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利用聚光太阳能发电提高电网的频率稳定性

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利用聚光太阳能发电提高电网的频率稳定性

发布日期:2018-12-13 作者:客服 点击:

  近日,美国国家可再生能源实验室(NREL)称,NREL和通用电气(GE)正联手解决对于电力行业来说相对较新的问题。五年前,大多数人无法想象光伏和风能等可变发电再生能源在电网中的广泛普及。但是现在,这个场景正在成为现实,因此维护电网稳定性的主题非常重要。

  

  前NREL研究员卡拉克拉克最近与通用电气能源咨询公司的尼古拉斯?米勒和斯洛博丹?帕基奇合作发表了一项名为《聚光太阳能热发电对电网可靠性的影响》的研究报告。

  

  “他们瞄准的整体问题是:随着内蒙古太阳能发电和风能可变发电技术的普及,电网的可靠性和稳定性是否会受到负面影响。”NREL首席能源分析师保罗?丹霍尔姆表示:“电网稳定性的一个要素是在严格的系统公差范围内保持频率。光伏发电机和风能发电机是‘非同步’或基于逆变器的技术,它们不像传统的热力发电机和水力发电机那样提供传统的惯性和主频率响应。这种差异会降低电网阻止由大型偶发事件引起的频率变化的能力。”

  

内蒙古太阳能发电


  NREL/GE的研究模拟了北美西部互联系统每年约33%的太阳能和风能需求,可变发电在该系统的瞬时普及率高达60%左右。该系统的历史峰值需求约为152吉瓦,服务约8000万人。

  

  研究人员利用行业标准的正序电流模型(Positive Sequence Load Flow)探索了当大型发电机出现故障时对频率的影响。基本情况是只检查了非同步光伏和风能。第二种情况是利用聚光太阳能发电(CSP)替换了部分光伏,并检查了CSP提供频率响应服务的能力。在第三种情况下,将调节器添加到CSP,调节器是一种允许发电机直接和自动响应频率的设备。

  

  显示了2750兆瓦Palo Verde发电机损耗的三种情况,这是规划北美西部互联系统突发事件的设计基础。

  

  绿色迹线,假设没有CSP,最大的频率下降——接近59.5赫兹,在这一点上低频减载或停电将发生。

  

  红色迹线对应于利用CSP取代大约10吉瓦光伏 。在这种情况下,CSP装置是联机的,并提供惯性,但不提供调节器(或主频率)响应。频率下降的速度减慢了,但是益处非常小,无法恢复频率。

  

  蓝色迹线参与CSP调节器,从而增加频率最低点(图中凹处最低点)和沉降频率(曲线向右移动的值)。

  

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