光伏入網(wǎng)的技術(shù)前景

一、風電并網(wǎng)的啟示

經(jīng)濟總量位居世界第二的中國，其產(chǎn)業(yè)的中國特色之一，便是規(guī)模效應(yīng)。才幾年功夫，我們的風電裝機容量便躍居世界第一。

大量風電機組的并網(wǎng)，使本來以供定發(fā)的電網(wǎng)調(diào)度，一下子很不習慣。在水火互濟的時代是負荷問我要多少，我就安排發(fā)多少，調(diào)度100%地掌握著發(fā)電側(cè)的主導(dǎo)權(quán)。但風電的出力，是看老天爺?shù)陌才?，非調(diào)度所能主導(dǎo)。這樣，一下子變成了我能發(fā)多少，你就用多少，竟把一向牛氣沖天的調(diào)度主導(dǎo)權(quán)悄悄地蠶食掉一塊!但風電是清潔可再生能源，符合國家產(chǎn)業(yè)政策，心里不舒服還得幫助消納。

平心而論，在風電總發(fā)不到全網(wǎng)15%的水平上，調(diào)度起來并無實質(zhì)性困難。雖然風神往往在電網(wǎng)最不需要的時候開始發(fā)力，完全不顧用戶的偏好，但畢竟不到15%，把水、火調(diào)下來一點就擺平了。調(diào)度感到氣悶的是：風電并網(wǎng)有點扭轉(zhuǎn)乾坤的意思，調(diào)度無意中被人綁架了一回。它意味著電網(wǎng)運行的主導(dǎo)權(quán)慢慢被轉(zhuǎn)移到了發(fā)電側(cè)。

二、資本尋找“光礦”

我們都生活在陽光下，哪個地方不出太陽?但資本就是看上了格爾木的荒原，一次就安裝了幾平方公里的電池板。那里并不是負荷中心，投資人卻在那里大興光伏，把收集起來的低密度能流通過特高壓送往中東部，完全失去了光伏發(fā)電本可以就近裝機的優(yōu)勢。為什么?因為光伏企業(yè)在成本線上生存，在西部這片陽光燦爛的土地上，才能勉強維持微薄的利潤。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，如果把光伏板搬下青藏高原，即使效率降低1%，它就要虧本。它是企業(yè)，它要在投運后的第二年就開始盈利，否則就會被后投的廠家打敗，不再有翻身的日子。所以它必須尋找光的富礦，才能維持生存。那種曬著太陽唱著歌就把錢賺了的幸運，從來就沒有光顧過光伏電廠。

三、跟著天氣走的電網(wǎng)

如果說玉門關(guān)的春風，總是在入夜時分、在電網(wǎng)最不需要電能的時候開始不識相地吹拂，那么光伏電廠倒是有眼色的---當人們開始上班需要電能的時候，它也擺開架勢攬光入懷開始發(fā)電，這對現(xiàn)時的電網(wǎng)來說是很識時務(wù)的。不過，幸虧青藏高原少云無雨，否則遇到江南那樣的黃梅天氣數(shù)月不開，那就糟糕透了。

且撇開這些不說。

光伏上網(wǎng)同風電一樣，它又一次蠶食了調(diào)度以供定發(fā)的主導(dǎo)權(quán)。因為，花了大價錢好不容易收集起來的那么一點點光能，國家是絕對不會讓它白白浪費的，一定得進網(wǎng)。只是從調(diào)度的角度感覺，這電網(wǎng)是越來越跟著天氣走了，跟以前那種集中式能源轉(zhuǎn)換大為不同，它意味著調(diào)度開始要轉(zhuǎn)變觀念，跟老天爺來周旋了。

氣象部門立即看見了商機，開始向電力部門收取天氣預(yù)測咨詢費：因為，是否刮風或者有好太陽，決定著日方式的發(fā)供安排。

四、微光發(fā)電

其實光伏發(fā)電的真正優(yōu)勢，是在凡有陽光的地方都能發(fā)電。負荷中心當然也有陽光，為什么不在那里建廠，非要跑到昆侖山的禿頂上?經(jīng)濟原因已如前述。但從技術(shù)層面看，是因為光板的轉(zhuǎn)換效率還太低。負荷中心大多在中東部地區(qū)，包含著深刻的歷史原因：東南沿海雨量充沛，物產(chǎn)豐富，人文薈萃，人才濟濟，人群鼎沸，，，，，，如果它也象青藏高原那樣荒無人煙，干旱少云，降水量低于蒸發(fā)量，它也就不會成為負荷中心了。

以目前的技術(shù)，在這些地區(qū)建光伏電廠，可能還要虧本，于是沒有辦法，只好放棄分布式發(fā)電的優(yōu)勢，跑到昆侖山上去曬太陽。

但是你能看到，中東部地區(qū)植被豐茂，萬物生長也是靠太陽的，綠色植物能利用的能源，我們?yōu)槭裁醋霾坏?顯然，這就是我們的技術(shù)差距，也就是我們的希望所在?，F(xiàn)在，你可能已經(jīng)在使用太陽能計算器，這塊小小的電池板，在散射光下就能產(chǎn)生電力，說明我們的前途是光明的。

以上的課題，就是微光發(fā)電，或者叫低光度發(fā)電。

五、分布式電網(wǎng)的困局

在風電、光伏合起來總發(fā)不超過全網(wǎng)負荷30%的今天，理論上電網(wǎng)的調(diào)峰和消納并不存在困難。

德國的例子具有很好的參考價值。屋頂電站很普遍，家庭用電的40%來自光伏，60%來自電網(wǎng)。光伏發(fā)電的幾乎全部，都由自己“笑納”。電網(wǎng)仍然起著支撐供電質(zhì)量的主導(dǎo)作用。

全網(wǎng)負荷因此減去40%，那是一筆多大的財富啊，可以減排多少二氧化碳和硫化物?

但如果要進一步提高“風、光”電源的比例，技術(shù)困難將呈指數(shù)方式增加：假如風光發(fā)電總出力達到總負荷的80%，晝夜變化如何解決?儲能固然可以晝儲夜發(fā)，但目前尚無高容量儲備技術(shù);其次，黃梅季節(jié)3個月陰雨天，負荷怎么解決?幾乎是無法解決的難題，除非微光發(fā)電高度發(fā)展，才有可能破解這道難題。

當然，到那時可能會發(fā)展出更大范圍的遠程輸電，把撒哈拉電場的能流輸往世界各地，或者，懸浮于太空的光伏電站，通過微波把電力送回地球，等等。

在電網(wǎng)的微觀方面，管控技術(shù)也將發(fā)生巨大變化：保護必須發(fā)展出雙向的模式，并能敏銳感知潮流方向;逆變器則一定帶有AGC功能，可以根據(jù)電網(wǎng)頻率的微小變化來改變饋入電網(wǎng)的能流;AVC技術(shù)則可根據(jù)電壓信號的細微變化來投切電容后備等等。

六、結(jié)語

總之，在大機組、大調(diào)度統(tǒng)治了電網(wǎng)100余年后的明天，轉(zhuǎn)換能量的原動機逐步變得不再由調(diào)度控制，相反，氣候與氣象開始引導(dǎo)調(diào)度，日方式將嚴重依賴于短期天氣預(yù)測;儲能技術(shù)不得不發(fā)展起來，以平衡調(diào)度無法預(yù)期的變化。

無數(shù)的電源點共享著它們自己生產(chǎn)的能流和信息，電網(wǎng)已經(jīng)不再是主要動力的提供者，而是頻率和電壓等電能質(zhì)量指標的管理者和協(xié)調(diào)人。

【參考文獻】

【1】國家電網(wǎng)公司，分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定(M)，2012-08-02

【2】徐青山，分布式發(fā)電與微電網(wǎng)技術(shù)(J)，2011-11-01版

【3】羅建中，分布式微型電網(wǎng)并網(wǎng)研究(J)，2009-04-20，碩士論文