将可再生能源纳入电网是能源转型的关键要素,但可再生能源的间歇性与可变性对电网稳定性构成了挑战。根据国际电工委员会(IEC)发布的一份新趋势报告,传统上用于检测故障与功率波动的系统需进行彻底重新定义。
国际能源署(IEA)《2024年世界能源展望》显示,到2050年,可再生能源预计将占全球发电量的近50%(目前这一比例为30%),其中风能和太阳能光伏发电(PV)将占据新增可再生能源装机容量的95%。这一增长推动了电力电子主导电网(PEDGs)的兴起——在这类电网中,绝大部分电力由电力电子设备进行转换、控制与调节。
IEC 新发布的趋势报告《电力电子主导电网的继电保护:技术挑战与未来路线图》指出,电力电子主导电网的兴起导致电网动态特性发生根本性改变,既带来了诸多挑战,也催生了新的机遇。该报告详细阐述了电力电子主导电网兴起的影响、其引发的各类挑战以及应对这些挑战的解决方案。
电力电子主导电网具备多项显著优势:尽管太阳能、风能等可再生能源存在间歇性和天气依赖性,但通过这类电网仍能持续接入电网;它们效率更高,在电力传输过程中的能量损耗更少;此外,电力电子主导电网对智能电网和高压直流(HVDC)输电至关重要,而高压直流输电技术可实现电力的长距离传输。
然而,挑战依然存在,尤其体现在用于故障检测的继电保护系统领域。该报告全面分析了电力电子主导电网的发展格局,并强调,当前迫切需要能克服相关技术挑战的先进继电保护系统。实现这一目标,对于推动更多可再生能源接入电网、加快气候目标的实现具有关键意义。
报告还阐述了标准在可再生能源存储与电力电子主导电网领域所发挥的作用,并呼吁开展战略性标准化工作与国际合作,以扩大全球市场准入。
本份 IEC 社会与技术趋势报告由 IEC 市场战略委员会(MSB)下属的社会与技术发展趋势工作组(STTWG)编制完成。