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3月20日德国日食来袭 光伏大面积发电的德国电网如何应对

发表于:2015-03-19 00:00:00     来源:代新社作者:电源老代


明天早上9:30到12点,德国将上演日全食,德国经过多年的发展,新能源在网络中所占的比重逐年在提高,2013年,德国光伏发电量增长6%,至29.7太瓦时(terawatt-hours,TWh)。这表明去年德国光伏发电量满足总需求的4.9%,相比于2012年的4.4%有所提升。看看这个数据,光伏的比例在整个电网的发电量比例是不高。然而,据欧洲能源交易所显示,德国在2014年6月9日中午超过50%的电能来自太阳能。下图是2014年6月份太阳能所占发电量的实测数据,其中黄色部分是太阳能发电的比例:


有人就说了,这不是个大问题:“弱弱地问一句,对于太阳能发电来说,日食和夜晚有什么本质区别么?德国人晚上不要用电么?”是的,德国新能源发电经过多年的发展,太阳能的发电占比一直在提高,其实网上其他发电设备例如燃气发电机组的存量很大,而且每年的发电量都在萎缩。德国电网面临的不是发电总量的问题,而是在半个小时光伏发电突然衰减到0,然后再12点之后,光伏系统又恢复供电,这种变化发生在两个半小时,有可能面临50%发电量退服又切入的过程,这正是本次德国日食最大的挑战。

做电源设计的人都知道,为了保证系统的可靠性,一般都要考虑及其恶劣的情况,也就是明天的日食过程中,太阳能发电关停,并且在发电量中占重要比重的风力发电突然没风,两种情况都同时发生的情况。最关键的问题是最大电网峰值和最小的光风发电最小值的全区域动态研究一直没人做,差值平衡如何做,平衡成本怎么计算,火水核可控发电与风光不可控发电总体综合应用成本如何核算也无深入研究和定论,就一边倒未必是好事。而且可控发电和不可控发电的瓶茎技术之储能技术也未有根本性突破。

老代和在加拿大的电源界资深人士陈一清了解到,光伏逆变系统中BDEW(德国中压电网指令)都有要求调功率功能的,电网提前发出限功率指令即可,日本电网也有类似要求。BDEW是德国政府2011年发布的一项认证标准,主要针对并入中压电网的电站所采用的逆变器性能测试,同时包含实际测试与仿真测试要求,全部符 合后才能颁发证书。2012年3月1日开始全面强制执行,以保证电网调度和各项调控的稳定性。BDEW是德国对并网中压电网的所有发电设备的电气标准,强制性的,最重要的要求就是电网控制及支撑功能,包括各种有功无功调节以及fault ride through ,这个标准已经执行了很多年,先是从风电再到太阳能。逆变器内置了BDEW要求的各种调节程序,一旦接到电网指令就会自动执行调节功能。所以说与其是考验光伏逆变器不如说考验整个监控系统与逆变器的配合。德国已经积累了很多经验。有了BDEW这个功能和足够的可控能源的发电能力,所以很多人认为的现在负荷调整技术跟不上天狗的速度问题是不成立的。

当然,最好的情况是:祈祷明天是个阴天,现在调峰电力躲过阴天没有问题。

德国电网调度的经验,对于在大力发展风光发电的中国来讲,是一个新的课题,老代和电网的朋友也做了交流,“三大特高压满功率试验的时候,华东是做了很多准备工作呢比如全网备用共享 德国的这个问题应该跟华东三大直流一起跳情况差不多,比例在10%左右吧 手段很简单,各省都按要求留充足的备用”,另外,储能市场也会带来新的机遇,例如网间大容量的用天然气,瞬时大功率用陀飞轮,小功率长时间用电池(锂电池,钠流,全矾液流等)和蓄水储能都会有较大的市场前景。如果未来的特高压低损耗远距离输电、智能电网和能源互联网起来,也意味着电气工程专业和电化学专业又会迎来一场全新的时代。这些话题,我们未来可以每个做一个专题分别讨论。
责任编辑:solar_robot
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