回到6月9日,这一天,光照条件非常好,光伏发电从早上六点开始,从17万千瓦快速攀升至中午13时的2300万千瓦(注:如果算上自发自用部分,光伏发电出力应该在2600万千瓦左右),随后逐步下降至20时的8万千瓦。除了出力的变化之外,光伏给电力系统带来的最大挑战,正如德国柏林电网公司工程师廖宇先生所言,是夜幕降临后的晚上。当夜间光伏出力为零,或者连续阴雨天时,电力系统要维持安全稳定运行,满足用电负荷需求,必须依靠能够灵活响应的常规电源。因此,新能源越来越多地进入电力系统之后,主要是发挥电量替代作用,而要满足电力系统实时平衡要求,对常规电源的需求不仅不会大幅度减少,反而对其灵活性的要求越来越高。
问题二:新能源和分布式电源大多接入配电网,就地消纳,对输电网或者跨区域电网的需求会削弱吗?
回答二:否。首先需要说明的是,分布式电源是一个相对概念,配电网和输电网也不存在严格的区分。目前,德国风电和光伏发电装机总量约7000万千瓦,其中约90%接入110千伏及以下电压等级的配电网。这些新能源发电项目分布不均,在局部地区的特定时段(如日照条件非常好的中午),光伏发电出力有可能超过当地用电负荷,此时配电网向输电网反向送电,光伏电量通过输电网输送至其他地区甚至跨国消纳。德国6月9日光伏发电运行特点也正好说明了这一特点。6月9日德国发电、用电及进出口情况如图2-1所示。
图2-1 6月9日德国发电、用电及进出口情况
从图2-1可以看出,6月9日中午光伏出力非常大,至中午13时光伏出力达到最高值,约2300万千瓦。从上午8点到下午18点,其他电源,包括常规电源(火电、核电、水电)、风电、生物质发电的出力,并没有发生很大波动,变化较大的是出口电力,这一点值得关注。我们发现,9日全天德国均处于电力净出口状态,而从早上6时开始,出口电力逐渐增大,至中午13时净出口电力达到最大值,约1253万千瓦。随后净出口电力逐渐减少,至晚上18时降至302万千瓦。净出口电力的增加与减少,与光伏出力曲线高度吻合。换言之,光伏大发的同时,伴随着出口电力的增加,德国光伏消纳依托了欧洲大电网。
众所周知,德国电网处于欧洲大陆互联电网枢纽位置,也是欧洲输电运营商联盟(ENTSO-E)的重要成员之一。德国与欧洲其他国家通过30条跨国联络线实现互联。通过1条220kV以下线路、2条220kV线路、3条380kV线路与丹麦互联;通过2条220kV线路、4条380kV线路与法国互联;通过8条220kV线路与卢森堡互联;通过5条380kV联络线与荷兰互联;通过1条220kV