日食為何沒“吃掉”德國電網
- 發佈時間:2015-03-30 10:13:00 來源:中國經濟網 責任編輯:羅伯特
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3月20日上午,北半球迎來難得一見的日全食。德國是全球光伏裝機容量最大的國家。在日食期間由於缺少陽光,德國將驟然失去約70%的光伏電力;而當日食結束時,陽光突然照射,大量光伏電力又將暫態涌入電網。
一退一進,給電網帶來巨大壓力,但作為全球最大的太陽能發電國家,德國經受住了這次嚴峻的挑戰。
質疑:
日食究竟會給太陽能發電帶來多大影響?德國電網是如何應對此次日食危機的?此次事件對中國的太陽能發電産業有什麼借鑒意義?
解答:
“這次日食是當前光伏發電可能面臨的極端狀況,歐洲各國的電網運營商對此非常重視,可謂嚴陣以待。”國家發展和改革委員會能源研究所副研究員、國家可再生能源中心主任助理趙勇強在接受《中國科學報》記者採訪時説。
這次日食開始時,月球的投影在大西洋洋面出現,歷經兩個半小時後在北極點附近結束,全食階段持續2分47秒,是歐洲16年以來經歷的規模最大的一次日全食。
作為全球最大的太陽能發電國家,德國擁有高達39 GW的光伏裝機容量,超過德國總發電裝機容量的20%。據ENTSO-E發佈的一份《2015年日食影響評估報告》顯示,當日食發生時,整個歐洲大陸減少的光伏電力有51%來自德國,而這可能給電網帶來超負荷運作的風險。對德國而言,日食過程導致的太陽能下降速率和上升速率分別高達-273兆瓦/分鐘和361兆瓦/分鐘。
“這個變化率可以説非常快。”中國科學院電工研究所研究員王一波説,“電網的正常運作需要保持發電量和用電量之間的實時平衡。從便於電網控制和調節的角度考慮,電源輸出最好能相對穩定。但光伏發電的特性決定了它的不穩定性,在日食發生的過程中,光照在短時間內先是驟降,然後又突然回升,這對電力系統快速調節能力來講,的確是非常大的挑戰。”
“雖然日全食影響很大,但是其過程可預測,這就使各國有充分的時間制定技術和非技術的預案,從而使其影響可控。其中很重要的一種預案就是歐洲各國電網公司之間的協調合作。”王一波説,“德國電網並不是孤立的,事實上整個歐洲電網可以給德國電網提供強有力的支撐,當德國面臨‘日食危機’時,挪威、瑞典等對太陽能發電依賴較小的周邊國家就可以伸出援手。”
在整個歐洲電網的共同協調下,德國等國家的輸電系統運營商通過實時調控備用機組的發電出力,維持日食過程中的電力供需平衡,成功渡過了這一難關。
歐洲電力傳輸系統運營商聯盟秘書長Konstantin Staschus表示:“此次日食事件是在本聯盟組織之下,歐洲及區域協同合作的一個成功案例。”
本次“日食危機”是對整個歐洲電力系統的一場“大考”。理論上,歐洲的輸電運營商也可以採用保守的預案來逃過這場考試,比如在日食前後的一段時間裏,簡單地把光伏系統全部關停,只依靠常規發電機組供電。但他們沒有回避危機,在全世界面前上演了現代電網應對可再生能源發電危機的生動一課。
“這次事件意義重大,是對可再生能源發電事業的極大鼓舞。”王一波評價道,“大規模發展太陽能、風能等可再生能源並網發電,一直面臨著很多質疑。人們擔心這些隨機性、間歇性的電源,一旦高比例接入電網,是否會對電網帶來難以承受的衝擊。這一次,歐洲國家集體提交了一份漂亮的答卷,證明了在技術層面上,現代電網完全能夠應對這樣的挑戰。”
據了解,當前中國的光伏發電在全國發電量中佔比尚不足1%,但是光伏裝機的年均增速超過了100%。從2013年到2014年,中國的光伏新增裝機容量連續兩年世界第一,累計裝機容量位列世界第二,僅次於德國。
趙勇強認為,德國成功應對日食危機的案例,對中國發展太陽能發電也有很大的借鑒意義:“首先,電網的調度運營組織要切實負起責任,做好預測、預報、危機評估等工作;第二,系統規劃電力系統和配電網,增加電力系統的靈活性;第三,充分調動市場機制,促進輔助服務和市場供需平衡。”( 李晨陽 倪思潔)