您可能會想，這不是只有一種解決方案的問題，而且問題本身也很複雜。讓我們來分解一下。

在大多數文明國家中，目前存在的電網具有等級結構：頂部是大型集中式電站，下方是大型MV配電網或配電網環網，然後是通常為地下HV的城市電網（通常約為400kV），鄰域網絡（20kV或多相市電電壓），然後是配電電壓為115 / 230V的低壓“郵政編碼”網。當然，正如您的問題已經暗示的那樣，此層次結構假定從發電廠到家庭的淨能量流，而不是相反。

大多數分散式發電-非商業性太陽能電池板，風力渦輪機和類似的事情-在房屋級別發生，即產生115 / 230VAC，並將其泵入主電源。在大多數情況下，這是可以的，因為產生的功率遠小於消耗的功率，並且淨能量流仍在正確的方向上。很少見，但如今由於太陽能價格低廉，產生的電量比郵政編碼級別上消耗的電量更多。對於基本上所有的電網來說，實際上這並不是什麼大問題。用於將MV轉換為115 / 230V的變壓器只是線性變壓器，它們在一個方向上的工作效果與在另一個方向上的工作一樣好。他們幾乎從來沒有PFC或其他與流向相關的參數，所以很好。

大多數電網都無法很好地應對的問題是在此之上一步發生的事情。在這裡，我們完成了從地下城市電網到較小街區的轉換步驟，如今這些變電站通常具有PFC或至少某種解耦機制，以確保來自城市電網的干擾不會傳播回高壓電源線，就像通過線性變壓器一樣。如果該設備產生的電能多於其消耗的電能，那麼該能量將（通常）無法傳遞到任何地方，或者至少通過非常昂貴的，不那麼容易替換的電子設備阻止了這樣做。系統的反射響應是拋出一個開關並將此單元與網格的其餘部分分開。當然，這不會“殺死”這個單位。所產生的功率只會將電網上的電壓提升到逆變器的安全極限（通常為標稱電壓+ 5-7％），並且經常會破壞交流頻率的穩定性。但是，直到雲層通過之前，電源將一直存在，電網降至低於掉電電壓，並且太陽能逆變器均自行關閉。這個問題稱為孤島發電問題，如果在電網和逆變器（即智能電網）中沒有任何其他智能，很難解決。

但是，正如您在上一段中可以看到的那樣，額外的能源不一定去任何地方。如果發生孤島情況，不僅要求逆變器將所有可用能量都傾倒在電網上，而且還需要在電網達到一定電壓時進行自我調節。當那片雲最終過去時，他們將關閉電源，情況得到解決。

有其他保護機制。一些國家/地區有短路開關，可以與電力線上的特殊（DTMF）信號配合使用。創建孤島後，他們可以使電網短路接地，並立即使一部分電網中斷。但是，這不是非常安全的做法，因為這通常會在電網上引起感應尖峰，從而可能損壞電網和家用電子設備。如今，這已很少使用。但是，它是發電機的重要保護機制，發電機不能很好地調節其輸出並可能導致過壓情況。

今年5月在德國，可再生能源的價格實際上擺動為負，因為它們的價格太多了。換句話說，他們要向生產者收取多餘的能量。因此，他們通過激勵生產者不要將其推到電網上來應對過剩的能源-這對於太陽能來說是容易的，而對於風力發電來說則是可能的。

不同的發電方法具有不同的時間常數-核電站像平整運行一樣，啟動和關閉都需要大量時間。通過改變方向或阻塞水流，可以快速改變水力發電的輸出。火力發電廠（我附近曾經有一家）的時間常數較長，因此，如果您突然失去負載（大功率正在使渦輪機減速），則必須排出（大聲！）蒸汽中存儲的能量，以防止發電機發散假脫機失控。據我所知，他們並沒有嘗試吸收電能，儘管我對儀表的可行性研究進行了研究，該儀表用於吸收大量能量的大型能量吸收器（這是一種有趣的工具，可以與共模電壓一起工作）。 100's kV）。

合理有效地大量存儲能量是一個非常困難的問題，沒有明顯的解決方案。分佈式電池/逆變器和老式的方法是將山上的水抽到大壩中進行存儲，然後通過渦輪機和發電機將其衝出以回收（部分），這是幾種方法。

讓我用易於理解和易於理解的術語重新描述這些文章。我看到這些文章等同於“我剛買了一輛新的法拉利，這是一個嚴重的問題，因為當我接近剎車燈時，我的引擎輸出的功率太大，因此我不得不更換剎車片。” / p>

簡單的答案是-“腳踩加速器”。也就是說，當您不使用電源時就停止發電。

生產過量確實沒有問題，生產過剩存在問題，他們只需要向生產者發出信號，即“停止通電”網格”。實際上，某些太陽能電池板控制器使用雲陰影來預測未來10或15分鐘內將產生多少功率，並發出信號轉發給電網管理機構。

這些文章沒有幫助。主電網和互連關係存在嚴重的問題，只需通過法律並花費金錢即可解決。讓風力發電商運行您的控制系統可以提供更為簡單的解決方案。

這是一個有各種各樣答案的複雜問題。

即使沒有適當的解決方案，對於供求不匹配也有一定的容忍度。需求過多/供應過少）將使電網電壓和頻率從通常的50hz / 60hz /無論您所在國家的主電源是什麼，都下降。相反，供應過多/需求不足會增加頻率。少量的頻率偏差不是很大的問題。在新西蘭，主電源為50 hz，但電網頻率範圍為49-52 hz則很好。除此之外，您可能會遇到嚴重的問題。更具體地說，如果您低於49 Hz，則可能損壞發電機，發電機將自動關閉或隔離。這意味著，由於供應不足，電網頻率下降得更多，從而導致連鎖反應並最終導致整個電網崩潰。

為了防止這種情況的發生，市場運營商請人們支付費用以執行各種服務。這些國家/地區不同，但是我還是以新西蘭為例。

頻率保持-根據需要，這既可以增加也可以減少電網頻率。要使用駕駛類比，請在有人轉向時觀察他們。他們不斷地用輪子做微小的運動，他們可能不知道這些，他們對輪子的位置做出反應，以使汽車越過道路上的小顛簸時保持直線行駛。傳統上，這是由發電能力不足100％的發電機執行的，能夠在不到一秒的響應時間內改變其輸出。

備用電源-在新西蘭，必須始終採購“備用電源”，以便在出現N-1情況時維護電網-要么損失最大的發電機，要么損失之間的傳輸線南北群島。在歐洲，整個非洲大陸以N-2局勢運行，損失了2座大型核電站。這些儲備可以採取發電機運行的形式，即在容量不足的情況下運行並能夠迅速增加，或者（更便宜，更快速）需求響應資源-願意根據需要降低負荷以維護電網的站點。這些資源通常按響應時間和它們可以維持變更的時間量進行區分。新西蘭市場發展迅速（負載響應時間為1秒，發電機響應時間為1秒，持續時間為1分鐘），市場持續增長（響應時間為60秒，但響應時間更長-長達約30分鐘）。回到汽車類比，這是您的汽車碰到一個大顛簸，使您轉向樹木的地方-您必須以另一種方式向後擰動車輪才能回到道路上（但不要轉過頭或最終會撞到道路另一側的樹上。

應對高峰-高峰發電或傳統需求響應-用我們的汽車比喻，道路上有一個彎道。我們可以看到它來自很遠的地方，我們需要做一個大的轉彎才能繼續前進。這是夏季的熱浪，冬季的寒流，傍晚的高峰等。可以通過多種技術來解決。通常，大部分來自高峰發電機，每年僅運行幾天。需求響應再次發揮作用-每年關閉工廠20個小時通常比建造一個全新的峰值發電機併升級傳輸線要便宜

對主要問題的最簡單直接的答案取決於它的“過度”程度。由於大多數設備設計為在標稱值的+/- 5％範圍內運行，因此“額外能量”通常在設備本身中作為熱量散發。例如，在燈泡的情況下，它會產生更多的光和熱量。如果多餘的能量超出設備的承受能力，它們將過熱和/或燃燒（造成損壞）。無論是什麼原因導致電網上的“多餘能量”（閃電，太陽能裝置，風力等），都將獲得這些結果。

對於最後兩個問題，如果您要為12v電池充電如果使用13v的電源，則額外的1v將在充電至12v後使電池保持“溫暖”狀態。如果使用24v非穩壓電源為其充電，則電池將過熱，燒毀並可能爆炸。如果使用過壓和限流電源對其進行充電，則電池將被充電至12v，並且多餘的能量會在電源調節器中作為熱量散失。可以有效利用任何“額外能量”的一種方法是使用一組電池和一個“智能”充電器，當一個電池充滿電後，該充電器將充電切換為另一種電池，然後關閉（斷開連接）當銀行中的所有電池都充滿電時。如果沒有興趣節省多餘的能量，可以將其“傾倒”到適當的負載中並轉化為熱量。

我從事該學科的工作，我想我可以為您提供幫助。

我將使用水的類比來解釋它：

電流->水流量

電壓->壓力

請說

如果您的網絡中有節點和分支；

（在電網中，管道是變壓器和線路，而節點是節點或母線）

如果在最初設計為消耗的節點中註入“水”，則管道中的壓力可能會增加到管道破裂的水平。（這將是家庭水平的太陽能生產）同樣，節點上的過多消耗可能會降低管道壓力，並且系統將無法正常工作。

處理此問題的方法是存儲多餘的能量並在需要時進行供應，這就是為什麼電池是可再生能源的聖杯。

巨大的可再生能源普及率是電網運營商和電力公司所反對的一種情況，因為它迫使他們採用新的方法來完成他們一直從事的工作。世紀之初，幾乎沒有需要做出的根本性改變。 （我的看法）

我希望這已經足夠清楚了，否則我可以做進一步的解釋，因為這是我的日常工作。

[編輯：管道為什麼會破裂？]

根據您的要求，我將在此處進行更詳細的說明：

每個分支元素（&變壓器線路）在不過熱的情況下可以通過的電流量有一個限制並著火。該標稱電流可以在有限的時間內被超過，因此，如果過載持續時間不長，則過載不是生命或死亡事件（過載也會縮短元件壽命）

另一方面，電壓應在節點標稱電壓的+ -5％內，這是每相230V + -5％（在歐洲，美國為125？）。節點中的發電會增加該節點和鄰近節點的電壓（對於相同的負載情況），節點需求的增加會降低該節點及其鄰近節點的電壓）。這就是為什麼如果我在家中放置大量太陽能電池板，可能會在我的房屋和鄰居的房屋中出現電壓問題。可以通過適當的逆變器固件編程來緩解此問題，但是在許多國家中對此沒有規定，因此存在人們未曾聽說過但確實存在的問題。必須處於這樣的限制？嗯，這個限制是電網運營商設定的安全約束。如果房屋插座的電壓過高，則電壓過低可能會損壞設備的電源電子設備（PC電視等），電子設備可能無法工作甚至損壞。

如果需要更多詳細信息，請告訴我。

我們具有高電壓電平來傳輸能量，而較低的揮發性電平（如230V）可以分配電源。隨著電網的建立和今天的大多數時間，功率從電網的高波動部分降到低波動部分。一個tarformformer將電源分配給村莊或城鎮中的幾所房屋。在如此低的電壓下，沒有N-1-安全裝置，只有一個變壓器，周圍有許多房屋。由於電流從高電壓變為低電壓，因此最高電壓位於變壓器處。最多（我所知道的）舊變壓器，該電壓是恆定的。為了完全使用+/- 5％的範圍，油壓變壓器的電壓約為+ 4/5％。在通往房屋的途中，電壓可能下降高達10％，並且在-5％的情況下一切正常。如果現在大量的光伏發電所產生的電能超過了該區域消耗的電能，則該電能必須通過轉換器進入電網。但是，電流流向變壓器，這意味著它是最低電壓而不是最高電壓的點。因此，電壓很容易升高，而光伏電源必須關閉（升高電壓可能會損壞該區域中的任何受保護器件）。通過使用/安裝可調變壓器，這種情況不會出現問題，只需將調壓變壓器上的電壓調整為-4％。但是它們很昂貴。

我認為另一個很好的類比是，您可以想到大型（基本負荷）發電廠，例如正在全速行駛的汽車。它會達到一定的速度（電網頻率），此時將需要您將踏板保持在地板上以無限期地保持該速度。現在，如果山坡開始變平，並且您將腳放在地板上，速度將增加，您將需要釋放汽油以降低速度。這就像增加電網頻率並減少發電量（關閉峰值單元）一樣。另一方面，如果山坡變陡（電網上的負載增加），汽車將減速（頻率下降），但您已經處於全油門狀態。現在要恢復速度，您唯一能做的就是再推一次車。那將是一個峰值單元。