中國儲能網(wǎng)訊：全球有30億千瓦的可再生能源正在等待并網(wǎng)，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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)規(guī)模，解決并網(wǎng)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(wǎng)，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(wǎng)線路。這意味著電網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)開發(fā)和電網(wǎng)現(xiàn)代化升級領域豐富的咨詢與服務經(jīng)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(nèi)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(qū)動的電網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)需求，并通過先進的控制功能，如構網(wǎng)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(wǎng)接入業(yè)務單元
產(chǎn)品管理與戰(zhàn)略負責人
預計到2030年，僅歐洲的同步電網(wǎng)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(nèi)，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(wǎng)中。該項目通過Grid-enSure的構網(wǎng)型控制技術，控制Caithness地區(qū)交流網(wǎng)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(wǎng)性能和韌性。不僅如此，Grid-enSure還使電網(wǎng)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(wǎng)慣性水平，并提升電能質(zhì)量。與傳統(tǒng)替代方案相比，Grid-enSure能夠在30年的使用壽命內(nèi)，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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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。
