發布時間:2017-03-03作者:西門子(中國)有限公司
德國在可再生能源發電領域處于領先地位。在全球電力矩陣中,可再生能源發電也正在發揮日益重要的作用。盡管如此,專家仍在仔細考慮,哪種市場模式最適合能源轉型。不過,在這方面的一大技術挑戰,即平衡風電和太陽能發電所造成的電力波動,可能很快就會得以解決。研究項目Kombikraftwerk 2表明,即便上網電力全部來自可再生能源發電,德國的電網也能穩定運行。項目合作伙伴(包括西門子中央研究院)還指出,如果太陽能、風能與生物質發電廠能夠彼此連接,形成一個以智能方式控制的電廠,將有助于系統穩定。
除風能、太陽能、生物質能和地熱電廠外,水電站、抽水蓄能電站和電轉氣設施也是項目方案的重要組成部分。剩余電力用于電解,產生氫氣,而氫氣與從火力發電廠的廢氣中分離的二氧化碳結合,形成甲烷,然后送入公共燃氣管網。每當出現電力瓶頸,燃氣電廠即可利用這種甲烷來生產電力。根據天氣數據和用電數據,能夠極為詳細地模擬計算出一年中每小時的電力供需量,并確定如何在電網中傳輸電力。
電網頻率和電壓必須保持穩定,目的是防止停電。因此,電廠需要提供能夠應對這種情況的電力。為了在發生頻率和電壓變化的情況下保證電力儲備,風電機組葉片的設置要進行調整,以降低輸出功率,并且需要使用將電力送入電網的逆變器,對光伏電站發電量加以限制。模擬試驗和現場測試表明,由可再生能源、燃氣輪機和儲能系統組成的聯合電廠可在短短幾秒之內提供所需的電力。
西門子的專家們就如何更經濟地建設電解廠和沼氣電站進行了優化計算,并確定了電網的擴張幅度。此外,他們還計算出了每個瞬間和每個位置的電網電量,并通過與漢諾威大學的合作研究,得出所需的無功控制功率。這樣,他們能夠詳細描繪出如何在長達一年的時間內讓電網始終保持穩定。
除西門子外,為期三年的Kombikraftwerk 2項目合作伙伴還包括德國氣象服務局、Enercon公司、弗勞恩霍夫風能及能源系統技術(IWES)研究所、?kobit、漢諾威萊布尼茲大學、SMA太陽能技術公司、SolarWorld和德國可再生能源機構。
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