當今世界正在向新的能源結構轉型，電網(wǎng)也因此變得更具動(dòng)態(tài)變化。日前，西門(mén)子協(xié)調組織了一項重大研究項目，旨在確認現有的控制中心技術(shù)能納入多少新增功能，以及在什么情況下需要開(kāi)發(fā)全新架構。

不斷波動(dòng)的可再生能源電力供應，以及高壓直流輸電等各種新型電力設施的出現，讓如今的電網(wǎng)比20年前更加動(dòng)態(tài)復雜。為了更有效地控制電網(wǎng)，控制中心需要新的輔助系統。在過(guò)去三年里，由德國政府資助的DynaGridCenter項目已經(jīng)對這些輔助系統進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和測試。該項目由西門(mén)子、三所大學(xué)，以及兩家弗勞恩霍夫研究所共同開(kāi)展。

Rainer Krebs是西門(mén)子能源管理集團負責電網(wǎng)運行與保護咨詢(xún)的主管。他對這個(gè)項目充滿(mǎn)信心，并表示：“我們可以通過(guò)這樣的方式幫助實(shí)現能源轉型。”他相信這項研究的成果將對德國未來(lái)建設穩定的電網(wǎng)做出重大貢獻。德國政府于2018年8月提出 “電網(wǎng)行動(dòng)計劃”，動(dòng)態(tài)控制中心將成為其核心組成部分。

圖上所示為電網(wǎng)在不受調節與受到動(dòng)態(tài)控制中心干預時(shí)的差異。在不采取干預時(shí)，振動(dòng)難以充分減若，斷電風(fēng)險隨之增高；受到調節時(shí)，振動(dòng)可在幾秒內減弱。 

當前的核心問(wèn)題是電網(wǎng)負荷分布不均勻。原因有二，一是可再生能源發(fā)電存在產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題，這些新增電能還無(wú)法有效并入現有電網(wǎng)中；二是很多小型電力供應商存在供電波動(dòng)的問(wèn)題。因此，提升控制中心的技術(shù)水平十分必要，以便更好地監測和遠程控制電網(wǎng)。Krebs將目前開(kāi)發(fā)的程序比作汽車(chē)輔助系統：“每個(gè)系統都提高了自身的電網(wǎng)可靠性，但是未來(lái)要將這些系統結合起來(lái)，就需要依靠動(dòng)態(tài)控制中心。”預計，目前研究中的各個(gè)系統將在未來(lái)幾年內逐步投入使用。

電網(wǎng)監測能力提升

目前的技術(shù)已經(jīng)能夠讓我們更加密切地監測電網(wǎng)。如今，新的輔助系統將在德國伊爾梅瑙科技大學(xué)的實(shí)驗電網(wǎng)控制中心進(jìn)行測試，該中心與馬格德堡奧托-馮-蓋爾基大學(xué)運營(yíng)的模擬電網(wǎng)相連。

Krebs解釋道: “目前，電網(wǎng)中這些危險的不穩定因素可能導致停電，只能通過(guò)預防措施來(lái)避免。”因此，電網(wǎng)運營(yíng)商通過(guò)干預電廠(chǎng)的運營(yíng)時(shí)間表來(lái)解決此類(lèi)瓶頸，但是每年這種電力再調度的成本高達10億歐元。更簡(jiǎn)單節約的辦法是大化利用好現有線(xiàn)路，只在過(guò)載的時(shí)候進(jìn)行干預。新的監測和控制程序可以實(shí)現這一目的，它讓因過(guò)載造成的危險情況可容易被發(fā)現，而且能夠比操作員更快速地啟動(dòng)應對措施。

未來(lái)電網(wǎng)展示廳

據Krebs介紹，該研究項目為未來(lái)電網(wǎng)的運行提供了許多新的洞察。模擬傳輸線(xiàn)路包括一條高壓直流輸電線(xiàn)路，用于遠距離傳輸電力，比如從德國北部海岸的風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)傳到南部。不過(guò)，在實(shí)驗室模擬電網(wǎng)中整合和調節高壓直流輸電線(xiàn)路的難度就已經(jīng)超出預期。德國伊爾梅瑙科技大學(xué)好比一個(gè)展示廳，研究項目開(kāi)發(fā)的所有新輔助系統都可以在這里看到。接下來(lái)，一個(gè)名為InnoSys2030的后續項目將驗證這些系統是否能在實(shí)際電網(wǎng)中應用。而另一個(gè)后續項目則將致力于開(kāi)發(fā)電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)數字雙胞胎。