岛屿电力系统中高渗透率光伏的最佳实践

核心观点

• 岛屿电力系统因其地理位置偏远、缺乏互联、土地有限等特点，在能源转型中扮演着重要角色。这些岛屿面临着高电价、低可靠性和气候变化带来的挑战，因此加速部署可再生能源系统，如光伏发电，成为其必然选择。
• 随着可再生能源渗透率的提高，岛屿电力系统面临着频率偏差、电压瞬变等稳定性问题。为解决这些问题，需要采取一系列措施，包括改进电网设计、平衡可再生能源波动、实施先进的可再生能源控制等。
• 储能系统在岛屿电力系统中发挥着关键作用，可以平衡风能和太阳能的波动，管理季节性需求变化，并提供频率响应等辅助服务。
• 电力电子技术，特别是具有快速响应能力的光伏逆变器，在提高岛屿电力系统稳定性方面具有巨大潜力。这些技术可以替代传统的同步发电机，并提供虚拟惯量等特性，从而提高电网的鲁棒性。
• 岛屿电力系统在应对极端天气事件和自然灾害方面也面临着挑战。为提高系统的韧性，需要加强电网基础设施的建设，制定应急预案，并投资于互连系统。

关键数据

• 世界银行数据显示，岛屿电力系统的电价普遍高于大陆地区。例如，2020年，加纳比尔的平均电价为0.449美元/千瓦时，而西班牙则为0.204美元/千瓦时。
• 一些岛屿电力系统的可再生能源发电成本也较高。例如，2019年，西班牙埃尔赫罗岛的发电成本为0.286欧元/千瓦时，而加纳比尔的成本为0.449美元/千瓦时。
• 马尔代夫的电价在2020年疫情期间大幅上涨，达到0.660美元/千瓦时。

研究结论

• 岛屿电力系统是可再生能源转型的试验田，其经验和最佳实践对全球电力系统具有重要意义。
• 在部署可再生能源技术时，需要考虑未来电网的状态，并确保新设备能够适应高渗透率的环境。
• 光伏逆变器应具备电压和频率瞬变穿越能力，并优先考虑无功电流，以支持电网电压。
• 大型可再生能源发电站应能够提供电压调节和快速频率响应等辅助服务。
• 电力电子技术将在未来岛屿电力系统中发挥越来越重要的作用，并与其他技术（如储能）相结合，实现100%可再生能源目标。