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西门子:探究未来智能电网之路(组图)

2014-07-25 15:24
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  利用实验室的众多设备,研究小组可以复制出各种类型的小规模智能电网。譬如,柴油发电机可以扮演热电联产发电装置或生物质反应堆的角色。重要的是,波动型电能和常规电能的比例,与所要模拟的实际电网情况相对应。短短几年之内,这样的智能电网将变得非常普遍。这是因为,随着电网从波动型发电设施吸纳越来越多的电能,将需要借助智能控制系统来确保分布式供电设施之间实现完美的交互作用。不然的话,则会发生可能导致严重损害的断电事件。

  而这正是Nielebock想要防止的。现在,他正在模拟在强烈的日照下,光伏发电设备的逆变器生产了大量电能的情况。Nielebock解释道:“如果这导致电网中的电能过剩,结果将是电压和频率升高。我正在调节逆变器参数,以确保其有助于维持电网稳定,而不只是盲目地以最大输出功率工作。”尽管如此,如果发生断电,那么分布式供电设备,如电池和光伏发电装置,必须能够启动电网并恢复运行。

  听起来容易做起来难,因为所谓的“黑启动”要求将所有组件同步,实现同相运行,逐步将电网电压提高至预设值。必须均衡地将来自不同发电设施的电能输送给各个负载。Nielebock解释道:“如果内置控制器设置适当,那么逆变器可以利用电压和频率数据自动完成同步,从而确保稳定运行。”就像乐团中的各种乐器在指挥家的指挥下实现同步一样,逆变器在智能电网中确立了秩序——因此,柴油发电机生产的交流电能,与逆变器输出的电能,完全协调一致。

  像这样的研究以富于前瞻性的眼光,审视了在朝着可再生能源和分布式发电设施过渡的进程中,电网运营商将要面临的挑战。供电企业需要将不计其数的光伏发电设施、风电机组和生物质反应堆与常规电厂和蓄电装置等连接起来,以建立一个稳定的电网。为了确定这种系统的实际运行情况,自2011年起一直到2013年秋季,西门子在德国南部Allgau地区的一座拥有2500人口的Wildpoldsried镇,对当地电网进行了细致深入的研究。镇上的几乎每幢房屋都在屋顶安装了一个太阳能电池板。除这些太阳能发电装置之外,这座小镇的电力系统还包括了以生物质反应堆生产的燃气为燃料的热电联产装置,以及5台风电机组。总体来讲,现在Wildpoldsried镇的发电量是其耗电量的5倍以上。

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