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當(dāng)光伏發(fā)電“遇上”日全食
日期:2014-12-30   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:hujian 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
2015年3月20日,北半球?qū)l(fā)生一次大范圍日全食過程,發(fā)生地區(qū)包括冰島、歐洲、非洲北部、亞洲北部。德國正好處于日全食的發(fā)生地區(qū)范圍,發(fā)生時間在上午10點左右。雖然日全食只持續(xù)2分46秒,但后果可能非常嚴(yán)重。

日全食對德國電力系統(tǒng)的影響

當(dāng)在出現(xiàn)日全食時,幾分鐘內(nèi)到達(dá)地球表面的光照就會由最強(qiáng)變?yōu)橄В瑢?yīng)的光伏出力也會由最大迅速降至零;而日全食消退后陽光又會快速恢復(fù)普照大地,此時光伏出力又會瞬間從零上升到最大。

當(dāng)一個電力系統(tǒng)內(nèi)光伏比例很小的時候,日全食也不是什么問題,因為大系統(tǒng)完全可以承受小規(guī)模光伏出力迅速下降和升高,電網(wǎng)調(diào)度人員完全可以通過技術(shù)手段應(yīng)對這樣的波動。但是,明年德國光伏裝機(jī)容量將達(dá)到近4000萬千瓦,相當(dāng)于全國發(fā)電總裝機(jī)容量的22%。光伏出力屆時可以達(dá)到2500萬千瓦以上,而德國最大負(fù)荷只有6000-8000萬千瓦。

可以試想一下,如果明年3月20日陽光燦爛,光伏出力達(dá)到2500萬千瓦甚至更高,突然出現(xiàn)日全食,幾分鐘之內(nèi)光伏出力降至零。而且由于光線變暗,很多家庭將打開照明,用電負(fù)荷還會增加。不過故事還沒有結(jié)束,當(dāng)日全食過后,光伏發(fā)電出力又會在短短幾分鐘內(nèi)從零升到2000多萬千瓦,意味著必須壓減相應(yīng)規(guī)模的供電負(fù)荷才能維系電力系統(tǒng)的實時平衡。顯然,德國電網(wǎng)調(diào)度部門將要面臨這個十分棘手的問題。

這相當(dāng)于短時間內(nèi)20多臺大型核電機(jī)組的跳閘和重合閘,完全可以令德國乃至歐洲大陸的電網(wǎng)崩潰。

德國電網(wǎng)調(diào)度部門如何應(yīng)對?

為了解決這樣大規(guī)模的電源出力波動,可選的措施有“不讓它波動”和“配合它波動”兩種:

如果是不讓光伏波動,調(diào)度中心可以提前一天要求全德國所有光伏預(yù)先解列,只保留常規(guī)電源供應(yīng)。這樣就能避免第二天日全食發(fā)生時光伏出力出現(xiàn)劇烈波動。但這是很難做到的,且不說違反《可再生能源法》,就是要實現(xiàn)解列也非常困難。德國80%以上的光伏都是用戶側(cè)屋頂項目,雖然新的法律規(guī)定要求分布式光伏也要配備遠(yuǎn)程調(diào)度控制裝置,但實際上真正配置的很少,所以電網(wǎng)調(diào)度員根本無法統(tǒng)一切除這些分布式光伏,少說也有千萬千瓦。當(dāng)然,也可以號召民眾那天停止光伏發(fā)電,比如給光伏板蓋上棉被。

如果是配合光伏波動,可以在電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)兩方面努力。

在常規(guī)電源方面,找到一種電源,可以在瞬間頂上光伏出力的缺失,同時又在日全食結(jié)束的瞬間退出運(yùn)行。雖然德國有一定的抽水蓄能容量,與周邊國家也有很強(qiáng)的互聯(lián),但幾分鐘內(nèi)要使系統(tǒng)發(fā)供電負(fù)荷增加2000多萬千瓦,幾乎是不可能的。煤電主要承擔(dān)基荷,要大幅調(diào)節(jié)煤電出力,至少也要好幾個小時。

在負(fù)荷側(cè),可以提倡裝有分布式光伏的家庭配置用戶側(cè)儲能單元,提前將多余電力儲存起來,在日全食時能夠快速填補(bǔ)電網(wǎng)供電負(fù)荷空擋。但問題是,一年內(nèi)安裝千萬千瓦的儲能裝置,這可是一筆天文數(shù)字的開支,而且僅是為了應(yīng)對那兩分鐘。當(dāng)然也可以在日全食到來的時候,瞬間切斷2000多萬千瓦的負(fù)荷。號召企業(yè)不生產(chǎn),居民不開燈,大家全部觀賞日食。但是要切斷哪2000萬千瓦的負(fù)荷,不僅是個技術(shù)問題,也是個經(jīng)濟(jì)問題和法律問題。

從幾種辦法上來看,的確難度都很大。小編想最好的結(jié)果是3月20日那天德國普降大雪,蓋住光伏板,這樣日全食就不會引起光伏發(fā)電出力的大幅波動了。

當(dāng)然,現(xiàn)實中德國人最終會以什么樣的心態(tài),以什么樣的準(zhǔn)備來應(yīng)對即將到來的2015年3月20日日全食,我們拭目以待。
 
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來源:能源觀察網(wǎng)
 
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