DQZHAN技術(shù)訊：當(dāng)光伏發(fā)電“遇上”日全食
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)到達地球表面的光照就會由*強變?yōu)橄?，對?yīng)的光伏出力也會由*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*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，明年德國光伏裝機容量將達到近4000萬千瓦，相當(dāng)于國內(nèi)發(fā)電總裝機容量的22%。光伏出力屆時可以達到2500萬千瓦以上，而德國*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**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**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)束的瞬間退出運行。雖然德國有一定的抽水蓄能容量，與周邊國家也有很強的互聯(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*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*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。
