1. Ο παραδοσιακός σχεδιασμός του ηλεκτρικού δικτύου δεν είναι κατάλληλος για μεγάλης κλίμακας κατανεμημένη ενεργειακή πρόσβαση
Παράδειγμα
Ο παραδοσιακός σχεδιασμός του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας βασίζεται κυρίως σε κεντρικούς σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια στους χρήστες, ενώ με τη μεγάλης κλίμακας ενσωμάτωση της κατανεμημένης παραγωγής (DG) όπως τα ηλιακά φωτοβολταϊκά (PV), η αιολική ενέργεια κ.λπ., το δίκτυο διανομής έχει σταδιακά μετατραπεί από ένα μονοκατευθυντικό παθητικό δίκτυο σε ένα αμφίδρομο ενεργό δίκτυο. Αυτή η αλλαγή καθιστά δύσκολο για τις παραδοσιακές μεθόδους σχεδιασμού και σχεδιασμού του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας να ανταποκριθούν στις νέες απαιτήσεις. Για παράδειγμα, στο Shandong, στο Henan και σε άλλα μέρη, λόγω του γρήγορου ρυθμού αύξησης της κατανεμημένης εγκατεστημένης ισχύος φωτοβολταϊκών, ορισμένα περιφερειακά δίκτυα ισχύος αντιμετώπισαν φαινόμενο αντίστροφης μεγάλης υπερφόρτωσης, δηλαδή, κατά την περίοδο αιχμής της παραγωγής φωτοβολταϊκών ενέργειας, αποστέλλεται υπερβολική ηλεκτρική ενέργεια πίσω από την πλευρά της χαμηλής τάσης στην πλευρά της υψηλής τάσης, η οποία φέρνει πρόσθετη πίεση στο ηλεκτρικό δίκτυο.
2. Ο σχεδιασμός του δικτύου διανομής πρέπει να στραφεί προς τον πιθανό σχεδιασμό πολλαπλών σεναρίων
Παράδειγμα
Με το αυξανόμενο ποσοστό της διανεμόμενης νέας ενέργειας, η αβεβαιότητα που αντιμετωπίζει το δίκτυο διανομής έχει επίσης αυξηθεί σημαντικά. Προκειμένου να αντιμετωπιστούν καλύτερα αυτές οι αβεβαιότητες και η τυχαιότητα, ο σχεδιασμός του δικτύου διανομής πρέπει να μετατοπιστεί από τον παραδοσιακό ντετερμινιστικό σχεδιασμό στον πιθανολογικό σχεδιασμό που εξετάζει πολλαπλά σενάρια. Αυτό σημαίνει όχι μόνο την αξιολόγηση της απόδοσης του δικτύου ισχύος υπό στατικές συνθήκες, αλλά και την προσομοίωση της δυναμικής απόκρισης υπό διαφορετικές καιρικές συνθήκες, μοτίβα φορτίου και άλλους παράγοντες. Για παράδειγμα, οι Κατευθυντήριες γραμμές για την αξιολόγηση της φέρουσας ικανότητας κατανεμημένων πηγών ισχύος που συνδέονται με δίκτυα ισχύος ορίζουν διάφορα κριτήρια αξιολόγησης για τη φέρουσα ικανότητα των δικτύων διανομής και απαιτούν πολλαπλές δοκιμές, όπως υπολογισμό θερμικής ευστάθειας και επαλήθευση απόκλισης τάσης για να διασφαλιστεί η ασφαλής λειτουργία του ηλεκτρικό δίκτυο.
3. Το σύστημα λειτουργεί με πολύπλοκο τρόπο, καθιστώντας δύσκολη την προσαρμογή στην κατασκευή νέων συστημάτων ισχύος
Παράδειγμα
Η προσθήκη νέας κατανεμημένης ενέργειας άλλαξε την αρχική δομή του συστήματος ισχύος, καθιστώντας τη λειτουργία του συστήματος πιο περίπλοκη. Ειδικά σε υψηλά ποσοστά διείσδυσης, το παραδοσιακό μοντέλο προγραμματισμού «δυναμικού φορτίου πηγής» δεν είναι πλέον εφαρμόσιμο και αντικαθίσταται από μια πιο περίπλοκη «αλληλεπίδραση φορτίου πηγής». Αυτό απαιτεί το ηλεκτρικό δίκτυο να έχει μεγαλύτερη ευελιξία για προσαρμογή στις ταχέως μεταβαλλόμενες συνθήκες εργασίας. Για παράδειγμα, σε ορισμένες περιοχές, όταν ένας μεγάλος αριθμός κατανεμημένων φωτοβολταϊκών παράγεται ταυτόχρονα, μπορεί να προκαλέσει προβλήματα όπως υψηλή τοπική τάση δικτύου ή ασταθής συχνότητα, επηρεάζοντας τη σταθερότητα ολόκληρου του συστήματος.
4. Προκλήσεις ελέγχου τάσης και συχνότητας
Παράδειγμα
Μετά την ενσωμάτωση των κατανεμημένων φωτοβολταϊκών, ειδικά σε περιόδους έντονης ηλιακής ακτινοβολίας, η τάση στο τέλος του δικτύου διανομής αυξάνεται πέρα από το επιτρεπόμενο εύρος, επηρεάζοντας έτσι την αξιοπιστία της τροφοδοσίας και την ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας. Επιπλέον, λόγω του διαλείποντος και της διακύμανσης της εξόδου της ΓΔ, αποτελεί επίσης απειλή για τη σταθερότητα συχνότητας του συστήματος. Ως εκ τούτου, η τεχνολογία έξυπνου μετατροπέα χρησιμοποιείται ευρέως για τη διατήρηση των επιπέδων τάσης ρυθμίζοντας την ισχύ εξόδου. Ταυτόχρονα, πρέπει να υιοθετηθούν προηγμένες στρατηγικές ελέγχου τάσης, όπως συσκευές αντιστάθμισης άεργου ισχύος (RPC) για να διασφαλιστεί η κανονική λειτουργία του ηλεκτρικού δικτύου.
5. Ζητήματα αντίστροφης υπερφόρτωσης και υπέρτασης ακροδεκτών
Παράδειγμα
Η κατανεμημένη πρόσβαση φωτοβολταϊκών συγκεντρώνεται συχνά σε συγκεκριμένες περιοχές, ειδικά σε αγροτικές ή προαστιακές περιοχές των πόλεων, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικά φαινόμενα αντιστροφής της τάσης στην περιοχή - η υπερβολική ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια της ημέρας θα ρέει πίσω στον υποσταθμό υψηλότερου επιπέδου κατά μήκος της γραμμής τροφοδοσίας. Εάν αυτό το τμήμα της ισχύος υπερβαίνει τη σχεδιασμένη χωρητικότητα της γραμμής, θα προκαλέσει αυτό που είναι γνωστό ως «αντίστροφη υπερφόρτωση». Επιπλέον, για τους τελικούς χρήστες που βρίσκονται μακριά από την πηγή ρεύματος, η τάση που αντιμετωπίζουν θα αυξηθεί σημαντικά λόγω του πρόσθετου ρεύματος που παράγεται από τη φωτοβολταϊκή συστοιχία, σχηματίζοντας μια «τερματική υπέρταση», η οποία ενέχει πιθανό κίνδυνο για την ασφάλεια του εξοπλισμού.
6. Δυσκολίες στην πρόβλεψη και τον προγραμματισμό φορτίου
Παράδειγμα
Ένα από τα κύρια προβλήματα που αντιμετωπίζει αυτή τη στιγμή είναι η δυσκολία στην πρόβλεψη, τον έλεγχο και τον προγραμματισμό της νέας ενέργειας. Η παραγωγή των κατανεμημένων πηγών ισχύος εξαρτάται από τις φυσικές συνθήκες, όπως η ένταση του ηλιακού φωτός και η ταχύτητα του ανέμου, που είναι δύσκολο να προβλεφθούν με ακρίβεια. Επομένως, οι υπάρχουσες μέθοδοι πρόβλεψης φορτίου δεν μπορούν να αποτυπώσουν με ακρίβεια την πραγματική συμβολή της ΓΔ, η οποία με τη σειρά της επηρεάζει τη συνολική απόδοση προγραμματισμού του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Για την αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος, οι ερευνητές διερευνούν τη χρήση αναδυόμενων τεχνολογιών όπως η ανάλυση μεγάλων δεδομένων και οι αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης για να αναπτύξουν πιο ακριβή μοντέλα πρόβλεψης ΓΔ και καιρού.
7. Οικονομικό Μοντέλο και Οικονομική Υποστήριξη
Παράδειγμα
Το επενδυτικό και λειτουργικό μοντέλο των κατανεμημένων ενεργειακών συστημάτων δεν είναι ακόμη ώριμο, χωρίς μακροπρόθεσμη σταθερή οικονομική στήριξη και μηχανισμούς απόδοσης. Από τη μία πλευρά, το αρχικό κόστος κατασκευής είναι σχετικά υψηλό, συμπεριλαμβανομένης της αγοράς εξοπλισμού, εγκατάστασης και θέσης σε λειτουργία, και των επακόλουθων εξόδων συντήρησης. Από την άλλη πλευρά, λόγω των αλλαγών στις πολιτικές και τους κανονισμούς και του γρήγορου ρυθμού της τεχνολογικής προόδου, οι επενδυτές αντιμετωπίζουν σημαντικούς κινδύνους αγοράς. Η κυβέρνηση θα πρέπει να εισαγάγει σχετικές πολιτικές για την ενθάρρυνση του κοινωνικού κεφαλαίου να εισέλθει σε αυτόν τον τομέα και να δημιουργήσει ένα εύλογο σύστημα διανομής εισοδήματος για να διασφαλίσει τη βιώσιμη ανάπτυξη των έργων.
8. Τεχνολογία διαχείρισης και παρακολούθησης
Παράδειγμα
Η τεχνολογία για τη διαχείριση και την παρακολούθηση συστημάτων κατανεμημένης ενέργειας μεγάλης κλίμακας δεν είναι ακόμη αρκετά ώριμη. Με όλο και περισσότερες μικρές μονάδες παραγωγής ενέργειας συνδεδεμένες στο δίκτυο, ο τρόπος αποτελεσματικής συλλογής δεδομένων, παρακολούθησης της κατάστασης σε πραγματικό χρόνο και έγκαιρης απόκρισης έχει γίνει ένα επείγον πρόβλημα που πρέπει να επιλυθεί. Προς το παρόν, αν και έχουν γίνει κάποιες αρχικές προσπάθειες, όπως η εφαρμογή τηλεχειρισμού που βασίζεται σε πλατφόρμες Διαδικτύου των Πραγμάτων (IoT), γενικά βρίσκεται ακόμα σε αρχικό στάδιο. Στο μέλλον, απαιτείται περαιτέρω έρευνα και ανάπτυξη σχετικών τεχνολογιών και εργαλείων για τη βελτίωση της λειτουργικής αποτελεσματικότητας και ασφάλειας του συστήματος.
9. Τεχνικά πρότυπα και διαλειτουργικότητα
Παράδειγμα
Προς το παρόν, δεν υπάρχει ενιαίο πρότυπο για την κατανεμημένη πρόσβαση σε ενέργεια στη βιομηχανία και υπάρχουν ζητήματα συμβατότητας μεταξύ προϊόντων διαφορετικών κατασκευαστών. Αυτό σημαίνει ότι ακόμη και εντός της ίδιας χώρας, ενδέχεται να υπάρχουν ασυνέπειες στις διεπαφές, γεγονός που αυξάνει τη δυσκολία υλοποίησης του έργου. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να αναπτυχθεί ένα πλήρες σύνολο εθνικών και ακόμη και διεθνών προτύπων για την τυποποίηση της διαδικασίας πρόσβασης της ΓΔ και των τεχνικών παραμέτρων και την προώθηση της απρόσκοπτης ενοποίησης μεταξύ των διαφόρων στοιχείων.
