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電力系統(tǒng)是一個(gè)由數(shù)百萬(wàn)個(gè)并網(wǎng)連接的部件（斷路器、變壓器、逆變器等）組成的生態(tài)系統(tǒng)，它也是一個(gè)由實(shí)體組成的生態(tài)系統(tǒng)，這些實(shí)體共同作用，確保向終端消費(fèi)者可靠、安全的輸送電力。

全球各地的清潔能源政策正在迅速加快風(fēng)能、太陽(yáng)能光伏、電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（BESS）和混合電站的并網(wǎng)互通。我們必須記住，在向以逆變器資源為基礎(chǔ)的、極高的滲透率轉(zhuǎn)變時(shí)，每個(gè)實(shí)體都要發(fā)揮作用。能源轉(zhuǎn)型是一種共享的經(jīng)歷。我們必須共同努力，在經(jīng)歷技術(shù)快速變革的同時(shí)保持燈火通明。

我們一再聽到可再生能源開發(fā)團(tuán)體面臨著僵化、不靈活的并網(wǎng)流程的問(wèn)題。在美國(guó)，有超過(guò)800GW的資源"卡在"在待并網(wǎng)隊(duì)列中，開發(fā)團(tuán)體對(duì)新資源與大宗電力系統(tǒng)并網(wǎng)時(shí)出現(xiàn)的挑戰(zhàn)感到沮喪。

我們最常聽到的是，更多清潔能源并網(wǎng)（以及更新現(xiàn)有資源）面臨的最大障礙是"破碎的"發(fā)電并網(wǎng)流程，以及難以滿足商運(yùn)先決條件的并網(wǎng)要求和研究流程。

發(fā)電團(tuán)體最常面臨的一些挑戰(zhàn)包括：

-不同地區(qū)的并網(wǎng)流程不一致

-復(fù)雜的建模、性能和調(diào)試要求，這些要求不可預(yù)測(cè)且不斷變化

-對(duì)規(guī)則的解釋不透明或不公平

另一方面，我們也聽到了來(lái)自輸電規(guī)劃方和運(yùn)營(yíng)商的一些抱怨之聲，例如：

-快速發(fā)展的技術(shù)（如電網(wǎng)逆變器、電池、混合電站）需要新的建模、研究和工藝

-對(duì)提交的研究模型缺乏信任，模型不正確或參數(shù)化程度低，缺乏驗(yàn)證模型的輔助材料

-同一項(xiàng)目提出多個(gè)申請(qǐng)，在并網(wǎng)隊(duì)列中博弈，導(dǎo)致不必要的重新研究和高退出率

-現(xiàn)有資源的實(shí)時(shí)性能不可靠，沒(méi)有對(duì)模型或設(shè)備進(jìn)行明確的修正以解決可靠性問(wèn)題（NERC報(bào)告結(jié)論）

雙方都表達(dá)了挫折感，并重點(diǎn)指出了改進(jìn)并網(wǎng)互通流程的明確需求。我們不應(yīng)該將這個(gè)問(wèn)題視為"我們與他們"的問(wèn)題；通常，雙方都希望新的清潔能源可以安全、可靠、精簡(jiǎn)、經(jīng)濟(jì)的并網(wǎng)，從而避免下一次大停電。那種糟糕的日子帶來(lái)的影響實(shí)在難以承受。

改革的需要

NERC的多份報(bào)告都指出了改進(jìn)發(fā)電并網(wǎng)流程的必要性，最近的一份報(bào)告是《Odessa干擾報(bào)告》，報(bào)告分析了德克薩斯州太陽(yáng)能光伏資源并網(wǎng)時(shí)出現(xiàn)的大范圍損失。[2]此外，NERC還強(qiáng)烈建議所有輸電服務(wù)提供商更新和改進(jìn)并網(wǎng)流程和要求，為日益增長(zhǎng)的、以逆變器為基礎(chǔ)的資源提供支持。 [3]長(zhǎng)期解決方案不可避免的需要時(shí)間。這種長(zhǎng)期解決方案表現(xiàn)為改進(jìn)的現(xiàn)代監(jiān)管流程，在不影響分析充分性的前提下，這種長(zhǎng)期解決方案可以統(tǒng)一和簡(jiǎn)化并網(wǎng)流程。我們迫不及待的希望改變需求和現(xiàn)有流程，從而管理當(dāng)前的并網(wǎng)隊(duì)列。

我們看到多個(gè)地區(qū)在并網(wǎng)流程改革方面有所行動(dòng)。并網(wǎng)改革倡議正在解決與澳大利亞國(guó)家電力市場(chǎng)并網(wǎng)相關(guān)的延誤問(wèn)題和復(fù)雜性問(wèn)題。[4]美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì)（FERC）最近發(fā)布了一份擬議規(guī)則的預(yù)通知（ANOPR），旨在改革、簡(jiǎn)化以及實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的發(fā)電并網(wǎng)流程。[5]全球電力系統(tǒng)改造（GPST）聯(lián)盟也在致力于開發(fā)可以提升系統(tǒng)可靠性、在能源轉(zhuǎn)型加速的情況下簡(jiǎn)化并網(wǎng)流程的技術(shù)[6] 。

尋找平衡

鑒于逆變器資源的高滲透率，確保大型電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和快速并網(wǎng)新電力資源是存在一定沖突的概念，它們必須取得微妙的平衡。這兩個(gè)方面的平衡行為至關(guān)重要。

在一個(gè)完美的世界中，輸電服務(wù)供方會(huì)提出明確的并網(wǎng)流程和要求，并能進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的可靠性研究。實(shí)際上，提交給輸電規(guī)劃方的模型并不代表計(jì)劃安裝設(shè)備或已安裝的設(shè)備、或完全不能用于執(zhí)行研究，這些都大大增加了流程的復(fù)雜性、所需的時(shí)間和研究工作。我們能簡(jiǎn)單的忽略這些問(wèn)題嗎？我們能避免研究嗎？我們能夠忍受建模錯(cuò)誤嗎？絕對(duì)不可以！如果我們想讓電燈還亮，那就不可以。

可行建議

我們需要停止欣賞問(wèn)題，而要積極參與制定解決方案來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。正在開發(fā)的電網(wǎng)新興技術(shù)帶來(lái)了令人興奮的機(jī)遇，但需要有效的政策、合理的要求、準(zhǔn)確的建模和充分的研究。為了努力提供我們現(xiàn)在就可以踐行的指導(dǎo)意見(jiàn)，筆者向開發(fā)團(tuán)體提出以下建議，助力快速能源轉(zhuǎn)型。

-了解并網(wǎng)流程的復(fù)雜性。今天的并網(wǎng)隊(duì)列比過(guò)去要復(fù)雜得多。過(guò)去，只有少數(shù)建設(shè)時(shí)長(zhǎng)為5-10年的大型同步發(fā)電機(jī)希望并網(wǎng)。當(dāng)前我們看到，進(jìn)度顯著加速，大量不同的資源互相關(guān)聯(lián)。充分研究這些復(fù)雜的資源給現(xiàn)有流程帶來(lái)了壓力，更不用說(shuō)在如此短的時(shí)間內(nèi)了。然而，輸電服務(wù)供應(yīng)商必須履行責(zé)任，識(shí)別可靠性問(wèn)題并制定緩解措施。基于逆變器的技術(shù)提出了需要解決的復(fù)雜新問(wèn)題。例如，控制的相互作用、短路問(wèn)題、振蕩、電能質(zhì)量問(wèn)題、穿越性能問(wèn)題以及所需的電網(wǎng)逆變器。隨著我們將更多的電子接口電力設(shè)備并入電網(wǎng)，這些挑戰(zhàn)會(huì)普遍存在，而且會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。歸根結(jié)底，在現(xiàn)代社會(huì)中是沒(méi)有辦法繞過(guò)這些挑戰(zhàn)的；然而，這些可靠性問(wèn)題可以通過(guò)在并網(wǎng)流程中的詳細(xì)建模和研究來(lái)解決。

-為滿足并網(wǎng)要求做好準(zhǔn)備。并網(wǎng)客戶應(yīng)該確保已為滿足大容量電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行制定的要求做好了準(zhǔn)備。除了NERC和FERC的要求外，輸電服務(wù)供應(yīng)商也有自己的獨(dú)特要求。NERC發(fā)布了一份可靠性指南[7]，強(qiáng)烈建議這些實(shí)體公司全面更新并網(wǎng)要求，做到清晰、一致并適合逆變器技術(shù)。在整個(gè)流程中，輸電規(guī)劃方將提出詳細(xì)的建模、驗(yàn)證和研究要求。市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商（如適用）也會(huì)提出并網(wǎng)要求、商業(yè)慣例手冊(cè)、操作指南等。所有這些要求都會(huì)發(fā)揮至關(guān)重要的作用，必須一直堅(jiān)持下去。隨著技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展，開發(fā)商應(yīng)該期望需求以類似速度發(fā)展，從而跟上不斷變化的電網(wǎng)可靠性需求。請(qǐng)與您的輸電服務(wù)提供商和其他實(shí)體公司協(xié)調(diào)，盡早解決問(wèn)題。

-在并網(wǎng)研究中確保建模質(zhì)量和準(zhǔn)確性。這一點(diǎn)怎么強(qiáng)調(diào)都不為過(guò)。建模的準(zhǔn)確性和質(zhì)量非常重要，也是當(dāng)今并網(wǎng)流程面臨的最大挑戰(zhàn)之一。在對(duì)太陽(yáng)能光伏大范圍損失事件的分析中，NERC重點(diǎn)指出，在多種干擾因素的作用下，太陽(yáng)能光伏資源的不可靠表現(xiàn)源于并網(wǎng)流程中不準(zhǔn)確的建模和研究。在許多情況下，提供給規(guī)劃方的建模是不準(zhǔn)確的，沒(méi)有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，或者沒(méi)有經(jīng)過(guò)輸電規(guī)劃方的充分檢查；因此，資源在未經(jīng)研究的狀態(tài)下運(yùn)行，我們需要盡快解決這個(gè)問(wèn)題。提供一種建模是必要的，但仍然不夠，這個(gè)建模必須與已安裝設(shè)備相匹配。NERC重點(diǎn)指出，輸電規(guī)劃方需要在調(diào)試前后制定全面的建模質(zhì)量檢查措施，確保建模與實(shí)際設(shè)備和設(shè)置相符。如果發(fā)現(xiàn)差異，應(yīng)立即采取緩解措施。在商運(yùn)之前，這些措施包括重新研究或由開發(fā)商提供額外文件。試運(yùn)行后，需要縮減開支或采取措施直至解決方案得以實(shí)施。在進(jìn)行研究之前，開發(fā)商應(yīng)該想到的是，整個(gè)北美地區(qū)的輸電規(guī)劃方，乃至全球各地的輸電規(guī)劃方會(huì)更加強(qiáng)調(diào)建模的質(zhì)量保障，例如單線圖、OEM證明、規(guī)格明細(xì)和工廠測(cè)試報(bào)告等。在并網(wǎng)流程后期才識(shí)別出這些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致延誤。避免使用通用設(shè)備型號(hào)"排隊(duì)"，這會(huì)在之后被標(biāo)記出來(lái)并使所有的研究無(wú)效。

-了解物料變動(dòng)，盡早挑選設(shè)備。需要盡早鎖定設(shè)備。設(shè)備選型越晚，并網(wǎng)流程所需的時(shí)間就越長(zhǎng)。規(guī)劃方必須研究正在安裝的實(shí)際設(shè)備。參數(shù)確定后，使用通用設(shè)備的建模大大增加了重新研究的機(jī)率。這是開發(fā)商的一個(gè)痛點(diǎn)，但規(guī)劃方必須要研究實(shí)際計(jì)劃安裝設(shè)備的性能。使用推測(cè)數(shù)據(jù)的并網(wǎng)申請(qǐng)應(yīng)該能夠預(yù)估并網(wǎng)流程可能出現(xiàn)的延誤，直至可以就設(shè)備、控制模式、設(shè)置和設(shè)施的其他方面內(nèi)容做出合適的決定。在一個(gè)需要反復(fù)選擇的流程中，會(huì)需要重新進(jìn)行研究，會(huì)出現(xiàn)延誤。"物料變動(dòng)"又增加了這一領(lǐng)域的混亂。它意味著太多的內(nèi)容。在北美，解決這些問(wèn)題的活動(dòng)正在進(jìn)行當(dāng)中。然而最主要的信息是，在做出會(huì)影響設(shè)施的電力輸出或響應(yīng)的修改之前，開發(fā)方應(yīng)與輸電服務(wù)提供商和輸電規(guī)劃方進(jìn)行協(xié)調(diào)。盡早選擇設(shè)備和設(shè)置，盡量減少設(shè)備改動(dòng)會(huì)大大有助于加快并網(wǎng)流程。

-與原始設(shè)備制造商樹立牢固的關(guān)系，更新合同。開發(fā)商和電站業(yè)主/運(yùn)營(yíng)商應(yīng)與原始設(shè)備制造商（OEM）建立牢固的工作關(guān)系，還應(yīng)確保更新合同以反映輸電公司的要求。對(duì)開發(fā)商提出的要求經(jīng)常被推給OEM，特別是建模要求。需要考慮那些公開透明、有意愿且有能力提供清晰文件和調(diào)試后支持的OEM。例如，行業(yè)正朝著使用由實(shí)際安裝設(shè)備源代碼生成的"真實(shí)代碼"模型發(fā)展。規(guī)劃方可能會(huì)要求在EMT建模中包括這種類型的代碼，OEM需要在并網(wǎng)流程和項(xiàng)目生命周期內(nèi)提供這些信息。OEM應(yīng)努力支持由公用事業(yè)部門確定的可靠性倡議。僅僅依靠第三方顧問(wèn)和開發(fā)建模不足以滿足未來(lái)的并網(wǎng)要求。

-終結(jié)排隊(duì)游戲。許多輸電服務(wù)供應(yīng)商重點(diǎn)指出，同一個(gè)項(xiàng)目會(huì)提交多個(gè)并網(wǎng)申請(qǐng)。隨著輸電公司的可行性研究以及系統(tǒng)影響研究的進(jìn)行，這些相同的項(xiàng)目會(huì)在流程的不同階段被撤回。隨著項(xiàng)目退出隊(duì)列（通常是由于輸電容量有限以及昂貴的輸電基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用），這需要大量的額外工作，包括編寫更新應(yīng)急文件、修訂單線圖、更新建模和基本情況、重新進(jìn)行可靠性研究，重新確定可靠性問(wèn)題的適當(dāng)緩解措施。這一切都為并網(wǎng)流程帶來(lái)了不必要的延誤。這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)可能解決方案是提高客戶進(jìn)入并網(wǎng)隊(duì)列的門檻（目前是非常低的）。如果認(rèn)真對(duì)待進(jìn)入隊(duì)列的并網(wǎng)項(xiàng)目（土地許可、設(shè)備選型、設(shè)計(jì)完工、施工準(zhǔn)備等）并支付較高的"首付款"，那么我們會(huì)看到更少的冗余和延誤。在隊(duì)列的各個(gè)階段，在最后一分鐘決定繼續(xù)或退出只會(huì)延長(zhǎng)每個(gè)人的流程。

-聘用信譽(yù)良好、參考價(jià)值高的顧問(wèn)以及設(shè)計(jì)、采購(gòu)和施工（EPC）承包商。雖然開發(fā)商有責(zé)任滿足并網(wǎng)流程的要求，但在整個(gè)流程中使用的顧問(wèn)和EPC承包商支持團(tuán)隊(duì)往往是執(zhí)行工作、證明符合要求的實(shí)體。目前的主要關(guān)注領(lǐng)域是為開發(fā)和驗(yàn)證研究建模而進(jìn)行的咨詢工作。同樣，由于開發(fā)團(tuán)體聘請(qǐng)的顧問(wèn)開發(fā)的建模存在錯(cuò)誤，因此需要大量返工。例如，顧問(wèn)使用設(shè)定小時(shí)數(shù)（成本）和交付進(jìn)度（日期）來(lái)確定建模開發(fā)范圍。然而，電站使用了混合逆變器，由一家OEM主導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)控制。根據(jù)用戶定義的建模以及開發(fā)適用的電站建模需要比預(yù)期更長(zhǎng)的時(shí)間和更多的費(fèi)用。因此，開發(fā)方和顧問(wèn)決定使用不能反映實(shí)際設(shè)備的通用建模。如上所述，NERC呼吁輸電公司更細(xì)致的篩選這些類型的錯(cuò)誤，并要求提供證明建模與現(xiàn)實(shí)相符的驗(yàn)證材料。開發(fā)方應(yīng)該期待這些問(wèn)題被標(biāo)記出來(lái)。解決辦法是分配足夠的資源，聘請(qǐng)信譽(yù)良好的顧問(wèn)，這些顧問(wèn)可以提供滿足并網(wǎng)隊(duì)伍要求所需的結(jié)果。

-配備現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員。投資公司應(yīng)確保在項(xiàng)目的整個(gè)生命周期內(nèi)，開發(fā)商的技術(shù)人員都在現(xiàn)場(chǎng)并能提供服務(wù)。工作人員應(yīng)了解設(shè)計(jì)、建模、研究和電站其它方面的內(nèi)容，從而有效滿足并網(wǎng)流程的每個(gè)里程碑。排除必要的輸電升級(jí)等外部因素外，在整個(gè)流程中解決已發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力直接關(guān)系到資源并網(wǎng)速度。混淆或錯(cuò)誤的解讀結(jié)果、要求或問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目完工出現(xiàn)重大延誤，或無(wú)法滿足技術(shù)要求。輸電公司也將需要確保配備的設(shè)計(jì)人員能夠?qū)@些新資源類型進(jìn)行建模、研究和分析。

-未來(lái)的IEEE 2800標(biāo)準(zhǔn)即將出臺(tái)。一批業(yè)內(nèi)專家目前正在起草與相關(guān)輸電系統(tǒng)并網(wǎng)的、基于逆變器的資源并網(wǎng)和操作性IEEE標(biāo)準(zhǔn)草案，[8]草案規(guī)定了BPS并網(wǎng)逆變器資源的容量和性能的統(tǒng)一最低技術(shù)要求。這一標(biāo)準(zhǔn)草案將涵蓋從建模、研究到電能質(zhì)量和穿越性能等一系列主題。這一項(xiàng)目是為了解決并網(wǎng)流程中的挑戰(zhàn)與逆變器資源BPS可靠運(yùn)行的差距而啟動(dòng)的，其中一個(gè)重要驅(qū)動(dòng)因素是北美地區(qū)持續(xù)的、大面積的太陽(yáng)能光伏干擾的損失。這一標(biāo)準(zhǔn)近期被IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)RevCom[9]批準(zhǔn)，并得到了業(yè)界高度認(rèn)可。請(qǐng)注意，IEEE標(biāo)準(zhǔn)是自愿的。業(yè)界有望充分、全面采用未來(lái)的IEEE 2800標(biāo)準(zhǔn)及2800.2測(cè)試和驗(yàn)證補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)。[10] OEM和開發(fā)團(tuán)體應(yīng)該了解這一未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)的使用，為滿足標(biāo)準(zhǔn)中列出的所有要求和建議做好準(zhǔn)備，因?yàn)樗鼈兛赡芎芸炀蜁?huì)生效。

我們有責(zé)任認(rèn)識(shí)到我們正在做的工作的嚴(yán)肅性。僅在美國(guó)，就有近4億人依靠可靠、安全的輸電，這推動(dòng)了現(xiàn)代社會(huì)的方方面面。我們不能讓可靠性保證和新能源并網(wǎng)的平衡工作向任何一個(gè)方向快速傾斜。過(guò)分關(guān)注可靠性將阻礙低成本能源和清潔能源并網(wǎng)。當(dāng)下，一次影響數(shù)百萬(wàn)人的大面積停電可能與可再生能源的不可靠運(yùn)行有關(guān)。在沒(méi)有充分盡職調(diào)查的情況下，過(guò)分傾向資源快速并網(wǎng)將使所有相關(guān)方付出極大代價(jià)。我們可以盡最大努力確保這種情況不會(huì)發(fā)生，但我們要認(rèn)識(shí)到，在發(fā)電并網(wǎng)流程中，提供這種保證是需要時(shí)間的。