高成本效益分布式可再生能源并网方法.pdfVIP

Research Smart Grid—Article 高成本效益的分布式可再生能源并网方法 1 2 2 1 2 *, Enno Wieben Till Luhmann , Riccardo Treydel, Michael Stadler, Thomas Kumm 摘要：本文介绍了一种配电网容量管理的具体方法。经模拟发 值的情况发生。但是，如果没有其他选择来防止电网基 现，通过将每台发电机的全年发电量削减最多 5 %，可使配电 础设施受到危害，电网运营商只能把通过馈入管理来削 网的并网容量翻倍。本文同时还介绍了为验证此方法而在德国 减RES作为最后的手段。一旦采取这种措施，电网运营 北部的农村配电网进行的现场测试的设置和初步结果。 商将立即被法律强制扩建受削减影响地区的电网基础设 施(见参考文献[1]第12节) 。在德国进行“能源转型”( 向 关键词：电网容量管理，5 % 法，可再生能源，电力分配网 RES转化) 的早期，这是一项推动全国快速累积RES发电 容量的恰当措施。然而如上所述，现在越来越多的配电 1 引言 网结构的利用率并不尽如人意。 到2025年，德国安装的RES风能和光伏(PV)发电容 为应对全球气候变化的挑战，德国联邦政府发布了 量预计会比2013年提高187 %；到2035年，该发电容量预 未来利用混合能源发电的目标。到2050年，德国可再生 计会比2013年提高236 % 。这些数据来源于德国2025年 能源(RES)的发电量应占到总发电量的80 %。其他各国 电网发展计划下的主要扩展方案[2]。基于上述制度背景， 也为RES 的建设制定了长远目标。因此，这些国家的配 只要未来采用传统的电网扩张措施，就需要大量的电网 电网的利用将越来越多地取决于分布式RES 的馈入。但 建设投资来支持RES并网。这就需要对细化有效功率削 是，传统的电网结构在设计上尚无法应对具有非连续馈 减的方法(如本文提出的5 %法)开展调查。 入特性的分布式能源的大规模接入，如风力发电厂和太 EWE NETZ是德国西北部的一家配电系统运营商 阳能发电厂。 (DSO)，其经营的区域电网配有180个高压/ 中压变压器和 德国当前的电网系统设计是按照最坏的情况进行的： 18 000个高压/低压变压器，电网线路全长为81 000 km， 电网的设计尺寸可支持最大负载。因此，由于风能发电 接入客户约为800 000个，最大消耗负荷为2.2 GW 。电 厂和太阳能发电厂的间歇性馈入，电网容量利用率达到 网中已接入了2900 台风力发电机 (装机发电容量峰值为 100 %的情况在一年内仅出现几个小时，即偶尔会发生在 4.6 GW) 、57 000 台光伏发电机 (装机发电容量峰值为 有阳光或暴风雨的周末，当低功耗与风能和太阳能的随 1.5 GW) 和1500台生物质发电机 (装机发电容量峰值为 机高产同时出现时。 0.6 GW) 。这些数字在未来还会继续增长。对于EWE 依据德国当前法令[1]，配电网须投入运转以吸收 NETZ运营的电网，到2020年，平均RES发电量预计会达 RES产生的电能。在现有的电网基础设施和操作程序的 到年用电量的150 %。EWE NETZ会一直进行电网扩建， 限定范围内，这种操作会