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明天早上9:30到12點(diǎn)，德國將上演日全食，德國經(jīng)過多年的發(fā)展，新能源在網(wǎng)絡(luò)中所占的比重逐年在提高，2013年，德國光伏發(fā)電量增長6%，至29.7太瓦時（terawatt-hours，TWh）。這表明去年德國光伏發(fā)電量滿足總需求的4.9%，相比于2012年的4.4%有所提升。看看這個數(shù)據(jù)，光伏的比例在整個電網(wǎng)的發(fā)電量比例是不高。然而，據(jù)歐洲能源交易所顯示，德國在2014年6月9日中午超過50%的電能來自太陽能。下圖是2014年6月份太陽能所占發(fā)電量的實(shí)測數(shù)據(jù)，其中黃色部分是太陽能發(fā)電的比例：


有人就說了，這不是個大問題：“弱弱地問一句，對于太陽能發(fā)電來說，日食和夜晚有什么本質(zhì)區(qū)別么？德國人晚上不要用電么？”是的，德國新能源發(fā)電經(jīng)過多年的發(fā)展，太陽能的發(fā)電占比一直在提高，其實(shí)網(wǎng)上其他發(fā)電設(shè)備例如燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的存量很大，而且每年的發(fā)電量都在萎縮。德國電網(wǎng)面臨的不是發(fā)電總量的問題，而是在半個小時光伏發(fā)電突然衰減到0，然后再12點(diǎn)之后，光伏系統(tǒng)又恢復(fù)供電，這種變化發(fā)生在兩個半小時，有可能面臨50%發(fā)電量退服又切入的過程，這正是本次德國日食最大的挑戰(zhàn)。

做電源設(shè)計的人都知道，為了保證系統(tǒng)的可靠性，一般都要考慮及其惡劣的情況，也就是明天的日食過程中，太陽能發(fā)電關(guān)停，并且在發(fā)電量中占重要比重的風(fēng)力發(fā)電突然沒風(fēng)，兩種情況都同時發(fā)生的情況。最關(guān)鍵的問題是最大電網(wǎng)峰值和最小的光風(fēng)發(fā)電最小值的全區(qū)域動態(tài)研究一直沒人做，差值平衡如何做，平衡成本怎么計算，火水核可控發(fā)電與風(fēng)光不可控發(fā)電總體綜合應(yīng)用成本如何核算也無深入研究和定論，就一邊倒未必是好事。而且可控發(fā)電和不可控發(fā)電的瓶莖技術(shù)之儲能技術(shù)也未有根本性突破。

老代和在加拿大的電源界資深人士陳一清了解到，光伏逆變系統(tǒng)中BDEW（德國中壓電網(wǎng)指令）都有要求調(diào)功率功能的，電網(wǎng)提前發(fā)出限功率指令即可，日本電網(wǎng)也有類似要求。BDEW是德國政府2011年發(fā)布的一項(xiàng)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，主要針對并入中壓電網(wǎng)的電站所采用的逆變器性能測試，同時包含實(shí)際測試與仿真測試要求，全部符 合后才能頒發(fā)證書。2012年3月1日開始全面強(qiáng)制執(zhí)行，以保證電網(wǎng)調(diào)度和各項(xiàng)調(diào)控的穩(wěn)定性。BDEW是德國對并網(wǎng)中壓電網(wǎng)的所有發(fā)電設(shè)備的電氣標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)制性的，最重要的要求就是電網(wǎng)控制及支撐功能，包括各種有功無功調(diào)節(jié)以及fault ride through ，這個標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)執(zhí)行了很多年，先是從風(fēng)電再到太陽能。逆變器內(nèi)置了BDEW要求的各種調(diào)節(jié)程序，一旦接到電網(wǎng)指令就會自動執(zhí)行調(diào)節(jié)功能。所以說與其是考驗(yàn)光伏逆變器不如說考驗(yàn)整個監(jiān)控系統(tǒng)與逆變器的配合。德國已經(jīng)積累了很多經(jīng)驗(yàn)。有了BDEW這個功能和足夠的可控能源的發(fā)電能力，所以很多人認(rèn)為的現(xiàn)在負(fù)荷調(diào)整技術(shù)跟不上天狗的速度問題是不成立的。

當(dāng)然，最好的情況是:祈禱明天是個陰天，現(xiàn)在調(diào)峰電力躲過陰天沒有問題。

德國電網(wǎng)調(diào)度的經(jīng)驗(yàn)，對于在大力發(fā)展風(fēng)光發(fā)電的中國來講，是一個新的課題，老代和電網(wǎng)的朋友也做了交流，“三大特高壓滿功率試驗(yàn)的時候，華東是做了很多準(zhǔn)備工作呢比如全網(wǎng)備用共享 德國的這個問題應(yīng)該跟華東三大直流一起跳情況差不多，比例在10%左右吧 手段很簡單，各省都按要求留充足的備用”，另外，儲能市場也會帶來新的機(jī)遇，例如網(wǎng)間大容量的用天然氣，瞬時大功率用陀飛輪，小功率長時間用電池（鋰電池，鈉流，全礬液流等）和蓄水儲能都會有較大的市場前景。如果未來的特高壓低損耗遠(yuǎn)距離輸電、智能電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)起來，也意味著電氣工程專業(yè)和電化學(xué)專業(yè)又會迎來一場全新的時代。這些話題，我們未來可以每個做一個專題分別討論。