太阳能发电等分布式光伏,其余电上网后是如何被电网终端客户用掉的,需要经过电网中枢吗
分布式光伏电力消纳机制解析
现代电网中的”就近消纳”原则与智能管理
核心结论
分布式光伏的上网电大部分在本地就被即时消耗,基本不经过电网的高压中枢。少部分电量会流向更高一级的配电网络,供邻近用户使用。
电的流动遵循物理上”最小阻力”路径,它会优先流向最近的、正在用电的负载。
电能流动路径
自发自用
优先供给用户自家电器
余电上网
通过配电变压器供给邻居
馈线消纳
通过中压线路输送稍远用户
输电网中枢
极少发生,电网极力避免
这个过程是”洋葱式”的逐级消纳,形成局部区域的”产销循环”
详细消纳过程解析
自发自用(最优先)
光伏发的电经过逆变器变成交流电后,最先供给用户自家的电器(如空调、冰箱、照明等)。
此时,你家的电表(双向电表)读数几乎不动或转动很慢,因为你用的主要是自家免费的太阳能电。
余电上网(就地消纳)
当发电量超过自家用电量时,多余的电力会通过接入的低压配电变压器(通常是挂在电线杆上的”箱子”)。
这些多余的电会优先输送给和你共用同一台变压器的邻居、商铺、学校等。对于这个局部区域来说,你的光伏电站就相当于一个微型发电厂。
馈线与变电站层级消纳
如果你所在的整个台区都无法完全消纳所有分布式光伏的上网电,剩余的电力会通过10kV或35kV的中压配电线路输送,被这条线路上其他的、稍远一些的用户消耗掉。
输电网中枢(极少发生)
只有在整个配电区域的光伏发电总量都超过当地的总用电负荷时,多余的电力才会逆向注入110kV或更高电压等级的输电网。
这种情况目前在大多数地区是电网公司极力避免的,因为大量不可控的电力倒送回高压主干网,会对电网的稳定运行造成巨大冲击。
电网的管理和控制手段
为了应对分布式光伏带来的潮流变化,电网并非被动接受,而是采取了积极的管理措施:
双向智能电表
这是实现计量和结算的基础。它能够精确记录两个数据:
- “上网电量”:你卖给电网的电量
- “下网电量”:你从电网购买的电量
配电自动化系统
现代配电网正在安装大量的传感器和智能开关。调度中心可以实时监控配电线路上的电压和潮流,如果发现某处电压过高(因为光伏反送电太多),可以远程操作开关,调整运行方式。
主动管理设备
- 有载调压变压器: 自动调整输出电压,抵抗因光伏反送电造成的电压升高
- 无功补偿装置: 改善功率因数,稳定电压
规范和要求
现在新建的分布式光伏项目都必须具备远程调度接口。电网在必要时(比如线路检修或出现拥塞时)可以远程下发指令,限制其上网功率甚至暂时切除,以确保整体网络安全。
关键总结
主要途径: 分布式光伏的上网电,绝大部分都在本地低压配电网层面被附近的用户即时消耗掉了,形成了一个小小的”产销循环”。
电网中枢: 通常不需要,也不希望它们到达电网中枢。 电网的设计和运行方式正从传统的”自上而下”的辐射状结构,向”多源互济”的网状结构演变。
电网角色转变: 电网的主干网更像是一个 “备份”和”支撑” 系统。电网公司的工作重心也从单纯管理发电厂,转变为综合管理数以百万计的”产消者”。