博客

提高电能质量以满足未来能源需求
2016年8月24日
Cavin Pietzsch和Patrick Plas
865条评论

未来航空公司船只将由数据驱动,但更多将由电力驱动。这款电动汽车已经闪亮登场并上路了;这架太阳能电力飞机最近完成了环球旅行。几十年前,一个完全电气化的厨房只是整个一代人的愿景;多年以后,电将成为我们未来社会血管中的血液,对此我并不感到惊讶。

需要更多的能源和电力来推动更高水平的活动和生活水平。

随着世界经济继续扩张,据世界能源展望报告从2013年到2040年,美国的能源需求将增长近三分之一。

为了以快速和经济有效的方式实现这种增长,21世纪的主要能源挑战是尽可能高效地输送电力。重点不应该纯粹放在建设上工厂和设施,而不是以最有效的方式生产能源。在保持高质量水平的同时尽可能减少损失的目标,反过来将有助于为这些经济体继续增长和繁荣提供更多的能量。在此,我们将探讨实现这一目标的三大挑战和解决方案。

1)稳定电网

电网是一个复杂的系统,在任何给定时刻,电力供应和需求必须相等。需求的可预测变化需要不断调整供应,如人类和工业活动的日常模式,以及设备过载和风暴带来的意外变化。

应对意外的是可再生能源的崛起。根据国际能源机构到2020年,可再生能源新增发电量将超过7千兆瓦,相当于可再生能源在全球发电中的份额升至26%以上。但可再生能源在本质上是不可预测的,因此会导致负荷过重,并可能出现停电。这在诸如中国美国。薄弱或零散的电网基础设施导致了可再生能源生产的减少。在这种环境下,为了保持供电的可靠性和质量,需要经济有效的解决方案来提供动态电压支持和快速无功补偿。

电池储能的发展是确保可再生能源成为一种可行的长期能源的关键,因为它允许在电力需求更高的时候储存多余的电力,从而创建一个更灵活和可靠的电网系统。

此外,柔性交流输电系统(FACTS)有助于电网运营商最大化现有线路的潮流,提高电网的稳态和动态稳定性。

2)电网效率最大化

世界在不断发展。基载电厂的退役、日益严格的环境法规,以及跨境贸易的扩大,都使电网的稳定性和生产率变得更加复杂。这种趋势是普遍存在的,在一个我们的能源消费没有放缓迹象的社会,逻辑表明能源赤字必须得到弥补。这意味着需要新的解决方案来提供电压支持和快速无功补偿。

需要动态电压控制和增加电力传输能力,以帮助最大限度地提高电网生产率,这可以直接转化为电厂的生产率和客户的收入。GE开发了SVC(静态无功补偿器)和STATCOM(静态同步补偿器)来满足这些需求。它们很容易集成到新的和现有的电网结构中,可以帮助提高电网的可靠性,避免电网连接的升级成本。同步补偿机还可以提供短路电源和瞬态惯性。STATCOM提供快速响应时间,以及在电网电压下降时产生或吸收无功功率的能力,有助于提高电网运行的可靠性和可用性。

电力质量也需要改善——通过使用谐波水平较低的设备——以建立一个有弹性和清洁的电网,从而提高生产力。

3)提高传输

随着土地成本的上升和越来越偏远的地区修建发电厂,电厂运营商需要能够远距离传输电力,同时将电力损耗保持在最低限度,并将传输能力保持在最大限度。随着发展中国家城市化进程的加快,这一问题也日益突出。

高压直流(HVDC)是能源管理人员面临的最大挑战之一的答案:以尽可能低的损耗更有效地移动更多的电力。与交流系统相比,HVDC在远距离上更节能,而真实功率和无功潮流完全可控,快速和准确。

随着世界能源需求持续增长,电网承受的压力持续增加,我们适应并继续提高我们的技术能力至关重要。了解并最大化现有基础设施的能源效率,将在帮助我们满足当前和未来的能源需求方面发挥关键作用。

相关的帖子

Cavin Pietzsch和Patrick Plas

Cavin Pietzsch

GE能源连接公司全球电力解决方案经理
德国柏林,董事总经理
德国柏林GE能源电力转换有限公司苹果官方网站ld

Cavin Pietzsch负责GE能源连接公司电力部门的解决方案管理。他管理着德国实体电力转换全球竞争力中心低压驱动器、铁路、可再生能源和电能质量解决方案的工程、制造、销售、服务和项目管理方面的800名员工。苹果官方网站ld

他曾担任德国营销主管/能源管理负责人和全球电能质量销售负责人,负责德国的能源营销战略以及GE Power Conversion的全球电能质量销售。乐动电脑版苹果官方网站ldCavin拥有工商管理/市场营销学位。他拥有近20年的市场营销和销售经验,曾在几家大型德国公用事业公司(如RWE AG, Süwag, enviaM)担任执行经理,特别强调能源业务。

帕特里克塑料

作为GE电网解决方案(GE能源连接业务的一部分)的HVDC和FACTS总经理,Patrick领导了一个团队,负责创建能源高速公路,互联电网和改善电力传输系统性能。在加入GE之前,Patrick是阿尔斯通电网的电网电力电子和自动化高级副总裁。他的职业生涯始于电信行业的研究和开发,拥有广泛的国际经验,包括布加勒斯特Orange Romania的网络总监和阿尔卡特中欧和东欧移动网络副总裁。帕特里克毕业于法国理工学院(Ecole Polytechnique)和法国国家学院(Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications)。