電網(wǎng)如何應(yīng)對光伏發(fā)電的快速增長？

未來主義者RayKurzweil近期發(fā)表言論稱，盡管光伏發(fā)電量現(xiàn)在僅占全部發(fā)電量的1%，但是按照光伏發(fā)電過去十年的發(fā)展速度，預(yù)計2031年光伏發(fā)電量可以滿足全球所有的電力需求。 　　那么，還未克服的光伏技術(shù)難題該如何解決呢？ 　　下文中提及的兩份新報告表明了在一些特定地區(qū)光伏發(fā)電已占據(jù)主導(dǎo)地位，并針對全球提高光伏發(fā)電所占比例提出了相應(yīng)的措施和建議。 　　上個月國際能源組織（IEA）光伏電力系統(tǒng)部發(fā)布了最新研究報告《光伏發(fā)電在地方配電網(wǎng)中的普及應(yīng)用》。該報告通過眾多的案例研究并提出了在地方電網(wǎng)整合大容量光伏發(fā)電具有技術(shù)可行性及經(jīng)濟可行性的解決方案。 　　該報告經(jīng)過調(diào)研汲取了11個國家發(fā)展光伏發(fā)電的經(jīng)驗，這些國家是：澳大利亞。奧地利，比利時，中國，德國，希臘，意大利，日本，西班牙，瑞士和美國。 　　遍觀以上國家，光伏發(fā)電量的所占比例小到低于1%（奧地利，中國，日本）大到約6%（德國，意大利）。但是在某些局部地區(qū)尤其是在光伏發(fā)電量的高峰時期，該比例值會更高。 　　例如，澳大利亞的瑪格內(nèi)特島在光伏發(fā)電量高峰時期該比例高達(dá)34%?，敻駜?nèi)特島位于澳大利亞昆士蘭州北邊，其用電負(fù)荷最高可達(dá)5MW。甚至該島某配電變壓器容量的75%來自光伏發(fā)電。 　　這些案例可以為含有大量光伏發(fā)電的電網(wǎng)提供實際的運行和操作經(jīng)驗。例如，通過許多案例可以了解到如何通過控制逆變器來對電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃和操作。 　　電力系統(tǒng)的“范式轉(zhuǎn)換” 　　另外一份報告，名為《配電網(wǎng)由單向向雙向的轉(zhuǎn)變》，由IEA撰寫。該報告在配電網(wǎng)改建方面，將配電網(wǎng)由功率的單向傳遞轉(zhuǎn)換為安裝太陽能電池板的家庭和電力供應(yīng)商之間雙向傳遞。 　　“由裝有太陽能電池板家庭流向電力供應(yīng)商的功率越大，那么傳統(tǒng)的發(fā)電機所需生產(chǎn)的電能就越少單價也就越低，這將會帶來電力系統(tǒng)的范式轉(zhuǎn)變。”來自歐洲光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會和德國弗勞恩霍夫風(fēng)能及能源系統(tǒng)技術(shù)研究所的報告撰寫者寫道。 　　“這也說明，雖然在一些國家，電網(wǎng)已接入一定量的光伏容量，但是光伏發(fā)電仍沒有充分地嵌入到電力系統(tǒng)的整體操作中，在傳統(tǒng)發(fā)電廠不工作的情況下，光伏發(fā)電還不足以確保電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運行。而光伏發(fā)電正逐漸成為主流，如何更好地整合光伏發(fā)電有待進(jìn)一步的研究。 　　雖然光伏電站在技術(shù)上能夠提供多種此類的配套服務(wù)——包括頻率控制，電壓調(diào)節(jié)，電網(wǎng)管理，以及黑啟動——但是報告還指出，“通常情況下，只有克服一定的監(jiān)管障礙才能從一個配套服務(wù)過渡到另一個服務(wù)，這也阻礙了過去光伏發(fā)電的發(fā)展。” 　　這個原因或許解釋了IEA為什么將2050年光伏占全球發(fā)電量的比例設(shè)定為16%。雖然這個目標(biāo)不像Kurzweil講的那樣雄心勃勃，但是或許更現(xiàn)實一些。