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史珺博士:光伏发电的间歇性及其解决方案

2015-5-17 22:01| 发布者: 阳阳| 查看: 6531| 评论: 0|原作者: 史珺博士|来自: 中国光伏测试网

摘要: 笔者前文提到光伏发电的三大缺点,成本高,能量密度低,和发电的间歇性。本文讨论一下光伏发电的间歇性。 发电的间歇性也是一个电力专业的用语,指的就是发电的不稳定性。也就是说,光伏发出的的电量是忽大忽小的 ...
       许多光伏公司觉得反正现在光伏的容量还没有达到电网的容忍上限,因此现在不愿考虑这个问题。但是,距离2020年只有不到五年的时间了,如果如果现在不考虑这个问题,后面会遇到麻烦的。

       既然光伏和风力发电的间歇性是老天造成的,我们又无法控制风力的大小和云层的移动,那,我们就只能从发电系统本身来对这个间歇性进行补偿。幸运的是,这个问题是能够找到办法来解决的。

       光伏发电的间歇性也与能量密度低的问题一样,虽然是缺点,却也可能变成优点。因为,其实用户的负载,本身也是不断变化的。家里的电灯空调,并不是24小时常开不闭的,工厂的机器的功率,大部分也是随着工艺变化而变化的。当然,用电负载的间歇性变化,是没有规律的;负载的间歇性与光伏发电的间歇性,也是毫不相关的。

       解决间歇性的第一个方法,是电网调节,也就是现在大家都在用的方式,大家知道,这个方式是可行的,但只限于光伏发电容量不大的情形,超过一定限度则不可行了。

       第二个方式,也是大家都能够第一时间想到的,就是通过蓄电池来调节。光伏发电的时候,给蓄电池充电,光伏不发电的时候,让蓄电池放电。但对于“三个三峡”那么大的光伏电站的蓄能,大家可以计算一下,五千万千瓦的功率下,蓄电池的成本将达到多少。如果不是天文数字,也将是地狱般的梦魇数字。

       值得指出的是,前面所说的我国电网15%波动容限,指的是突然波动。如果是可预测的波动,那么,通过电力调度系统可以调度全网高达100%的容量。但是,电力调度是需要时间的。需要调度的容量越大,需要的时间就越长。目前,按照我国的老的电力调度标准,在电力波动发生后,电网调度的时间不得超过七分钟。但现在,实际上并不需要这么长的时间,通常几秒钟已经能够完成调度工作了。无论多长的时间,都是发电的间歇。而这个间歇,是能够用蓄电池来填补的。

       第三个方式,就是采用多种新能源的互补。不仅仅是光伏有间歇性的问题,几乎所有的新能源都有这个问题。如风力,沼气发电等,水电也有季节上的间歇性。但是,这些不同的新能源相互之间,是有一定的互补性的。例如,阳光变化的时候,一定是云层飘动引起的,而云层的飘动一定是风导致的,因此,光伏发电波动时,风力通常较大;当然,这不是绝对的。但是,如果采用包括光伏、风力、生物质能等至少两种甚至三到四种以上的新能源作为发电电源,这样,可以大大消除各种新能源的不稳定性。多种电源的结合,是缓和光伏发电的波动性、稳定电力的必要手段。但是,即便是三四种新能源组合在一起,也不能保证任何时候都有电力,更不能保证电力的平稳,这就需要有一个作为基准的可控的电源,这个基准电源可以是电网,也可以是一个燃气轮机的发电机。

       上面三种方式的任何一种方式,都可以在一定程度上缓解新能源的间歇性问题,但同时,如果只将其中任何一种方式作为单一的解决方案,则都不可能形成理想的解决方案。

       理想的解决方案是,将上述三种方式相结合,同时,通过控制系统,进行负载、电源、储能系统和电网的监控和调度,这样,当然,要对并网、储能、电源之间的调控方式进行专业的控制,才能完美的解决新能源的间歇性问题。

       这个解决方案,就是我们称为“微电网”的新能源解决方案,从与周凤起老先生探讨起,至今已经酝酿了七年时间。相信今后还会有机会和大家进行详细的探讨。
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