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3月20日上午，北半球迎來(lái)難得一見(jiàn)的日全食。德國(guó)是全球光伏裝機(jī)容量最大的國(guó)家。在日食期間由于缺少陽(yáng)光，德國(guó)將驟然失去約70%的光伏電力;而當(dāng)日食結(jié)束時(shí)，陽(yáng)光突然照射，大量光伏電力又將瞬時(shí)涌入電網(wǎng)。
一退一進(jìn)，給電網(wǎng)帶來(lái)巨大壓力，但作為全球最大的太陽(yáng)能發(fā)電國(guó)家，德國(guó)經(jīng)受住了這次嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
質(zhì)疑：
日食究竟會(huì)給太陽(yáng)能發(fā)電帶來(lái)多大影響?德國(guó)電網(wǎng)是如何應(yīng)對(duì)此次日食危機(jī)的?此次事件對(duì)中國(guó)的太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)有什么借鑒意義?
解答：
“這次日食是當(dāng)前光伏發(fā)電可能面臨的極端狀況，歐洲各國(guó)的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)此非常重視，可謂嚴(yán)陣以待。”國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所副研究員、國(guó)家可再生能源中心主任助理趙勇強(qiáng)在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)說(shuō)。
這次日食開(kāi)始時(shí)，月球的投影在大西洋洋面出現(xiàn)，歷經(jīng)兩個(gè)半小時(shí)后在北極點(diǎn)附近結(jié)束，全食階段持續(xù)2分47秒，是歐洲16年以來(lái)經(jīng)歷的規(guī)模最大的一次日全食。
作為全球最大的太陽(yáng)能發(fā)電國(guó)家，德國(guó)擁有高達(dá)39GW的光伏裝機(jī)容量，超過(guò)德國(guó)總發(fā)電裝機(jī)容量的20%。據(jù)ENTSO-E發(fā)布的一份《2015年日食影響評(píng)估報(bào)告》顯示，當(dāng)日食發(fā)生時(shí)，整個(gè)歐洲大陸減少的光伏電力有51%來(lái)自德國(guó)，而這可能給電網(wǎng)帶來(lái)超負(fù)荷運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)德國(guó)而言，日食過(guò)程導(dǎo)致的太陽(yáng)能下降速率和上升速率分別高達(dá)-273兆瓦/分鐘和361兆瓦/分鐘。
“這個(gè)變化率可以說(shuō)非?？臁?rdquo;中國(guó)科學(xué)院電工研究所研究員王一波說(shuō)，“電網(wǎng)的正常運(yùn)行需要保持發(fā)電量和用電量之間的實(shí)時(shí)平衡。從便于電網(wǎng)控制和調(diào)節(jié)的角度考慮，電源輸出最好能相對(duì)穩(wěn)定。但光伏發(fā)電的特性決定了它的不穩(wěn)定性，在日食發(fā)生的過(guò)程中，光照在短時(shí)間內(nèi)先是驟降，然后又突然回升，這對(duì)電力系統(tǒng)快速調(diào)節(jié)能力來(lái)講，的確是非常大的挑戰(zhàn)。”
“雖然日全食影響很大，但是其過(guò)程可預(yù)測(cè)，這就使各國(guó)有充分的時(shí)間制定技術(shù)和非技術(shù)的預(yù)案，從而使其影響可控。其中很重要的一種預(yù)案就是歐洲各國(guó)電網(wǎng)公司之間的協(xié)調(diào)合作。”王一波說(shuō)，“德國(guó)電網(wǎng)并不是孤立的，事實(shí)上整個(gè)歐洲電網(wǎng)可以給德國(guó)電網(wǎng)提供強(qiáng)有力的支撐，當(dāng)?shù)聡?guó)面臨‘日食危機(jī)’時(shí)，挪威、瑞典等對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電依賴較小的周邊國(guó)家就可以伸出援手。”
在整個(gè)歐洲電網(wǎng)的共同協(xié)調(diào)下，德國(guó)等國(guó)家的輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)控備用機(jī)組的發(fā)電出力，維持日食過(guò)程中的電力供需平衡，成功渡過(guò)了這一難關(guān)。
歐洲電力傳輸系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)Konstantin Staschus表示：“此次日食事件是在本聯(lián)盟組織之下，歐洲及區(qū)域協(xié)同合作的一個(gè)成功案例。”
本次“日食危機(jī)”是對(duì)整個(gè)歐洲電力系統(tǒng)的一場(chǎng)“大考”。理論上，歐洲的輸電運(yùn)營(yíng)商也可以采用保守的預(yù)案來(lái)逃過(guò)這場(chǎng)考試，比如在日食前后的一段時(shí)間里，簡(jiǎn)單地把光伏系統(tǒng)全部關(guān)停，只依靠常規(guī)發(fā)電機(jī)組供電。但他們沒(méi)有回避危機(jī)，在全世界面前上演了現(xiàn)代電網(wǎng)應(yīng)對(duì)可再生能源發(fā)電危機(jī)的生動(dòng)一課。
“這次事件意義重大，是對(duì)可再生能源發(fā)電事業(yè)的極大鼓舞。”王一波評(píng)價(jià)道，“大規(guī)模發(fā)展太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源并網(wǎng)發(fā)電，一直面臨著很多質(zhì)疑。人們擔(dān)心這些隨機(jī)性、間歇性的電源，一旦高比例接入電網(wǎng)，是否會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)難以承受的沖擊。這一次，歐洲國(guó)家集體提交了一份漂亮的答卷，證明了在技術(shù)層面上，現(xiàn)代電網(wǎng)完全能夠應(yīng)對(duì)這樣的挑戰(zhàn)。”
據(jù)了解，當(dāng)前中國(guó)的光伏發(fā)電在全國(guó)發(fā)電量中占比尚不足1%，但是光伏裝機(jī)的年均增速超過(guò)了100%。從2013年到2014年，中國(guó)的光伏新增裝機(jī)容量連續(xù)兩年世界第一，累計(jì)裝機(jī)容量位列世界第二，僅次于德國(guó)。
趙勇強(qiáng)認(rèn)為，德國(guó)成功應(yīng)對(duì)日食危機(jī)的案例，對(duì)中國(guó)發(fā)展太陽(yáng)能發(fā)電也有很大的借鑒意
