能源互联网如何改变光伏并网难题？

而电基本上来说，既然能源是百分之百的新能源，而电也是新能源发展，这是非常有野心的目标，为了实现这个目标，他们有非常多的想法，比如说开放的电力系统，经济刺激的政策，这是电力市场的信息化，这是比较传统的东西。像智能家庭也希望作为一个调峰的功能来做，这是比较新的，因为在过去信息流通不完善的情况下没有办法做这件事。坚强的电力网，我个人反倒认为，虽然说信息很重要，但是没有坚强的硬件作为基石的话，信息是无从谈起，没有硬件，软件是不能发挥作用的，所以说，坚强的电力网整个能源互联网起的作用是举足轻重的，你无法想象在没有电网的情况下实现能源的互联，这是非常困难的事，因为无线能量传输到目前为止没有看到很大的突破，最多是在几厘米范围内传递能力，在几公里之外基本不大可能传递能量的，所以说坚强的电力网仍然是整个的未来互联网的基石。

除了这个之外，有两个是比较新颖，第一是电力电子化的电力系统，为什么呢？因为现在新能源无论是风机还是光伏不是50赫兹你可以控制的，必须通过某些装置变成50赫兹，我们大电网50赫兹形成之后，过去已经有50年、100了，我们现在有各种各样的新技术，但是这个网络形成之后，因为太稳定，做得太好了，一赫兹都没有变动过，美国现在还是60赫兹，中国还是50赫兹，虽然中国的50赫兹变成60赫兹，马上理论上来说你在发电机变压器上可以获得接近20%成本的节约，是非常巨大的数字，实际上相信在2050年之前我们也撼动不了50赫兹一赫兹了，这个情况下，你就被迫用一些装置把非50赫兹变成50赫兹，目前来看就是电力电子功率半导体的装置了。被迫这个电力系统必须用这些电力电子的装置和新能源装置，所以电力系统接口会越来越多的电力电子化，这个情况下马上系统的稳定控制就成了大问题了，因为搞电力电子的这些人，他对电力系统稳定了解不是太多的。但是你还是得并到电力系统上面去，稳定的原则还得使用。

围绕能源互联网的典型特征，第一个就是电力系统接口的电力电子化，所有新能源，大家越来越谈到微网，以微为代表的装置，和电网联到一起去，过去的能源路由器是一个机电的装置，现在因为不采用涡轮机产生能量了，也没有办法用同步发电机了，尽管在某些领域里面，比如说光热发电，大家仍然享用同步发电机能源1.0的装置实现互联，但是光热这个装置目前占的比例是比较小的，原因是成本相比跟其他发电来比，成本要高好几倍，目前看到在新能源里面，过去传统的涡轮发电机和同步发电系统能够进一步援引下去，倒是这种半导体的装在里面起到主导的地位。对于现在的光伏系统来说，这个逆变器你可以认为由过去机电的装置，1.0的装置进化到半导体的能源路由器2.0的装置，如果你把这个路由器做好之后，而且可以和过去同步发电机一样电力系统里面，有一个稳定的作用，这里面我列了很多关于稳定方面的，有频率的稳定，有功角的稳定，电压的稳定，这个搞电力电子的一般不懂的，我也是花了很大力气才弄懂，原来世界上还有很多同步发电机传统电网的专家们用他们的技术维持电网的稳定。就像新能源才可以在电网里面为所欲为，没有造成很大破坏性的结果。

我们看到电力系统里面讲的稳定性问题，Chales Steinmetz说“互联的电网是人类做的最复杂的机器，这么大的机器运行一个多世纪还没有垮掉简直就是一个奇迹，因为互联起来的系统，虽然带来了很多好处，但是稳定性也是最差的，一旦垮掉之后，就会对整个人类社会产生崩溃性的影响”，这个互联的装置运行到他那个时代，一个多世纪没有出问题，他觉得很惊叹，我们现在又用了一个多世纪，还很稳定，你不能不说是一个奇迹。那这里系统稳定性取决于什么东西呢？我们可以看到整个互联的系统，这个“互联”两个字出来已经是一百年前的事了，所以能源互联并不是有了互联网之后才有的，很多人以为能源互联网是因为出现了信息互联网才互联，这个观点我认为不能说是正确的，可以说是完全错误的，为什么呢？别人在一百年前就提到了互联的系统了，只是说这个词太重要了，大家已经忘掉它的存在了。

我们可以看到电网怎么能够互联起来呢？关键是系统保持同步，不同步没法传信息，同步之后最核心的问题是怎么稳定可靠的同步，稳定可靠同步有一系列的描述，下面就讲了这个系统稳定可靠同步了，有新的手段，这些手段就是电力系统最根基的事，如果我们看我们国家电力系统做的工作没有一个不是和电力系统稳定有关联的，因为这是整个互联系统最稳定，最复杂的一件事，就是稳定性的控制。我们看最后一句话，很有意思，电力系统复杂性、稳定性是最难理解，最有挑战性，21世纪的电力系统稳定性越来越区域恶劣，所以提出了更严峻的挑战。写这本书的时候，这些人没有意识到现在出现了新能源，由于新能源的存在，和搞新能源大多数人对电力系统稳定是不大明白怎么回事的，就如同现在搞信息互联网的很多人是搞不懂社会上很多非信息互联是怎么工作的，所以他们认为信息互联可以解决一些问题一样，所以由于新能源存在，导致了整个电力系统的稳定越来越恶劣了。本来电力系统稳定会趋于恶劣，大家不停地把它往稳定的边界上推，现在出现了一大批人根本不知道稳定性存在的人。

这个情况下我们看到电力电子化电力系统要解决一些关键问题，第一个问题就是功角稳定性的问题，对于中国各个方面来说，我们中国的发展是超前的，所以你可以看到的是，我们做过的项目，在内蒙的项目，这个项目是50兆的光伏发电站，它和主网之间的距离通过220千伏单回线，把720公里的线路连过去，这是在欧洲不可能的事，在美国有300公里长的线路就认为是互联比较弱的，但是我们工作对稳定性没有做非常深刻理解、认识的情况下，我指的是关于设备的供应商，没有这么深认可的情况下已经用起来了，在国外，只有比他只有一半长的美国都要进行很大力气研究，我们中国其实国外很羡慕，很多事情都是先干了再说，在国外都是想明白再做，很多工程师就很悲惨，没有问题就不需要解决问题，我们是制造了很多问题，大家就有解决问题的机会，很多事情就可以做。我们可以看到在这个情况下电网很弱，大家知道一个词叫短路比，就是电网的强度除以你安装电站的容量，这个词越大说明电网越兼顾。我们举一个例子，比如说地基可以承担一万吨，你在上面建了一百吨的房子，这个房子就很建设，但是你建了70米多的比萨斜塔，可能这个塔是1000吨，这个时候短路比就只有10了，这种情况下这个塔就会倾斜掉。