与此最接近的问题是过剩发电的线性使用。
我不是工程师，所以我可能无法正确表达这一点，并且希望得到一个假设背景知识最少的答案（我对电压、变压器等只有基本的了解）。问题源于所有这些关于可变风能和电力可能破坏电网的讨论。
例如，请参阅 2012 年电气连接文章太阳能装置的快速增加可能使电网超载，其中讨论了“逆潮流”的可能性，还谈到了某种“网络保护器”设备。还有一篇或类似的文章关于夏威夷 夏威夷的互连噩梦以及它对美国住宅光伏行业的重要性，其中说夏威夷经验确定的唯一“具体问题是馈线上的瞬态过电压的可能性——本质上是一个短路持续电压尖峰”。
我很好奇这里在大网格和微环境中发生了什么。例如，假设我有一个充满电的电池，并且我不断地向其中注入电流。发生什么了？是否有设备可以将电能转移或散发为热量而不会损坏任何东西？我在网上找到了一些类似的问题，但答案不是太清楚。
正如您可能想象的那样，这不是只有一种解决方案的东西，而且问题本身也非常复杂。让我们分解一下。
现在大多数文明国家的电网都具有等级结构：上面是大型集中式发电站，下面是大型中压配电网络或配电环，然后是城市电网（通常约为400kV）通常是地下高压、社区网络（20kV 或多相电源电压），然后是分配 115/230V 的低压“邮政编码”网络。当然，正如您的问题已经暗示的那样，这种层次结构假定从发电站到家庭的净能量流动，而不是相反。
大多数分散式发电 - 非商业太阳能电池板、风力涡轮机等 - 发生在房屋层面，即它产生 115/230VAC 并将其泵入主电源。大多数情况下这很好，因为产生的功率远低于消耗的功率，并且净能量流仍然在正确的方向上。很少，但现在更常见的是，由于太阳能价格低廉，产生的电量超过了邮政编码级别消耗的电量。对于基本上所有的电力网来说，这实际上并不是什么大问题。用于将 MV 转换为 115/230V 的变压器只是线性变压器，它们在一个方向上的工作与在另一个方向上的工作一样好。它们几乎没有 PFC 或其他与流向相关的参数，所以没关系。
大多数电网无法应对的问题是在上一步发生的事情。在这里，我们到达了从地下城市电网到较小区块的转换步骤，现在这些变电站通常具有 PFC 或至少某种去耦机制，以确保来自城市电网的干扰不会传回高压电源线，因为它会通过一个线性变压器。如果该装置产生的功率大于消耗的功率，则该能量（通常）不能流向任何地方，或者至少它被非常昂贵、不易更换的电子设备阻止。系统的反射反应是抛出一个开关并将这个单元与网格的其余部分分开。当然，这不会“杀死”这个单位；所产生的电力只会将该电网上的电压提升至电源逆变器的安全极限（通常为标称电压 + 5-7%），并且通常会使交流频率不稳定。但是电力将继续存在，直到云层过去，电网降至低于掉电电压并且太阳能逆变器全部关闭。这个问题被称为孤岛发电问题，如果没有电网和逆变器（即智能电网）中的一些额外智能，很难解决。
但是，正如您在上一段中看到的那样，额外的能量不一定会流向任何地方。如果出现孤岛情况，逆变器不仅需要将其所有可用能量倾倒在电网上，还需要在电网达到一定电压时进行自我调节。当那朵云最终过去时，它们会自行关闭，情况就会得到解决。
有替代的保护机制。一些国家有短路开关，可以与电力线上的特殊 (DTMF) 信号接合。当创建一个孤岛时，他们可以将电网短路到地面并立即切断电网的一部分。然而，这并不是一种非常安全的做法，因为这通常会导致电网上出现感应尖峰，从而损坏电网和家用电子设备。现在很少使用这个了。然而，对于不能很好地调节其输出并可能导致过压情况的发电机来说，它是一种重要的保护机制。
今年 5 月在德国，可再生能源的价格实际上是负的，因为他们拥有的太多了。换句话说，他们向生产者收取多余的能源。因此，他们通过激励生产者不要将其推入电网来处理过剩的能源——这对于太阳能来说很容易，而对于风能来说是可能的。
不同的发电方法有不同的时间常数——核电站喜欢完全运行，启动和关闭需要很多时间。通过重定向或阻塞水流，可以快速改变水力发电的输出。热电厂（我曾经在附近有一个）有更长的时间常数，所以如果你突然失去负荷（wot 正在减慢涡轮机的速度），蒸汽中存储的能量必须排出（大声！）以防止发电机滑行失控。据我所知，他们不会尝试吸收电能，尽管我对可以吸收大量能量的大型能量接收器的仪器进行了可行性研究（制造与共模电压一起工作的仪器很有趣千伏）。
合理有效地储存大量能量是一个非常困难的问题，没有明显的解决方案。分布式电池/逆变器以及将水上山抽入大坝进行储存的老式方法，并让它通过涡轮机和发电机冲出以恢复（部分）它是几种方法。
让我用更容易理解和放在上下文中的术语来重新表述这些文章。我认为这些文章相当于“我刚买了一辆新的法拉利，有一个严重的问题是我不得不更换刹车片，因为当我接近红绿灯时，我的发动机输出的功率太大了”。
简单的答案是——“把你的脚从油门上拿开”。即当你不能使用它时停止发电。
过度生产确实没有问题，过度交付存在问题，他们只需要向生产商发出信号“停止向电网供电”。事实上，一些太阳能电池板控制器使用云阴影来预测在接下来的 10 或 15 分钟内将产生多少电力，并向电网当局发出信号。
这类文章没有帮助。主要电网和互连关系存在严重问题，可以通过通过法律和花钱来解决。让风力发电商过度运行您的控制系统具有更简单的解决方案。
对主要问题的最简单和直接的答案取决于它有多“过度”。由于大多数设备设计为在标称值的 +/- 5% 范围内运行，因此“额外能量”通常会在设备本身中以热量的形式消散。以灯泡为例（例如），它会产生更多的光和热。如果多余的能量超出设备的容差，它们会过热和/或燃烧（造成损坏）。无论是什么原因导致电网上的“过剩能量”（闪电、太阳能装置、风能等），都将获得这些结果。
对于最后两个问题，如果您使用 13v 电源为 12v 电池充电，则额外的 1v 将使电池在充电至 12v 后保持“温暖”。如果您使用 24v 非稳压电源为其充电，电池会过热、烧毁并可能爆炸。如果您使用过压和限流电源对其进行充电，则电池将充电至 12v，多余的能量将在电源调节器中以热量的形式消散。您可以“有效”利用任何“额外能量”的一种方法是使用一组电池和一个“智能”充电器，当一个电池充电时，它会将充电切换到另一个电池，然后关闭（断开）当银行中的所有电池都充电时。如果对节省额外的能源没有兴趣，它可以被“倾倒”