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為了幫助受限電網(wǎng)融入越來越多的太陽能發(fā)電項目，新的技術(shù)正在涌現(xiàn)。這里我們探討了三個通過技術(shù)助力電網(wǎng)更快脫碳的案例。
在澳大利亞、西班牙和英國等國家，由于老化的基礎(chǔ)設(shè)施難以跟上多樣化的、分布式發(fā)電的步伐，并網(wǎng)延誤導(dǎo)致太陽能的投資和開發(fā)面臨挑戰(zhàn)。
人們正在開發(fā)一些新技術(shù)來緩解并網(wǎng)問題，其中包括Point of Connection Mast并網(wǎng)解決方案（POC-MAST），可再生能源區(qū)和變電站新戰(zhàn)略。
POC-MAST如何使太陽能電站并入電網(wǎng)
作者：Martin Buckland，F(xiàn)reedom Professional Services總經(jīng)理
電網(wǎng)運營商正在努力與蓬勃發(fā)展的可再生能源行業(yè)一起擴(kuò)張，因而對于太陽能開發(fā)商來說，將它們的項目并入配電網(wǎng)構(gòu)成了一項挑戰(zhàn)。為了緩解這一問題，許多人正尋找用于替代傳統(tǒng)并網(wǎng)方式的創(chuàng)新技術(shù)，通常來說，傳統(tǒng)并網(wǎng)方式非常昂貴。
Point of Connection Mast（POC-MAST）是一種可以令發(fā)電或負(fù)荷項目的并網(wǎng)流程更快、更安全、更具成本效益的革命性解決方案。POC-MAST適用于連接高達(dá)132kV的架空線路，既可以連接張力塔，也可以連接懸掛塔。它正在徹底變革新項目并網(wǎng)的方式。
POC-MAST最初是由NG Bailey集團(tuán)旗下Freedom公司開發(fā)的。對于不可使用傳統(tǒng)并網(wǎng)方式的可再生能源項目來說，POC-MAST可被視為一種定制解決方案。這種解決方案克服了與傳統(tǒng)并網(wǎng)方式相關(guān)的多種常見障礙，為開發(fā)商和配電網(wǎng)運營商帶來了多重利益。
英國的配電網(wǎng)運營商有義務(wù)為新客戶盡快提供并網(wǎng)服務(wù)，此外，它們還必須在提供及時服務(wù)和確保對現(xiàn)有客戶的最小干擾之間取得平衡。由于新的并網(wǎng)業(yè)務(wù)會造成嚴(yán)重干擾，這些項目通常只能在英國的夏季進(jìn)行，因為此時對電網(wǎng)的需求較低。此外，客戶需要的并網(wǎng)時間越長，在等待項目并網(wǎng)期間，客戶損失的潛在收入就越多。
配電網(wǎng)運營商發(fā)現(xiàn)，并網(wǎng)申請從每年的幾個急劇增加到每月的幾十個，這給它們帶來了更頻繁、更快速并網(wǎng)的壓力。
POC-MAST旨在滿足發(fā)電、負(fù)載和電池儲能市場技術(shù)進(jìn)步的要求，與傳統(tǒng)并網(wǎng)方式相比，它的一個關(guān)鍵優(yōu)勢在于無需將電纜拉回最近的變電站或建設(shè)新的架空線塔，這反過來加快了整個并網(wǎng)流程。
POC-MAST是在地面上組裝的，在并網(wǎng)新項目時不需建造新塔和臨時分流塔。由于大部分工作是在地面上進(jìn)行的，因此不存在高空作業(yè)的安全風(fēng)險。電網(wǎng)需要斷電的次數(shù)以及與POC-MAST相關(guān)的施工范圍的縮小節(jié)省了時間、降低了成本，并將健康和安全風(fēng)險降至最低——所有這些都對并網(wǎng)方案是否可行產(chǎn)生了積極影響。
這一產(chǎn)品還可以將新并網(wǎng)項目對環(huán)境的影響降至最低。螺釘錨固地基不需要深挖作業(yè)，一個項目可以節(jié)省高達(dá)30噸的混凝土。
首個POC-MAST項目安裝在英國的一個新太陽能電站中，這一電站需要并入配電網(wǎng)運營商、英國電網(wǎng)公司業(yè)務(wù)區(qū)的一個33kV架空線塔，這一區(qū)域包括英格蘭東南部、東部和倫敦。該架空線塔建于20世紀(jì)40年代，由于線塔構(gòu)造不同尋常，對塔的現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造會帶來問題。
POC-MAST技術(shù)解決方案可并入132kV架空路線
在對現(xiàn)有塔架進(jìn)行了詳細(xì)研究后，首個應(yīng)用POC-MAST的項目啟動投產(chǎn)。POC-MAST是一種安全、經(jīng)濟(jì)的解決方案。雖然這是第一次使用這種解決方案，但設(shè)計和安裝都根據(jù)預(yù)算按時安全交付。
最近，F(xiàn)reedom為蘇格蘭和南部電網(wǎng)公司（SSEN）的70MW太陽能電站采用了POC-MAST方案。這一太陽能電站位于Wiltshire的 Lyneham，占地面積213英畝，由SSEN與英國國防部共同開發(fā)。由于毗鄰一片古樹林，電站位置構(gòu)成了數(shù)項挑戰(zhàn)。最初，永久并網(wǎng)需要安裝一個新塔架，改變一條架空線路并拆除部分林地，而采用POC-MAST方案可以實現(xiàn)與現(xiàn)有塔架的直接連接，無需破壞周圍林地。
環(huán)形連接所需的兩個POC-MAST分別在短短6分鐘內(nèi)吊裝到位，整個安裝流程用了10個工作日。與此相比，建設(shè)新塔架和分流需要更長的時間，兩條線路要多次停電，而且成本會高出許多。
POC-MAST也已經(jīng)在其他項目中使用并取得了巨大成功。反饋是積極的，設(shè)計解決方案可以實現(xiàn)可再生能源的靈活并網(wǎng)。使用相對較輕的結(jié)構(gòu)可以讓發(fā)電機靈活并網(wǎng)，與使用現(xiàn)有并網(wǎng)解決方案相比，所需時間只有前者很少的一部分，這無疑有助于配電網(wǎng)運營商優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施使用。
新南威爾士州可再生能源區(qū)有助于克服電網(wǎng)擁堵挑戰(zhàn)
作者：新南威爾士州政府規(guī)劃、工業(yè)和環(huán)境部的一名發(fā)言人
未來十年，新南威爾士州的能源行業(yè)將以前所未有的規(guī)模發(fā)生變革?？稍偕茉磪^(qū)可以將可再生能源與儲能和電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合起來，向家庭和企業(yè)提供廉價、清潔、可靠的電力。
鑒于可再生能源成本的急劇下降，儲能領(lǐng)域取得的進(jìn)展，以及新南威爾士州地區(qū)擁有的豐富可再生能源，可再生能源區(qū)已成為取代即將退役的燃煤電站的最佳選擇之一。通過在同一地點連接多個可再生能源發(fā)電機和儲能，可再生能源區(qū)發(fā)揮了規(guī)模經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢，以較低的成本解鎖了新能源潛力。
新南威爾士州政府及其新的法定機構(gòu)——新南威爾士州能源公司正在協(xié)調(diào)Orana中西部、新英格蘭、西南、Hunter中海岸和Illawarra地區(qū)五個可再生能源區(qū)的開發(fā)。
現(xiàn)在就采取行動至關(guān)重要，從2023年開始，該州五座燃煤發(fā)電站中的四座預(yù)計會在未來15年退役。這些電站目前提供了該州約四分之三的年發(fā)電量。如果它們在關(guān)閉前沒有被取代，消費者將面臨大幅漲價。
為了使新的發(fā)電設(shè)備并入電網(wǎng)，還必須緊急升級電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。人們花了30年時間來規(guī)劃和建設(shè)現(xiàn)有發(fā)電和輸電設(shè)施，現(xiàn)在，必須在一半的時間內(nèi)取代這些設(shè)施。每個可再生能源區(qū)預(yù)計需要十年時間建設(shè)，每個抽水蓄能項目預(yù)計需要八年時間開發(fā)。
作為交付這些可再生能源區(qū)的核心，一個協(xié)調(diào)一致、提前規(guī)劃的方法會有助于解決目前阻礙新南威爾士州投資的兩項主要挑戰(zhàn)，釋放支持這種能源轉(zhuǎn)型所需的私人投資的規(guī)模。
第一個挑戰(zhàn)是電網(wǎng)容量不足。新南威爾士州的許多潛在可再生資源都位于該州電網(wǎng)容量較低的地區(qū)，這使投資者難以承諾建設(shè)新的發(fā)電和儲能項目。同時，為了連接新的發(fā)電和儲能項目，需要升級電網(wǎng)。但是，除非這些項目已經(jīng)獲得了建設(shè)承諾，否則電網(wǎng)公司不能確定它們可以收回電網(wǎng)升級的全部成本。
為了解決這一 "雞與蛋 "的問題，新南威爾士州政府的電力基礎(chǔ)設(shè)施路線圖引入了電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)授權(quán)條款，同時確保電力消費者只用支付這些升級的有效成本。
為了對電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)?；母咝顿Y，擬議改革將建立一個專設(shè)制度——傳輸效率測試制度，這類似于傳輸?shù)谋O(jiān)管投資測試（RIT-T）和國家電力規(guī)定中對可再生能源區(qū)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施項目的成本回收條款。
路線圖要解決的第二個投資挑戰(zhàn)是，目前進(jìn)入電網(wǎng)的方式?jīng)]有為鼓勵投資發(fā)揮協(xié)調(diào)控制作用。這意味著隨著更多項目并入電網(wǎng)，早期先行者的項目最終可能會被削減或遭遇擁堵。這種 "搭便車 "的風(fēng)險對升級電網(wǎng)的投資產(chǎn)生了抑制作用，增加了前期資本成本。
為了解決這個問題，路線圖會提供準(zhǔn)入計劃，用于管理可以連接到可再生能源區(qū)特定電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)電和儲能項目，此外還有管理這一基礎(chǔ)設(shè)施的使用。
根據(jù)建議，按照準(zhǔn)入計劃，可再生能源區(qū)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的準(zhǔn)入將通過競爭流程展開。內(nèi)容包括發(fā)電和儲能項目并網(wǎng)以優(yōu)化可再生能源區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施使用，確保最大限度的減少基礎(chǔ)設(shè)施對當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的影響，并為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)創(chuàng)造利益。
發(fā)電商將支付并入可再生能源區(qū)的準(zhǔn)入費用，其中包括了支持社區(qū)和就業(yè)舉措的內(nèi)容。
新南威爾士州能源公司也在調(diào)研潛在的創(chuàng)新電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施解決方案，例如技術(shù)解決方案。這些解決方案可以通過提升輸出容量、補充電網(wǎng)擴(kuò)容、提高電網(wǎng)靈活性或提供額外系統(tǒng)強度來優(yōu)化可再生能源區(qū)性能。
對于每一個可再生能源區(qū)來說，我們都遵循一個全面的、以參與為主導(dǎo)、基于證據(jù)的流程。
我們確?？稍偕茉磪^(qū)會獲得社區(qū)和行業(yè)的支持，成為澳大利亞能源市場運營商綜合系統(tǒng)計劃、其他新南威爾士州可再生能源區(qū)和更廣泛的路線圖目標(biāo)的補充。
每個可再生能源區(qū)的開發(fā)方式不同，反映的是每個地區(qū)獨特的機遇和挑戰(zhàn)。雖然如此，對于所有利益相關(guān)方和社區(qū)來說，新南威爾士州能源公司將遵循早期參與、公開參與的原則。
盡管挑戰(zhàn)的規(guī)模巨大，但我們已取得了重大進(jìn)展。
最近，為中西部Orana 可再生能源區(qū)以及新英格蘭可再生能源區(qū)開展的行業(yè)利益登記流程得到了投資者的熱烈響應(yīng)，擬議項目總量分別為每個可再生能源區(qū)規(guī)劃電網(wǎng)容量的9倍和4倍。
改革已經(jīng)開始，我們正在實現(xiàn)我們的最終目標(biāo)——2030年，新南威爾士州將享有全球最便宜、最可靠和最清潔的能源。
開發(fā)區(qū)域 "中心 "以解決基礎(chǔ)設(shè)施挑戰(zhàn)
作者：Steve Serpant和David Williams，Gridmode公司董事
英國是首批制定了具有法律約束力的、2050年凈零排放目標(biāo)的國家之一。英國還希望至2035年實現(xiàn)電力系統(tǒng)脫碳。2021年10月19日，英國商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部發(fā)布的凈零戰(zhàn)略要求，建立一個安全的、本土化的能源行業(yè)，減少對化石燃料的依賴，降低全球能源躉售價影響。
我們需要迅速增加自給自足的電力以實現(xiàn)這一目標(biāo)，例如太陽能和風(fēng)能發(fā)電。此外，由于我們嚴(yán)重依賴天然氣、使用同步發(fā)電機發(fā)電，我們還需要一個大型的轉(zhuǎn)換或替換計劃。
英國需要迅速轉(zhuǎn)向可再生能源發(fā)電，同時平衡風(fēng)能或太陽能發(fā)電的間歇性問題。目前，平衡部分是通過天然氣發(fā)電（甚至是煤炭）來支持的。為此，人們使用了一些電池，但仍有必要將電網(wǎng)中的電池基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模增加許多倍。
正如我們在最近幾個月看到的，我們需要保護(hù)英國不受天然氣價格上漲的影響，所以，減少我們的天然氣項目是關(guān)鍵所在。為了滿足日益增長的需求，我們需要大量的發(fā)電，減少天然氣項目會留下巨大缺口。此外，目前從其他國家進(jìn)口能源還使我們面臨著巨大的低價能源短缺問題。
Gridmode是太陽能項目開發(fā)領(lǐng)域的一家能源基礎(chǔ)設(shè)施初創(chuàng)公司，設(shè)計和開發(fā)能夠解決特定區(qū)域電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施問題的 "樞紐"，進(jìn)而大規(guī)模釋放可再生能源并網(wǎng)能力。
在開發(fā)英國大型地面太陽能項目的同時， Gridmode的可再生能源開發(fā)部門Gridmove被迫并入英國輸電網(wǎng)，因為區(qū)域配電網(wǎng)運營商無法容納這種開發(fā)項目。這是目前整個英國面臨的一個共同問題，這也是英國實現(xiàn)凈零目標(biāo)需要真正考慮的一個問題。
公司計劃付諸實施一個進(jìn)一步開放更多場地的戰(zhàn)略，這比僅僅包含太陽能光伏或電池儲能系統(tǒng)的戰(zhàn)略更加全面。沒有可以解決特定電網(wǎng)問題或電流的單一技術(shù)。新辦法被視為傳統(tǒng)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)所有權(quán)的替代方案。
到目前為止，Gridmode已經(jīng)實施了一項旨在幫助緩解電網(wǎng)限制問題的戰(zhàn)略，進(jìn)而解決整個英國的并網(wǎng)問題。憑借作為一家開發(fā)商的經(jīng)驗，公司的這項戰(zhàn)略通過瞄準(zhǔn)國家電網(wǎng)的受限地區(qū)，結(jié)合新發(fā)電項目的已知進(jìn)展來發(fā)揮作用。具體制約因素是通過特定廠址的并網(wǎng)研究確定的。這一研究分離出可能已經(jīng)或會繼續(xù)制約電網(wǎng)的因素。然后確定具體的并網(wǎng)策略，緩解這些制約因素，釋放容量。
英國推出了一項10億英鎊資本計劃，用于投資400kV私有變電站電網(wǎng)。通過這一計劃，預(yù)計未來十年，英國會解鎖高達(dá)8GW的可再生能源新容量。英國各地計劃建設(shè)逾30個400kV變電站，項目開發(fā)計劃于2023年年初啟動。包括TLT律師事務(wù)所和市場研究公司Cornwall Insight在內(nèi)的獨立專業(yè)公司都參與了這一項目。
此外，這一計劃還會建設(shè)并入英國輸電網(wǎng)的約3GW電池儲能基礎(chǔ)設(shè)施，這可以進(jìn)一步支持向非同步發(fā)電的轉(zhuǎn)移。
原標(biāo)題：光伏項目激增、并網(wǎng)難再現(xiàn)，哪些技術(shù)可緩解？
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