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提高再生能源电网稳压能力 日本提5年STREAM计划

提高再生能源电网稳压能力 日本提5年STREAM计划

随日本再生能源发电比例提高,既有电网的稳定性问题日趋严重,迫使日本政府提出新的稳定电网构想,除提供蓄电系统研发与建设补助外,日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)2022年6月20日公开新计划,再生能源主力电源化必要次时代电网稳定技术研发计划STREAM。

根据NEDO公布数据,STREAM为2022~2026会计年度(2022/4~2027/3)的5年计划,主要参与单位除政府、学校、电力相关企业外,主要的电机业者是三菱电机(Mitsubishi Electric)。

而STREAM的主要研发项目有两个:实用类惯性功率调节系统(PCS)开发,实用电动发电机组(M-G Set)开发。

电动发电机组是历史悠久的老技术,在一般电机中,包括电动火车这种大型交通工具,已被半导体电路组成的逆变器(Inverter)取代,只剩老设备或是大型船舶上还能看到;类惯性PCS则是要用半导体电路开发的设备,体积与复杂度可望低于电动发电机组,用在较小型系统中。

而这两个项目的意义,根据日本电波新闻的说明,在于解决太阳能发电与既有发电机的最大差异,惯性带来的瞬间突波。

发电系统若用原理与电动马达相同的发电机,不管发电机是用在现有的火力、水力、核能,还是再生能源的风力、潮汐海流、地热等,共通特性是马达本身具有惯性,启动需要一定时间才能到达额定水准,停机也要一定时间才会完全停摆,因此输出电压也是缓升缓降,不会立即断电,能有数秒缓冲时间。

但太阳能发电完全没有马达,也就没有同样的惯性,所以输出电压会陡升陡降,电网缓冲时间以微秒计,当太阳能电力仅占总电力不到1%的时候,这有办法消化,但要当成占全国发电量10%以上的主力电源时,现有的电网体系将无法提供足够的缓冲。

因此,NEDO提出的研发案,类惯性PCS与电动发电机组,都是拉长电网缓冲时间,从微秒级拉长到秒级,让现有的电网调节技术来得及反应的设备。

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