1. Традиційна конструкція електромережі не підходить для великомасштабного розподіленого доступу до енергії
приклад
Традиційна конструкція електромережі в основному базується на централізованих електростанціях, які постачають електроенергію користувачам, тоді як завдяки широкомасштабній інтеграції розподіленої генерації (РГ), наприклад сонячної фотоелектричної (PV), енергії вітру тощо, розподільна мережа поступово трансформувалася з однонаправлену пасивну мережу на двонаправлену активну мережу. Ця зміна ускладнює виконання традиційних методів проектування електромереж і планування нових вимог. Наприклад, у Шаньдуні, Хенані та інших місцях через швидке зростання розподіленої фотоелектричної встановленої потужності деякі регіональні електромережі зазнали явища зворотного сильного перевантаження, тобто під час пікового періоду виробництва фотоелектричної енергії надсилається надмірна кількість електроенергії. повертається зі сторони низької напруги на сторону високої напруги, що створює додатковий тиск на електромережу.
2. Планування розподільної мережі має перейти до імовірнісного планування за кількома сценаріями
приклад
Зі збільшенням частки розподіленої нової енергії невизначеність, з якою стикається розподільна мережа, також значно зросла. Щоб краще впоратися з цією невизначеністю та випадковістю, планування розподільної мережі має перейти від традиційного детермінованого планування до імовірнісного планування, яке враховує кілька сценаріїв. Це означає не лише оцінку ефективності електромережі в статичних умовах, але й моделювання динамічної реакції за різних погодних умов, моделей навантаження та інших факторів. Наприклад, Рекомендації щодо оцінки пропускної спроможності розподілених джерел електроенергії, підключених до електромереж, визначають різні рейтингові критерії для пропускної спроможності розподільних мереж і вимагають проведення кількох випробувань, таких як розрахунок термічної стабільності та перевірка відхилення напруги, щоб забезпечити безпечну роботу електромережі.
3. Система працює складно, що ускладнює її адаптацію до побудови нових енергосистем
приклад
Додавання нової розподіленої енергії змінило початкову структуру енергосистеми, зробивши роботу системи більш складною. Особливо при високих рівнях проникнення традиційна модель планування «динамічного навантаження джерела» більше не застосовується, і її замінює більш складна «взаємодія навантаження джерела». Це вимагає від електромережі більшої гнучкості для адаптації до умов роботи, що швидко змінюються. Наприклад, у деяких регіонах, коли велика кількість розподілених фотоелектричних елементів генерується одночасно, це може спричинити такі проблеми, як висока локальна напруга мережі або нестабільна частота, що впливає на стабільність усієї системи.
4. Проблеми регулювання напруги та частоти
приклад
Після інтеграції розподільної фотоелектричної системи, особливо в періоди сильного сонячного світла, напруга в кінці розподільної мережі зростає за межі допустимого діапазону, тим самим впливаючи на надійність електропостачання та якість електроенергії. Крім того, через переривчастість і коливання вихідного сигналу DG це також становить загрозу стабільності частоти системи. Тому інтелектуальна інверторна технологія широко використовується для підтримки рівня напруги шляхом регулювання вихідної потужності; У той же час для забезпечення нормальної роботи електромережі необхідно застосувати передові стратегії контролю напруги, такі як пристрої компенсації реактивної потужності (RPC).
5. Проблеми зворотного перевантаження та перенапруги на клемах
приклад
Розподілений фотоелектричний доступ часто зосереджений у певних районах, особливо в сільській місцевості чи приміських районах міст, що може призвести до значних явищ розвороту тренду в цьому районі – надлишок електроенергії протягом дня повертатиметься до підстанції вищого рівня вздовж фідерної лінії. Якщо ця частина потужності перевищує проектну потужність лінії, це спричинить так зване «зворотне перевантаження». Крім того, для кінцевих користувачів, які знаходяться далеко від джерела живлення, напруга, яку вони відчувають, значно зросте через додатковий струм, що генерується фотоелектричною матрицею, утворюючи «перенапругу на клемі», що створює потенційний ризик для безпеки обладнання.
6. Труднощі в прогнозуванні та плануванні навантаження
приклад
Однією з головних проблем, з якими зараз стикаються, є складність прогнозування, контролю та планування нової енергії. Потужність розподілених джерел енергії залежить від природних умов, таких як інтенсивність сонячного світла та швидкість вітру, які важко точно передбачити. Таким чином, існуючі методи прогнозування навантаження не можуть точно відобразити фактичний внесок DG, що, у свою чергу, впливає на загальну ефективність планування електромережі. Щоб вирішити цю проблему, дослідники вивчають використання нових технологій, таких як аналіз великих даних і алгоритми машинного навчання, щоб розробити більш точні моделі DG і прогнозування погоди.
7. Економічна модель та фінансове забезпечення
приклад
Модель інвестицій та експлуатації розподілених енергетичних систем ще не є зрілою, їй бракує довгострокової стабільної фінансової підтримки та механізмів повернення. З одного боку, початкова вартість будівництва є відносно високою, включаючи закупівлю обладнання, монтаж і введення в експлуатацію та подальші витрати на технічне обслуговування; З іншого боку, через зміни в політиці та нормах, а також швидкі темпи технологічного прогресу інвестори стикаються зі значними ринковими ризиками. Уряд має запровадити відповідну політику для заохочення соціального капіталу до цієї сфери та встановити розумну систему розподілу доходу для забезпечення сталого розвитку проектів.
8. Технологія управління та моніторингу
приклад
Технологія управління та моніторингу великомасштабних розподілених енергетичних систем ще недостатньо зріла. Зі збільшенням кількості невеликих генеруючих установок, підключених до мережі, питання ефективного збору даних, моніторингу стану в режимі реального часу та своєчасного реагування стало актуальною проблемою, яку потрібно вирішити. Наразі, хоча й були деякі початкові спроби, такі як реалізація дистанційного керування на основі платформ Інтернету речей (IoT), загалом це все ще в зародковому стані. У майбутньому необхідні подальші дослідження та розробка відповідних технологій та інструментів для підвищення ефективності роботи та безпеки системи.
9. Технічні стандарти та сумісність
приклад
Наразі в промисловості немає єдиного стандарту для розподіленого доступу до енергії, і існують проблеми сумісності між продуктами різних виробників. Це означає, що навіть в межах однієї країни можуть бути невідповідності в інтерфейсах, що ускладнює реалізацію проекту. Тому необхідно розробити повний набір національних і навіть міжнародних стандартів для стандартизації процесу доступу до DG і технічних параметрів, а також сприяти бездоганній інтеграції між різними компонентами.
