1. El diseño tradicional de la red eléctrica no es adecuado para el acceso a la energía distribuida a gran escala
Ejemplo
El diseño tradicional de la red eléctrica se basa principalmente en centrales eléctricas centralizadas que suministran electricidad a los usuarios, mientras que con la integración a gran escala de la generación distribuida (GD), como la energía solar fotovoltaica (PV), la energía eólica, etc., la red de distribución se ha transformado gradualmente de una red pasiva unidireccional a una red activa bidireccional. Este cambio dificulta que los métodos tradicionales de diseño y planificación de redes eléctricas satisfagan las nuevas demandas. Por ejemplo, en Shandong, Henan y otros lugares, debido a la rápida tasa de crecimiento de la capacidad instalada fotovoltaica distribuida, algunas redes eléctricas regionales han experimentado un fenómeno de sobrecarga intensa inversa, es decir, durante el período pico de generación de energía fotovoltaica, se envía un exceso de electricidad. desde el lado de bajo voltaje al lado de alto voltaje, lo que genera presión adicional a la red eléctrica.
2. La planificación de la red de distribución debe evolucionar hacia una planificación probabilística de escenarios múltiples
Ejemplo
Con la creciente proporción de nueva energía distribuida, la incertidumbre que enfrenta la red de distribución también ha aumentado considerablemente. Para manejar mejor estas incertidumbres y aleatoriedad, la planificación de la red de distribución debe pasar de una planificación determinista tradicional a una planificación probabilística que considere múltiples escenarios. Esto significa no sólo evaluar el rendimiento de la red eléctrica en condiciones estáticas, sino también simular la respuesta dinámica bajo diferentes condiciones climáticas, patrones de carga y otros factores. Por ejemplo, las Directrices para evaluar la capacidad de carga de fuentes de energía distribuidas conectadas a redes eléctricas definen varios criterios de clasificación para la capacidad de carga de las redes de distribución y requieren múltiples pruebas, como el cálculo de la estabilidad térmica y la verificación de la desviación de voltaje, para garantizar el funcionamiento seguro de las red eléctrica.
3. El sistema opera de manera compleja, lo que dificulta su adaptación a la construcción de nuevos sistemas eléctricos.
Ejemplo
La adición de nueva energía distribuida ha cambiado la estructura original del sistema eléctrico, haciendo que el funcionamiento del sistema sea más complejo. Especialmente en tasas de penetración altas, el modelo de programación tradicional "dinámica de carga de fuente" ya no es aplicable y es reemplazado por una "interacción de carga de fuente" más compleja. Esto requiere que la red eléctrica tenga una mayor flexibilidad para adaptarse a las condiciones de trabajo que cambian rápidamente. Por ejemplo, en algunas regiones, cuando se genera simultáneamente una gran cantidad de energía fotovoltaica distribuida, puede causar problemas como un alto voltaje de la red local o una frecuencia inestable, lo que afecta la estabilidad de todo el sistema.
4. Desafíos del control de voltaje y frecuencia
Ejemplo
Después de la integración de la energía fotovoltaica distribuida, especialmente durante los períodos de fuerte luz solar, la tensión al final de la red de distribución aumenta más allá del rango permitido, afectando así a la fiabilidad del suministro eléctrico y a la calidad de la energía eléctrica. Además, debido a la intermitencia y fluctuación de la salida de DG, también representa una amenaza para la estabilidad de frecuencia del sistema. Por lo tanto, la tecnología de inversor inteligente se usa ampliamente para mantener los niveles de voltaje ajustando la potencia de salida; Al mismo tiempo, es necesario adoptar estrategias avanzadas de control de voltaje, como dispositivos de compensación de potencia reactiva (RPC), para garantizar el funcionamiento normal de la red eléctrica.
5. Problemas de sobrecarga inversa y sobretensión en terminales
Ejemplo
El acceso fotovoltaico distribuido a menudo se concentra en áreas específicas, especialmente en áreas rurales o suburbanas de las ciudades, lo que puede conducir a importantes fenómenos de inversión de tendencia en el área: el exceso de electricidad durante el día regresará a la subestación de nivel superior a lo largo de la línea de alimentación. Si esta parte de la potencia supera la capacidad diseñada de la línea, provocará lo que se conoce como 'sobrecarga inversa'. Además, para los usuarios finales que están lejos de la fuente de energía, el voltaje que experimentan aumentará significativamente debido a la corriente adicional generada por el conjunto fotovoltaico, formando una "sobretensión terminal", lo que representa un riesgo potencial para la seguridad del equipo.
6. Dificultades en la previsión y programación de la carga.
Ejemplo
Uno de los principales problemas a los que nos enfrentamos actualmente es la dificultad para predecir, controlar y programar la nueva energía. La producción de fuentes de energía distribuida depende de condiciones naturales como la intensidad de la luz solar y la velocidad del viento, que son difíciles de predecir con precisión. Por lo tanto, los métodos de pronóstico de carga existentes no pueden capturar con precisión la contribución real de la GD, lo que a su vez afecta la eficiencia de programación general de la red eléctrica. Para abordar este problema, los investigadores están explorando el uso de tecnologías emergentes, como el análisis de big data y algoritmos de aprendizaje automático, para desarrollar modelos de predicción meteorológica y GD más precisos.
7. Modelo Económico y Apoyo Financiero
Ejemplo
El modelo de inversión y operación de los sistemas de energía distribuida aún no está maduro y carece de apoyo financiero estable a largo plazo y mecanismos de retorno. Por un lado, el costo inicial de construcción es relativamente alto, incluida la compra de equipos, la instalación y puesta en servicio, y los costos de mantenimiento posteriores; Por otro lado, debido a los cambios en las políticas y regulaciones y al rápido ritmo del progreso tecnológico, los inversores enfrentan importantes riesgos de mercado. El gobierno debe introducir políticas relevantes para alentar la entrada del capital social en este campo y establecer un sistema de distribución de ingresos razonable para garantizar el desarrollo sostenible de los proyectos.
8. Tecnología de gestión y seguimiento.
Ejemplo
La tecnología para gestionar y monitorear sistemas de energía distribuida a gran escala aún no está lo suficientemente madura. Con cada vez más pequeñas unidades de generación de energía conectadas a la red, cómo recopilar datos de manera efectiva, monitorear el estado en tiempo real y responder de manera oportuna se ha convertido en un problema urgente que debe resolverse. En la actualidad, aunque ha habido algunos intentos iniciales, como implementar el control remoto basado en plataformas de Internet de las cosas (IoT), en general todavía está en sus inicios. En el futuro, se necesitará más investigación y desarrollo de tecnologías y herramientas relevantes para mejorar la eficiencia operativa y la seguridad del sistema.
9. Normas técnicas e interoperabilidad
Ejemplo
En la actualidad, no existe un estándar unificado para el acceso a la energía distribuida en la industria y existen problemas de compatibilidad entre productos de diferentes fabricantes. Esto significa que incluso dentro de un mismo país puede haber inconsistencias en las interfaces, lo que aumenta la dificultad de la implementación del proyecto. Por lo tanto, es necesario desarrollar un conjunto completo de estándares nacionales e incluso internacionales para estandarizar el proceso de acceso a la DG y los parámetros técnicos, y promover una integración perfecta entre varios componentes.
