美國超導概念股四業(yè)務發(fā)展總監(jiān)Perry Schugart先生

現(xiàn)狀

中國是全球最大的光伏組件生產(chǎn)國，盡管所生產(chǎn)的光伏組件主要出口國外，但光伏并網(wǎng)問題成為近期市場討論的重點。2009年中國出臺了一系列的關于發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的政策和補貼方案，包括光伏廠開發(fā)的公開招標要求，太陽能屋頂計劃，金太陽計劃等。這些新的規(guī)定都是為了更好的發(fā)展大規(guī)模光伏廠和城市光伏屋頂系統(tǒng)。

中國設定了可再生能源目標

中國政府認識到，如果要完成可再生能源目標，必須解決并網(wǎng)問題。中國可再生能源法和可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃都明確列出2020年中國太陽能發(fā)展目標是20吉瓦。中國政府為了推廣可再生能源發(fā)展，已經(jīng)開始出臺新的規(guī)定，包括擴大可再生能源的上網(wǎng)規(guī)定；開發(fā)先進的技術，如智能電網(wǎng)；建立每年的可再生能源消費目標基準和相關的執(zhí)行計劃；政府建立基金支持可再生能能源技術的研發(fā)。

絕佳的時間

目前中國正在計劃大力發(fā)展太陽能和其他的可再生能源，特別是現(xiàn)有的并網(wǎng)解決方案進一步加快了可再生能源的聯(lián)網(wǎng)與消費。美國超導公司新推出的并網(wǎng)技術可以解決中國電網(wǎng)目前面臨的幾個主要問題，比如由能源需求和發(fā)電之間的不平衡引起的頻率和電壓偏移。

現(xiàn)代化的，可靠的并網(wǎng)方案完全不同于中國和其他國家配置的傳統(tǒng)設備，下面將進一步介紹美國超導公司推出的現(xiàn)代魯棒性并網(wǎng)解決方案SolarTie™ 并網(wǎng)技術系統(tǒng)。目前中國使用的大多數(shù)逆變器都是有限的商業(yè)和工業(yè)應用單機，對大規(guī)模的光伏電廠來說，類似設備缺少所要求的技術特性和詳細說明。這類型的逆變器一般都是安裝在室內(nèi)，缺少魯棒性，而且在需要支持電壓和無功時，不能保證可再生能源不脫網(wǎng)，而且不能支持電網(wǎng)或提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。光伏廠業(yè)主在面臨損失的同時，用戶可能面臨電網(wǎng)質(zhì)量問題或斷電。另外，業(yè)主可能會因為不向電網(wǎng)輸電或沒有輸送足夠的合同規(guī)定的電力而面臨罰款。

中國已經(jīng)公布了其發(fā)展新能源的目標，而且并網(wǎng)規(guī)定也在進一步更新。我們可以看到市場上出現(xiàn)了更新更先進的技術。中國官方已經(jīng)發(fā)布了省級光伏電廠并網(wǎng)技術規(guī)范，其中對電廠電力控制、功率因數(shù)范圍和電壓調(diào)節(jié)都做了詳細的規(guī)定，包括規(guī)定在系統(tǒng)發(fā)生擾動時要求有動態(tài)無功補償，在電網(wǎng)發(fā)生波動，如低電壓穿越和頻率擾亂時，有足夠的容量承受這些波動。大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)電廠的并網(wǎng)對電網(wǎng)穩(wěn)定性造成威脅一直是阻礙可再生能源發(fā)展的一個主要因素，所以這些并網(wǎng)規(guī)范對規(guī)劃中就顯得很重要。相關的解決方案，如美國超導公司的SolarTie的魯棒性性能都非常好，足以滿足各個并網(wǎng)標準。

最先進的技術是什么？
可再生能源并網(wǎng)在并網(wǎng)標準中得到了全面正確的詮釋，對于選擇安裝何種設備，何種控制系統(tǒng)都具有參考作用。電網(wǎng)管理支持、無功補償和穩(wěn)定并網(wǎng)也是電力公司對太陽能發(fā)電廠的要求。另外大規(guī)模太陽能發(fā)電廠開發(fā)商必須滿足電力公司的并網(wǎng)要求，并且還要考慮平衡電力以達到成本最經(jīng)濟。

從運營角度看，在電網(wǎng)發(fā)生擾動時能夠積極支持電網(wǎng)的太陽能電廠是最佳選擇。當擾動發(fā)生時，這些太陽能發(fā)電廠可以幫助電網(wǎng)恢復，并且在最需要的時候保持聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)。這樣的方案需要配置動態(tài)無功補償方案，比如美國超導公司的D-VAR® 系統(tǒng)。D-VAR 的現(xiàn)代型號容易配置，專為電廠設計，功率因素平衡，反應速度快，而且在發(fā)生發(fā)生突然故障，如低落、浪涌、頻移、瞬時高低電壓情況時，可以積極地支持電網(wǎng)。

全球最尖端的解決方案都再采用逆變器和無功原件，通過使用”智能電網(wǎng)”接口在并網(wǎng)點提供精確地調(diào)節(jié)。無功/有功功率的的配送和額外的控制可以管理附屬的投切電容器或者電控器，如果需要，可以應用到個寬泛的電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)中。


市場現(xiàn)狀

美國超導公司是目前全球提供最多可再生能源并網(wǎng)解決方案的企業(yè)。全球10%的風力發(fā)電廠是美國超導公司的并網(wǎng)解決方案支持的。全球70多個風電場配置了美國超導公司的D-VAR 解決方案以滿足當?shù)氐牟⒕W(wǎng)要求。

美國超導公司的D-VAR無功補償 解決方案符合可再生能源并網(wǎng)的事實標準。該技術先進的電力電子解決方案可以為交流電網(wǎng)提供動態(tài)電壓控制，功率因數(shù)調(diào)節(jié)，事件后無功補償以穩(wěn)定電網(wǎng)，并防止電壓跌落等事件發(fā)生。美國超導公司的D-VAR解決方案也進一步提高了可再生能源發(fā)電廠，如風場的整體效益。這些智能電網(wǎng)解決方案可以檢測到并通過動態(tài)地向電網(wǎng)注入超前和滯后的無功來瞬時補償電壓擾動。

美國超導公司在中國可再生能源市場上的經(jīng)驗使其獨樹一幟。美國超導公司在中國的員工就超過了250人，組要從事銷售、應用支持、工程、生產(chǎn)、服務登工作以更好地服務客戶。公司的風機變流器在市場上得到了廣泛的應用。最近安裝國家電網(wǎng)的D-VAR系統(tǒng)主要用于解決風場并網(wǎng)問題，安裝在南方電網(wǎng)元謀220千伏變電站的D-VAR主要用于改進電網(wǎng)質(zhì)量。

太陽能具體的解決方案
充分利用太陽能發(fā)電要求廣泛的應用解決方案，比如單獨太陽能發(fā)電廠的逆變系統(tǒng)通過注入或吸收無功來保證發(fā)電廠不脫網(wǎng)以支持和穩(wěn)定電網(wǎng)電壓。所以，功率因數(shù)的真穩(wěn)定控制和動態(tài)控制是并網(wǎng)系統(tǒng)特殊目的的標志性活動。在大多數(shù)可取的解決方案中，“智能電網(wǎng)”接口可以回應外部命令設置并網(wǎng)點的功率因數(shù)。這樣的接口可以控制單獨發(fā)電廠逆變器的功率因數(shù)，并命令額外的無功功率裝備。如果安裝的是系統(tǒng)的一部分，可以實現(xiàn)所要求的穩(wěn)態(tài)控制目標。瞬時電壓控制可以在半周波內(nèi)檢測到不能給回應電網(wǎng)的擾動，這可以在并網(wǎng)點實現(xiàn)。有了這樣的解決方案，并網(wǎng)點的變動可以通過無功支持得到補償，并控制并網(wǎng)點的電壓到規(guī)定的范圍，并最大化發(fā)電收入。

和風力發(fā)電廠一樣，太陽能發(fā)電廠也要求無功補償。為了滿足嚴格的并網(wǎng)標準，美國超導公司專為大規(guī)模光伏發(fā)電廠設計了并網(wǎng)解決方案SolarTie系統(tǒng)。這是一種魯棒式的并網(wǎng)解決方案可以最大化發(fā)電廠效率并最小化運營成本。另外，SolarTie的環(huán)境魯棒性和可靠性允許開發(fā)商和運營商在前期后后期維護的成本得到進一步的降低。SolarTie結(jié)合了美國超導公司PowerModule 功率變流器和D-VAR 無功補償?shù)募夹g，使其成為光伏發(fā)電廠開發(fā)商可選的第一個全優(yōu)化的并網(wǎng)解決方案。該系統(tǒng)是唯一一個可以在半周波內(nèi)（少于16毫秒）檢測到并處理掉電網(wǎng)擾動的設備，使得太陽能發(fā)電廠可以完全滿足并網(wǎng)要求。SolarTie 逆變器把直流逆變到交流是最優(yōu)化的解決方案，可以完全在系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)動態(tài)無功補償和電壓穩(wěn)定。這樣的系統(tǒng)免去了開發(fā)商購買其他額外的昂貴的設備。

近期趨勢

風電和太陽能在能源中的比例會逐漸增加，因為這些資源的重要性鑄件加強，系統(tǒng)運用上的目標是安裝相似的無功和電壓支持設備，并不影響現(xiàn)有設備。大規(guī)?？稍偕茉窗l(fā)電廠的動態(tài)無功補償能力被認為是必須的?？傮w而言，希望太陽能業(yè)會和風電一樣，采用相似的技術和績效標準。

另外，和風電標準一樣，太陽能發(fā)電廠應該也有相應標準出臺，因為電力市場趨向于提高太陽能的應用。也就是說，會有嚴格的類似風電并網(wǎng)標準的太陽能并網(wǎng)標準出臺，要求低電壓穿越啊，穩(wěn)定性，電壓支持，變化控制等要求。有遠見的太陽能發(fā)電廠開發(fā)商應該在設計階段和設備選擇階段就開始考慮這些要求以滿足現(xiàn)有的和將來的并網(wǎng)的要求。