澳大利亚清洁能源监管机构预测，到2025年可再生能源在电力市场的年均占比将达到45%，并朝着2030年82%的目标迈进。这些宏伟计划固然重要，但电网能否承受这一转变？
新南威尔士州目前是澳大利亚人口最多的州。近日，因可能出现发电量供不应求的情况，新南威尔士州政府不得不要求企业和家庭在下午3点至8点间节约用电。
为应对此种情况，澳大利亚全国范围内正在大规模扩建输电网和发电设施。
西澳大利亚州（简称“西澳州”）地域辽阔却人烟稀少——该州面积占澳大利亚国土总面积的三分之一，但人口不足300万（其中绝大多数集中在西海岸珀斯市及周边地区）。
西澳大利亚州的电网分为两个独立部分，仅覆盖该州部分区域。其中规模最大的是西南综合电网系统(SWIS)，其范围西起珀斯市，东至内陆的卡尔古利矿区。根据澳大利亚最新发布的《综合系统规划》(ISP)，计划新建近5000公里输电线路，以确保能源供应安全可靠。
西澳大利亚州通过“国家电网改造计划”获得了约30亿澳元（约合20亿美元）投资。但该投资规模尚不能保证居民和企业获得稳定的电力供应，也难以推进当前能源转型计划。
澳大利亚能源市场运营商(AEMO)首席执行官丹尼尔*韦斯特曼表示：“能源转型风险正在显现，必须审慎应对。”
燃煤电厂正加速退役。天然气电厂正从联合循环运行模式转为备用或调峰模式。目前，屋顶光伏已成为西南综合电网系统午间时段的单一最大发电容量来源——该系统覆盖区域内超过30%的家庭已安装屋顶光伏系统。其余时段，该地区电力供应仍主要依赖燃煤和燃气发电，不过，风电在总发电量中的占比正稳步提升。
这种情况形成的电网负荷曲线，与著名的“加州鸭形曲线”惊人相似——早间电网需求约为150万千瓦，午间因家庭和企业使用自发电太阳能而降至不足100万千瓦，晚间用电高峰时又攀升至超200万千瓦。
午间用电低谷逐年加剧。2023年电网负荷已降至约50万千瓦，2024年进一步下滑至40万千瓦左右，预计2025年还将持续下降。
珀斯大都市区的电网状况非但未见好转，反而持续恶化。位于珀斯以东260公里处的梅里登太阳能发电场已并网投运，该电站配备36万块太阳能电池板，年发电量最高可达2.81亿千瓦时。
为应对日间可能出现的太阳能发电严重过剩问题，公用事业公司Synergy已部署总容量超过10万千瓦/20万千瓦时的电池储能系统（BESS），其中包括奎纳纳（Kwinana）大型储能电站。这些举措虽有所缓解，但该系统仅能为16万户家庭提供最长两小时的电力供应。
支持太阳能扩建并逐步淘汰煤电的战略包含多项措施：
•投资天然气基础设施，为能源系统提供稳定支撑。为现有天然气发电厂提供为期十年的新排放标准豁免期。
•鼓励企业和消费者将部分用电需求转移至午间时段。采用“应急太阳能管理系统”（ESM），使电网运营商能够在电力过剩时切断屋顶光伏向电网的馈电。
•大规模增建电池储能系统（BESS）
•政策调整：对提供辅助服务的天然气发电厂予以补贴，包括短路功率、无功功率及电网稳定性维护等服务。
澳大利亚能源市场运营商（AEMO）首席执行官韦斯特曼表示：“随着燃煤电厂逐步退役，通过输配电网接入的可再生能源，辅以储能系统稳定供电，并以燃气发电作为备用电源，将成为澳大利亚向净零经济转型期间，为家庭和企业供电成本最低的方式。新建发电设施、储能系统及稳定电源必须在燃煤电厂退役前就位，方能满足澳大利亚日益增长的电力需求。”
对现有天然气发电厂进行升级改造
西南综合电网系统已认识到尽可能维持更多天然气发电厂在线运行的益处。
这些发电机组为电网提供至关重要的旋转惯性，以防范重大事故风险。然而，其中多数机组已趋老化，且正被迫从基荷运行转为调峰运行。仅此一点就意味着：第一，机组升级资金难以到位；第二，若仅按电网运营商调度每周运行数小时，这些设施的持续运营可能难以获得经济合理性。
所幸，澳大利亚已认识到对提供辅助服务的天然气发电厂给予补贴的明智之处。这一政策使得相关发电设施能够进行必要投资并维持盈利。
以珀斯以北50公里处的Synergy公司576兆瓦平贾尔发电站为例，该电站配备九台GEVernova燃气轮机（包括六台6系列和三台9系列）。这些机组主要在紧急情况及应对早/晚高峰“鸭形曲线”时段发电，可在接到调度指令后15分钟内并网供电。
然而，仅靠调峰发电并不足以实现运营可持续性。该电站部分机组配备了英国SSSGears公司生产的同步自换挡（SSS）离合器，以提供系统稳定性和电网支撑。这类离合器的设计特点是：当涡轮机转速超过发电机时，离合器将自动啮合，从而驱动发电机运转。
当发电机与电网完成同步后，涡轮机转速降低，离合器随即自动与发电机断开，使其转变为同步调相机。这些离合器集成于负载齿轮箱内，负载齿轮箱的制造商为法国斯特拉斯堡FlenderGraffenstaden公司。此项同步调相机升级改造可为电网带来多重效益。
同步调相机产生的无功功率对维持电网电压稳定具有关键作用。在实际工作中，有功功率通过电压和电流做功，而无功功率（计量单位为乏，VAR）则为系统提供不可或缺的电压支撑。这种无功补偿不仅能有效预防电压崩溃事故，还可显著提高输电效率，从而提升线路的有功功率传输能力。
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