要尽早解决光伏发电与电网的协调问题
什么是协调发展?我认为,协调发展是协调和发展的交集,就是在系统之间,或者系统内部的要素之间,和谐一致,配合得当,由低级到高级,由简单到复杂的一个演化过程。它主要强调的是整体性、综合性、均衡性地发展,不片面地追求单一系统的发展速度,侧重于多系统或多要素在总体目标上的均衡发展。
从协调发展的内涵看,关键是要使光伏发电与电网发展在速度上匹配,规模上均衡,技术上适应,管理上规范,政策上配套。因为,不管是光伏发电还是光热发电,从整个电力系统来看,它就是一个电源,是一个有机组成部分,因此,必须考虑它与用电负荷的协调,与电网规划、运行的协调,与其它电源的协调。
光伏发电与电网的协调发展,主要体现在发、输、用这三个关键环节,发电环节主要是功率预测和运行控制;传输环节主要是如何解决大型光伏电站的电力输送问题;用电环节主要是如何实现经济高效储能,以及与用户的双向互动问题。解决好这几方面的问题才可能避免风电规模化发展走过的弯路。
国外光伏发电与电网协调发展的经验
首先,是速度上的控制。太阳能发电作为一个成长型产业,在现阶段,应该加快发展,但是速度的提高,并不是没有边界的。我们应在加强政策激励的同时,保持均衡有序发展,避免大起大落以及爆炸式增长所带来的社会成本增加过快、电力消纳困难等问题。
德国虽然光伏发展成就举世瞩目,但2006年以来的连续过快增长,已经导致出现了一系列问题,比如:终端电价增长过快,配电网约束日益明显,电网升级改造需求压力不断增加等。所以,近期德国下调光伏上网电价以抑制行业投资过热。
其次,是规模上均衡。电力系统对光伏发电这类波动性电源的接纳能力在很大程度上取决于系统运行的灵活性。电力系统运行的灵活性主要体现在系统可支配的灵活电源比例、电网基础及互联规模,以及需求侧响应能力三个方面。因此,光伏发电发展规模必须与系统灵活调节资源规模保持均衡。
再次,是技术上适应。从光伏发电发展角度来看,光伏发电的发展要适应电网发展的要求,就是要建设电网友好型的光伏发电站,全面提高光伏发电的可调、可控性,满足电网灵活调度运行的要求。相对于常规电厂,太阳能光伏发电的运行特性有较大的差异,主要体现在发电出力的间歇性、随机性。区别于一般的光伏电站,电网友好型光伏电站具有类似传统电源的控制特性,在有功功率控制、无功功率控制和电能质量等方面能够满足相关技术标准和要求。
德国《可再生能源法》明确规定,装机容量超过100千瓦的光伏发电设施必须配备远程控制设备,电网运营商在电网过载或其他安全约束条件下,能够直接调整其发电出力。电网运营商有权在特定条件下,对容量超过100千瓦的并网光伏发电设备进行技术控制。
大规模集中式的光伏电站,辐照度变化会引起出力波动,会对电网的调峰调频和运行的安全性及经济性带来较大影响,光伏发电功率预测是应对这一不利影响的一个重要技术手段。国外已经开展了光伏发电功率预测的研究,如美国提出的光伏功率预测,分为短期预测和长期预测,短期预测为1〜3小时前和1天前,长期预测为季节、年,用于长期规划用;丹麦技术大学也开展了相关研究,提出以数值天气预报的辐照度为输入量,对光伏发电系统的发电功率进行预测。
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