JochenKreusel博士,ABB智能电网主管
记者:德国和欧洲其他国家正在经历能源转型浪潮,您如何看待能源转型中的智能电网技术?
Kreusel:智能电网一词,预示着电力系统整体自动化水平的发展。而在欧洲,未来更多的自动化技术将出现在那些目前自动化仍不足的地方特别是中低压电网、区域的配电网。
原因何在?能源转型带来的可再生能源发展,这意味着发电单元数量的迅速上升。屋顶光伏等民间发电单元在中低压直接并网,这部分电网对远距离遥控和监督的需求也就自然上升了。因此,在电力系统的历史上,我们首次面对着这样的挑战:要让绝大部分的电网都实现自动化。
考虑到以前电网的技术革新,比如高压输电的发展,往往由电网公司推动着技术革新,而如今要在区域和低压电网中推动技术革新,我们主要面对的是普通的消费者,他们难以负担自动化设备所要求的大量投资。因此,这部分的自动化技术发展,将需要大量积极的参与者提出解决方案。我认为,这一情况未来将会推动一次设备和二次设备结合的趋势,因为在低端配电网络,你不能继续将这两部份分而治之,而是要统合起来形成一体的智能化,而这种转变现在才刚刚开始。
记者:对电力系统而言,能源转型的挑战主要来自哪里?
Kreusel:德国的中低压电网目前面对着电压稳定性的挑战。可再生能源广泛在中低压并网,意味着客户现在需要安装有载电压调整器等设备,需要更新一次设备,也需要有强大的控制系统这颇有难度,原因是在制度机制建设之上,牵涉到纯技术之外的话题。
德国过去十年来积极地为可再生能源给予补贴,在能源转型的第一个阶段,只是简单地在系统里增加可再生能源,此时它们规模尚小,电网受影响不大;而在第二阶段,随着可再生能源比例上升,电力传输的容量和功率不足等问题在局部开始出现,但此时我们依然可以通过不同强化系统的手段来解决问题。到了现在和未来的第三阶段,可再生能源并网在一天不同时间出现,其发电量超过了基本负荷这种情况下,现有的系统将无法控制无功功率平衡问题。
德国目前的发电装机总量在30000MW来自150万个发电单元,忽然之间,你需要去协调调度150万个发电单元。如果他们能够一直并网发电,这还没什么问题;但当他们的发电超过系统所需用电量时,就必须进行调度。我们需要有效控制分布式发电,我们需要在可再生能源输出过剩时减少发电量。然而,目前根本没有技术和交流机制可以实现这一点,即使你可以减少可再生能源发电量,旋即面对另一个问题:怎么减?用什么样的排序去减?
我认为,这是个真正的挑战,这一挑战将定义智能电网。我们必须要有新的调度机制和市场机制,可以允许我们进行上述调度操作,并保证这些操作的公平性。这是一个尚未解决的重大问题,也是智能电网的真问题所在这不仅是技术挑战,更是系统和制度的挑战。在这一点上,电力系统也许可以向电信领域取经。
记者:如何理解您所说的制度挑战?
Kreusel:在传统的电力体系中,系统操作者(TSO)是潮流控制者,他们只需要和大型发电厂沟通,就可以进行调度。但是在能源转型中,TSO忽然间面对着成千上万的小型可再生能源并网者,调度者需要知道这些分散的并网者,他们的数量有多少,他们的地理位置在哪里但这在目前根本无法实现。因此目前而言,电力领域讨论最多的议题之一就是建立信息交流机制问题。
今天,我们尚可通过逐渐增加的人工调节干预调度,但这绝不该是未来的解决方式。未来最理想的状态应该是在强大的信息交流体系下,让可再生能源调度实现高度自动化,一旦有可再生能源新单元并网,系统操作者就能够得知,或者有渠道获取信息。这种情况并不是单凭技术就能解决的,还需要一个政治决策,去实现信息机制和技术储备。从这个意义上说,智能电网不仅是个技术挑战,还是个政治决策推动电力系统创新的挑战。这是前所未有的情况。