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智能太阳能如何保护脆弱的电网

作者: admin 来源: 未知

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一些评论家似乎担心我们的电力网络正面临即将到来的电压危机,他们担心可再生能源特别是屋顶太阳能电池板会威胁电力供应的质量。

这种担忧主要在于太阳能电池板和其它家用发电机可能增加电压,这可能使网络公司更难以保持整个电网的稳定性。但是人们不太了解(也是鲜有人提到)的是,本地发电具有提高而非降低电力质量的巨大潜力。

我们的网络更新项目近期发表的一个新报告,揭示了诸如“智能逆变器”之类的技术可以怎样基于家庭规模而非变电站规模来协助电压的管理。这将提高我们的电力质量,将家用可再生能源的潜在问题转换为解决方案。

 

为什么对电压小题大作?

我们的插座所提供的电力应该在230伏左右,偏离值不会太高或太低。它全天的波动范围取决于其使用功率。

这里有一个类比:试想水从水管里流过。电源线本身就是管道,电压就像管道里的水压,即推动水流或电流的力量。使用大量的电力会导致电压下降,就好比你在洗衣机工作时洗澡,因为其它家电也在使用水,因此水压会突然下降。

压力也受设备与水源间距离的影响。例如,如果你的洗衣机和淋浴是连接在大坝脚下,而不是几英里的管道末端,你可以让它们同时运作,而不会发现明显的压力下降。

对于配电系统而言,这意味着当使用大功率时,离变电所最远的房屋最容易受到较低电压的影响。

电压管理一直是电网运营商面临的一个问题,特别是在电力线较长的农村地区。长电源线上的低电压源通常意味着线路末端的居民只能使用昏暗而闪烁不定的灯光。

另一方面,过电压可能损坏敏感的电子设备,这类似于较强水压使你的花园软管挣脱水龙头束缚的状况。当电压超出允许范围时,这些波动可能成为电力公司的麻烦。

 

太阳能如何影响电压

我们的电网最初不是为大量的本地发电设备(如屋顶太阳能电池板或小型风力发电机)而建造。直到不久前,电力通常也只是单向流动,在从大型发电站传递至消费者。

网络上越来越多的家用太阳能电池板改变了这一现象,如今电力为双向流动。太阳能电池板发电的地方电压会增强,由此也会使输电网的管理更加复杂

当有足够的电力需求时,小幅的电压增加不是问题。但当附近没有人使用电力时,太阳能可能会致使电压提升到上限之外。

在这种情况下,发电机中的电路保护器可能会跳闸,太阳能电池板将被切断以保护电网。这也意味着家庭将无法获得其产生的(或者说没有得到应有的!)太阳能。

任何客户的自有发电机都可能影响电压-包括太阳能,电池或柴油发电机。但我们更长听人提到太阳能,因为它是目前最普及的本地发电方式;澳大利亚有超过150万个家庭拥有屋顶太阳能,而这个数值还在迅速上升。

虽然有些人可能认为这是一个问题,但有时解决方案在于问题本身。就电网问题而言,新的太阳能系统可以提供更精妙的方式来管理电网电压。

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太阳能如何成为解决方案?

 

传统上,电压管理解决方案是相当生硬的,尽管事实上每个物品的特性和条件可能存在极大差异,但它一次会同时影响几十甚至几百个物品。控制电压所使用的都是有着诸如“有载分接开关”和“线路压降补偿器”这些听起来非常专业的名字的设备。这些设备往往位于变电站,且非常昂贵。所有这些电器工程套件都增加了客户的能源成本。

然而,新的太阳能和电池系统,通过它们的“智能”逆变器,能以更便宜,更有针对性的方式来管理电压。这些新技术或许能填补新的可再生能源和可靠能源提供间缺失的环节。

这是它的工作原理:住宅太阳能,电池和其它发电机通过已经嵌入物联网通信技术的逆变器连接到电网。这些智能逆变器允许网络与本地发电机“通话”,并通过所谓的无功功率等方式请求支持。

无功功率可以帮助提高或降低网络上的电压,提供电源质量,如提高电源的稳定性。

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不过,所有的这一切只有在网络企业采取新的,积极的营业方式时才可能实现,如我们的网络重组项目合作伙伴:在维多利亚的United Energy和在新南威尔士的Essential Energy所证明的。

这意味着从传统的被动客户模式,即我们单向地将能源传送给用户,转变为让用户既能用电,发电,还能实际协助网络管理的这种更为动态的协作方式。

 

当然,转变整个能源系统并不是一个壮举,但它却提供了一个建立更好,更具弹性,也拥有更多可再生能源的电力系统的机会。

如果我们足够明智,就不需要用气候影响来换取电力系统的可靠性。我们只需要对解决旧问题的新方法持开放态度。


翻译:蒲天宁   审校:海带丝

 

原文链接:https://theconversation.com/crisis-what-crisis-how-smart-solar-can-protect-our-vulnerable-power-grids-72487

 


关于我

Lawrence McIntosh

Lawrence McIntosh 悉尼科技大学可持续未来研究所资深研究顾问Dani Alexander 悉尼科技大学可持续未来研究所助理研究员