高比例光伏改變了配電網(wǎng)運行特性—— 光伏并網(wǎng)遭遇“鴨子曲線(xiàn)”挑戰
截至今年5月底,全國光伏發(fā)電累計裝機容量達到1.821億千瓦,其中分布式光伏為5439萬(wàn)千瓦,分布式光伏裝機占比已經(jīng)從2015年的13.7%增至2019年5月的29.8%,發(fā)展明顯提速。隨著(zhù)分布式光伏裝機的快速增長(cháng)以及占比的提高,也給電網(wǎng)帶來(lái)了一系列的挑戰。
國家發(fā)展和改革委員會(huì )能源研究所可再生能源研究中心陶冶介紹,根據國家電網(wǎng)公司數據,截至2018年年底,國家電網(wǎng)區域內分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)累計并網(wǎng)容量4701萬(wàn)千瓦,由于分布式光伏電站主要集中在華東、華北以及華中地區,局部高比例分布式光伏的接入改變了配電網(wǎng)的運行特性,不僅增加了電壓控制難度,也降低了電能質(zhì)量水平,給電網(wǎng)安全運行帶來(lái)了一系列挑戰。
他認為,伴隨著(zhù)光伏發(fā)電的繼續發(fā)展,部分地區將不可避免地遇到“鴨子曲線(xiàn)”難題。“鴨子曲線(xiàn)”難題最早出現在美國加州,當地電網(wǎng)中白天光伏發(fā)電量能夠滿(mǎn)足當地很大一部分的電力需求,但在傍晚太陽(yáng)光伏發(fā)電停止之后,其他發(fā)電方式需要的供電量會(huì )快速上升,迅速達到高峰。這種現象被稱(chēng)為“鴨子曲線(xiàn)”。電網(wǎng)的這種波動(dòng)導致供電電壓、供電質(zhì)量、繼電保護及電網(wǎng)調節能力下降。
國家電網(wǎng)電力調度中心副總工程師裴哲義建議,面對當下的情況,一方面要科學(xué)有序制訂分布式電源發(fā)展規劃,考慮地區經(jīng)濟發(fā)展、用電需求、能源和電網(wǎng)規劃評估當地分布式接納能力；同時(shí),完善科學(xué)統一的政策體系和并網(wǎng)技術(shù)標準,鼓勵分布式電源自發(fā)自用和就地消納；強化需求側管理,鼓勵光儲一體化,充分利用精準負荷控制、用戶(hù)可終端負荷、分布式儲能,提高電網(wǎng)靈活性；加強前瞻性研究,從技術(shù)上進(jìn)行破解。
目前,從經(jīng)濟性與安全性綜合來(lái)看,風(fēng)電、光伏發(fā)電將是未來(lái)非化石能源的主力。根據非化石能源發(fā)展路徑,到2030年,我國太陽(yáng)能發(fā)電裝機將達到8.5億千瓦,2050年將超過(guò)20億千瓦。但是在分布式光伏高質(zhì)量發(fā)展過(guò)程中,電網(wǎng)消納成為確定分布式電源項目規模的重要考量。盡管“后補貼”時(shí)期,光伏面臨著(zhù)種種挑戰,光伏行業(yè)的有志之士仍希望通過(guò)持續的技術(shù)模式創(chuàng )新降低行業(yè)的度電成本,進(jìn)而推動(dòng)分布式光伏的發(fā)展。