)解決方案可以最大化發(fā)電廠效率并最小化運(yùn)營(yíng)成本。另外，SolarTie的環(huán)境魯棒性和可靠性允許開(kāi)發(fā)商和運(yùn)營(yíng)商在前期后后期維護(hù)的成本得到進(jìn)一步的降低。SolarTie結(jié)合了美國(guó)超導(dǎo)公司PowerModule 功率變流器和D-VAR 無(wú)功補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)，使其成為光伏發(fā)電廠開(kāi)發(fā)商可選的第一個(gè)全優(yōu)化的并網(wǎng)解決方案。該系統(tǒng)是唯一一個(gè)可以在半周波內(nèi)(少于16毫秒)檢測(cè)到并處理掉電網(wǎng)擾動(dòng)的設(shè)備，使得太陽(yáng)能發(fā)電廠可以完全滿足并網(wǎng)要求。SolarTie 逆變器把直流逆變到交流是最優(yōu)化的解決方案，可以完全在系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償和電壓穩(wěn)定。這樣的系統(tǒng)免去了開(kāi)發(fā)商購(gòu)買其他額外的昂貴的設(shè)備。

近期趨勢(shì)

風(fēng)電和太陽(yáng)能在能源中的比例會(huì)逐漸增加，因?yàn)檫@些資源的重要性鑄件加強(qiáng)，系統(tǒng)運(yùn)用上的目標(biāo)是安裝相似的無(wú)功和電壓支持設(shè)備，并不影響現(xiàn)有設(shè)備。大規(guī)模可再生能源發(fā)電廠的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償能力被認(rèn)為是必須的?？傮w而言，希望太陽(yáng)能業(yè)會(huì)和風(fēng)電一樣，采用相似的技術(shù)和績(jī)效標(biāo)準(zhǔn)。

另外，和風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)一樣，太陽(yáng)能發(fā)電廠應(yīng)該也有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，因?yàn)殡娏κ袌?chǎng)趨向于提高太陽(yáng)能的應(yīng)用。也就是說(shuō)，會(huì)有嚴(yán)格的類似風(fēng)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的太陽(yáng)能并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，要求低電壓穿越啊，穩(wěn)定性，電壓支持，變化控制等要求。有遠(yuǎn)見(jiàn)的太陽(yáng)能發(fā)電廠開(kāi)發(fā)商應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段和設(shè)備選擇階段就開(kāi)始考慮這些要求以滿足現(xiàn)有的和將來(lái)的并網(wǎng)的要求。