南澳的太阳能自循环发电会迫使电力系统需求降至安全水平以下

随着南澳大利亚州光伏发电量的猛增，自9月28日起，南澳电网（SA Power Networks）可以选择切除新的屋顶太阳能系统。该州约有27万电力用户拥有屋顶光伏发电设施，总容量约为1.5 GW。

在太阳能发电的高峰期间，如果使用其他措施不能稳定电网，则配电供应商可以断开系统连接。

同样从9月28日开始，[新的规则是]该州新建的太阳能逆变器需具备电压穿越功能，以避免[过快的]自动脱网。

南澳州政府制订了2030年实现100％的可再生能源的目标，上述规则是旨在保持电网稳定性的一系列措施中的最新要求。

上个月，南澳电网宣布将升级大约140个重要变电站的电压管理系统，对于南澳总计90万电力用户，这些变电站服务于其中的79万用户。

七月，配电系统运营商推出了“太阳能海绵”电价，以鼓励在住宅光伏发电[分布式]高峰期的午间用电。

南澳电网将过网费率削减至正常费率的四分之一，该州正常的过网费率约占电力零售商向客户收取的最终电价的30％（实际优惠约为22.5%）。[该规则规定]客户必须安装智能电表才能享受此优惠。

根据澳大利亚电力监管机构澳大利亚能源市场调度中心（AEMO）的统计数据，南澳大利亚州已经是世界上屋顶太阳能普及率最高的地区之一，并且正在以每年200 MW的速度增加新的产能。

黑暗中的太阳能客户

由于分布式太阳能逆变器会因电压下降而与电网自动断开连接，因此，上网屋顶光伏容量的增长引起了人们对停电风险的担忧。

2020年5月，澳洲能源市场调度中心的一项研究表明，“阿德莱德大都市周边区域的严重故障可能会（甚至是一定会）导致南澳一半的分布式光伏发电脱网。”

报告称，在今年年底之前，这样的事件可能导致高达400 MW的、不受控制的发电容量损失。

这种情况的危险性似乎更接近2016年的情况，当时一场风暴席卷了南澳，导致445 MW的风能切机，负荷转移到该州与澳大利亚国家电力市场其他区域之间的主要联络线路。

负荷的激增使海伍德（Heywood）联络线过载，联络线跳闸使南澳电网形成孤岛，几乎使整个州处于黑暗之中。

澳洲能源市场调度中心在5月表示：“当南澳孤岛运行时，某些高概率的故障事件导致分布式光伏断开，目前几乎无法维持其标准运行频率。这意味着在分布式光伏发电高峰期间，澳洲能源市场调度中心可能不再具有安全运行南澳孤岛电网的手段，因此，迫切需要采取缓解措施。”

澳洲能源市场调度中心的另一个问题是，如果南澳电网处于孤岛状态，则必须有足够的需求才能使同步发电机组保持在线，因为这些发电机组为系统提供了至关重要的强度、惯性、频率和电压支撑。

太阳能降低了用电需求

由于有如此多的家庭在使用屋顶太阳能，因此澳洲能源市场调度中心认为电网的运营需求可能会降至维持稳定所需的550 MW以下。

南澳电网公司事务经理Paul Roberts在给“绿色能源技术杂志（GTM）”的电子邮件中说：“我们的电网需求甚至可能低至200 MW。”

“ 澳洲能源市场调度中心强调指出，如果南澳电网由于联络线断开而与维多利亚州[电网]分离，那么在春季周末的正午时刻，情况对于电网安全稳定尤为棘手。”

“对于澳洲能源市场调度中心和我们来说，这也是一个问题，因为我们目前无法实时了解太阳能在低压网络中的运行情况，也无法对其进行管理。”

尽管面临挑战，Roberts表示，南澳电网“很乐意支持”州政府的可再生能源目标。

他说：“我们认为，配电网络是实现这一过渡的核心，我们的目标是到2025年将配电网络上可容纳的太阳能数量增加一倍。”

但是，使用现有措施还能将多少太阳能注入电网尚待观察。

澳大利亚可再生能源机构首席执行官达伦·米勒（Darren Miller）在7月的一次采访中说：“南澳可能紧步夏威夷后尘，成为世界上太阳能光伏普及率最高的地区。”

“目前的配电系统必须在中午时段容纳过剩的太阳能上网，这使得一个问题成为现实，那就是太阳能确实非常棒，但是如果每个人都拥有，并且不再消耗电网能源，那么一定会产生[发电与负荷]不匹配的问题，这亟需解决。”