坚强的电网网架
新能源利用率高的国家,通常与相邻区域有充足的电网连接。与德国接壤的国家共9国,跨国间输电网主要由380千伏至400千伏线路组成;220千伏至285千伏输电线路作为辅助。其中380千伏至400千伏线路总计28条,220千伏至285千伏输电线路31条。
当德国风电、光伏出力大时,除了依靠本国常规电源进行调节,还加大了电力出口的力度。同样以4月30日为例,出口电力达1336万千瓦,相当于有80%的风电(当时出力1675万千瓦)或45%的太阳能发电(当时出力2976万千瓦)送往国外。而在2015年,德国全年进口电量335.64亿千瓦时,出口电量853.48亿千瓦时,分别占总发电量的5.2%和13.2%。同时,德国风电发电量只占全国总发电量的12.3%。
先进的新能源发电预测及调度运行技术
电力系统消纳新能源的基础是新能源功率预测。在德国,基于天气预报的新能源功率预测属于商业领域。各大电网公司以及电力供求各方皆会购买来自专业机构的预测服务。
德国50hertz电力公司全网日前风电功率预测均方根误差可以达到2%~4%,太阳能可以达到5%~7%。大型新能源场站,如海上风电场,也要开展功率预测工作,根据预测发电能力参与市场竞争。
德国电网通过各输电网控制中心和上百个配电网控制中心实现对风电场的实时调度。风电场实时数据直接上传至配电网控制中心。根据德国《可再生能源法》的规定,所有容量大于100千瓦的可再生能源发电设备必须具备遥测和遥调的技术条件,才允许并入互联电网。当输电网运营商的输电线路存在阻塞,其首先给下属配电网调度指令下发限电指令,令其限制一定份额的电力。然后配电网或者直接限制连接在本网的可再生能源电力,或者再给其下属的中压电网调度中心指令,令其限制一定份额的电力。目前,虽然德国新能源出力已达到很高比例,但灵活的市场及调度运行机制使得电网运行安全依然可以得到保证。
发展风电、光伏发电等新能源是我国能源战略的重要组成部分,但发展新能源是一个必须由全社会参与的系统性工作,电源结构优化、电力系统灵活性提升、体制机制改革、技术进步等缺一不可。我国应充分学习国外新能源发达国家经验和教训,立足本国经济和电力发展实际情况,走出一条满足我国实际需求、促进我国新能源可持续发展的新路。