中國儲能網訊：全球有30億千瓦的可再生能源正在等待并網，電力系統(tǒng)升級成為推動清潔能源轉型的關鍵。
越來越多的風能和太陽能接入電力系統(tǒng)引發(fā)了日益加劇的間歇性問題，同時降低了系統(tǒng)慣量和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
日立能源推出Grid-enSure?全系列整合解決方案，旨在通過加強輸電、管理系統(tǒng)頻率和電壓，以及解決電網容量受限問題，來保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
在2024年巴黎國際大電網會議期間，日立能源呼吁采取緊急行動，通過加強創(chuàng)新電力電子技術的部署，擴大全球電網規(guī)模，解決并網瓶頸，加快能源轉型。
目前有30億千瓦可再生能源項目正在等待并網，相當于2022年光伏太陽能和風電新增裝機容量的5倍。預計到2040年，全球必須新增或改造8000萬公里電網線路。這意味著電網投資需要在2030年前翻一番，達到每年6000億美元以上 1。
隨著可再生能源滲透率的提高、發(fā)電的去中心化，以及傳統(tǒng)化石能源行業(yè)的電氣化和低碳化，電力系統(tǒng)面臨著重重挑戰(zhàn)。由于電力潮流愈發(fā)多變，系統(tǒng)慣量下降和可預測性降低，電力系統(tǒng)需要通過提升可控的電網互聯(lián)容量、建設綠色輸電走廊、直接為城市供電等手段，來支持偏遠地區(qū)的可持續(xù)發(fā)電。慣量對于確保電網整體穩(wěn)定性而言至關重要。
為了解決這些問題，滿足快速發(fā)展的電力系統(tǒng)需求，日立能源在此次巴黎國際大電網會議期間發(fā)布了Grid-enSure?全系列整合解決方案，旨在通過提高電網的靈活性、韌性和穩(wěn)定性，加速可持續(xù)能源轉型。
Grid-enSure提供了一種全新的整體化方案，用于設計、規(guī)劃和運行當前和未來的電力系統(tǒng)。該解決方案基于日立能源在電網開發(fā)和電網現(xiàn)代化升級領域豐富的咨詢與服務經驗、公司完全獨立擁有并在電力電子器件和先進控制系統(tǒng)等領域形成的垂直集成的價值鏈，以及在電力系統(tǒng)領域和控制工程方面的深厚專長。
日立能源的咨詢服務還能幫助客戶了解未來的挑戰(zhàn)，并推薦合適的Grid-enSure解決方案。該解決方案可與日立能源現(xiàn)有及未來的電力電子解決方案相結合，例如高壓直流輸電、靜止同步無功補償器（STATCOM和增強型STATCOM）、靜態(tài)變頻器（SFC）、中壓直流輸電、儲能和半導體技術。
“我們正處于能源轉型的關鍵時刻，隨著全球范圍內可再生能源的大幅增長，我們必須重新思考如何設計、規(guī)劃和運營這些電力系統(tǒng)，以支持能源轉型的快速推進。傳統(tǒng)的電力技術解決方案已無法滿足可再生能源驅動的電網對于速度和功能的要求，所以我們需要采取更加全面的方法?！?
Niklas Persson
日立能源全球電網接入業(yè)務單元負責人
Grid-enSure電力電子解決方案包含日立能源完全自主制造的先進半導體技術 - 通過更高的功率密度和更優(yōu)化的開關頻率性能，實現(xiàn)了對電力潮流快速、安全的轉換和控制。
“先進的控制系統(tǒng)能夠以微秒級速度響應電網需求，并通過先進的控制功能，如構網控制、合成慣量、快速頻率響應、電壓控制、互操作性等，來提供所需的靈活性。”
Inés Romero
日立能源電網接入業(yè)務單元
產品管理與戰(zhàn)略負責人
預計到2030年，僅歐洲的同步電網就需要增加450吉瓦秒（GWs）的動能 2，來滿足系統(tǒng)對慣量的需求。在過去，這一需求是通過大型旋轉同步發(fā)電機及相關設備來實現(xiàn)的。日立能源Grid-enSure解決方案，例如增強版STATCOM，使用由大功率半導體器件控制的超級電容器來儲存能量，與傳統(tǒng)解決方案相比，這一解決方案將能量利用率提高了一倍，并將所需的裝機容量減少了20%以上 3。
此外，高壓直流、STATCOM和儲能等解決方案還有助于穩(wěn)定電壓和頻率，從而提高運行可靠性，并減少新建發(fā)電廠的需求。
與傳統(tǒng)的替代方案相比，在全球范圍投資新一代STATCOM技術，可在30年的使用壽命內，減少高達40%的二氧化碳排放量；與傳統(tǒng)的高壓直流技術相比，投資日立能源的HVDC Light®輕型高壓直流技術，可減少65%以上的碳足跡。
Grid-enSure的實際應用
在蘇格蘭，Grid-enSure是Caithness Moray–設得蘭（Shetland）輸電項目成功投運背后的突破性解決方案，該項目采用全球領先的多端柔性高壓直流系統(tǒng)（或叫輕型高壓直流系統(tǒng)），將偏遠島嶼的風電接入電網中。該項目通過Grid-enSure的構網型控制技術，控制Caithness地區(qū)交流網絡，并通過控制頻率和交流電壓穩(wěn)定設得蘭群島維京風電場（Viking Wind Farm），從而提升電網性能和韌性。不僅如此，Grid-enSure還使電網能夠快速響應，以滿足相當于約100萬戶英國家庭的用電需求。
在德國，TransnetBW項目為約1100萬人口和多個行業(yè)供電。在該項目的初步安裝中，Grid-enSure將提供近2吉瓦秒（GWs）動能以確保電網慣性水平，并提升電能質量。與傳統(tǒng)替代方案相比，Grid-enSure能夠在30年的使用壽命內，減少40%的二氧化碳排放。此外，它還具備先進的控制功能，例如構網控制，并在以往的解決方案基礎上實現(xiàn)了明顯改進。
在悉尼，全新的Waratah 超級電池項目正在建設中，它采用了先進的功率轉換技術 4。建成后，這個電池儲能系統(tǒng)將助力澳大利亞實現(xiàn)其可持續(xù)能源目標，即到2030年，每年新增330億千瓦時。這一50兆瓦/1680兆瓦時的儲能系統(tǒng)將配備288個功率轉換系統(tǒng)（PCS）。
另外，日立能源為挪威提供的電網咨詢服務中，在該國海岸附近設計了一條業(yè)界獨創(chuàng)且打破紀錄的250公里岸電交流并網系統(tǒng)。該項目首次整合了STATCOM技術和晶閘管控制的串聯(lián)電容器組（TCSC）技術，為離岸石油和天然氣設施提供清潔水電，以大幅減少其碳足跡。
