光伏發(fā)電與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，主要體現(xiàn)在發(fā)、輸、用這三個關鍵環(huán)節(jié)，發(fā)電環(huán)節(jié)主要是功率預測和運行控制；傳輸環(huán)節(jié)主要是如何解決大型光伏電站的電力輸送問題；用電環(huán)節(jié)主要是如何實現(xiàn)經(jīng)濟高效儲能，以及與用戶的雙向互動問題。解決好這幾方面的問題才可能避免風電規(guī)模化發(fā)展走過的彎路。
國外光伏發(fā)電與電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的經(jīng)驗
首先，是速度上的控制。太陽能發(fā)電作為一個成長型產(chǎn)業(yè)，在現(xiàn)階段，應該加快發(fā)展，但是速度的提高，并不是沒有邊界的。我們應在加強政策激勵的同時，保持均衡有序發(fā)展，避免大起大落以及爆炸式增長所帶來的社會成本增加過快、電力消納困難等問題。
德國雖然光伏發(fā)展成就舉世矚目，但2006年以來的連續(xù)過快增長，已經(jīng)導致出現(xiàn)了一系列問題，比如：終端電價增長過快，配電網(wǎng)約束日益明顯，電網(wǎng)升級改造需求壓力不斷增加等。所以，近期德國下調(diào)光伏上網(wǎng)電價以抑制行業(yè)投資過熱。
其次，是規(guī)模上均衡。電力系統(tǒng)對光伏發(fā)電這類波動性電源的接納能力在很大程度上取決于系統(tǒng)運行的靈活性。電力系統(tǒng)運行的靈活性主要體現(xiàn)在系統(tǒng)可支配的靈活電源比例、電網(wǎng)基礎及互聯(lián)規(guī)模，以及需求側(cè)響應能力三個方面。因此，光伏發(fā)電發(fā)展規(guī)模必須與系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)資源規(guī)模保持均衡。
再次，是技術上適應。從光伏發(fā)電發(fā)展角度來看，光伏發(fā)電的發(fā)展要適應電網(wǎng)發(fā)展的要求，就是要建設電網(wǎng)友好型的光伏發(fā)電站，全面提高光伏發(fā)電的可調(diào)、可控性，滿足電網(wǎng)靈活調(diào)度運行的要求。相對于常規(guī)電廠，太陽能光伏發(fā)電的運行特性有較大的差異，主要體現(xiàn)在發(fā)電出力的間歇性、隨機性。區(qū)別于一般的光伏電站，電網(wǎng)友好型光伏電站具有類似傳統(tǒng)電源的控制特性，在有功功率控制、無功功率控制和電能質(zhì)量等方面能夠滿足相關技術標準和要求。
德國《可再生能源法》明確規(guī)定，裝機容量超過100千瓦的光伏發(fā)電設施必須配備遠程控制設備，電網(wǎng)運營商在電網(wǎng)過載或其他安全約束條件下，能夠直接調(diào)整其發(fā)電出力。電網(wǎng)運營商有權在特定條件下，對容量超過100千瓦的并網(wǎng)光伏發(fā)電設備進行技術控制。
大規(guī)模集中式的光伏電站，輻照度變化會引起出力波動，會對電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻和運行的安全性及經(jīng)濟性帶來較大影響，光伏發(fā)電功率預測是應對這一不利影響的一個重要技術手段。國外已經(jīng)開展了光伏發(fā)電功率預測的研究，如美國提出的光伏功率預測，分為短期預測和長期預測，短期預測為1～3小時前和1天前，長期預測為季節(jié)、年，用于長期規(guī)劃用；丹麥技術大學也開展了相關研究，提出以數(shù)值天氣預報的輻照度為輸入量，對光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率進行預測。
最后，是政策上配套。在當前技術及經(jīng)濟性條件下，還不完全具備市場競爭能力，因此需要政府出臺促進光伏發(fā)電發(fā)展的激勵政策，為投資光伏發(fā)電的投資者提供必要的市場保障和基本的收益預期。各國采取的激勵性政策主要有以下形式：
一是實行優(yōu)先上網(wǎng)政策。各國普遍要求在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行前提下對光伏實行優(yōu)先上網(wǎng)。例如德國法律規(guī)定，只有在電網(wǎng)出現(xiàn)過載等影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的特殊情況下，電網(wǎng)企業(yè)才可對光伏不實行優(yōu)先收購；二是出臺具有投資回報預期的上網(wǎng)電價。固定上網(wǎng)電價機制是歐美各國普遍采用的政策，已經(jīng)在多個國家得到了成功應用。德國長期實行“固定上網(wǎng)電價”，且有明確的起始電價及逐年遞減規(guī)定；西班牙規(guī)定了補貼上限和下限，確保項目內(nèi)部收益率維持在7%左右；三是實行可再生能源配額制，以確保實現(xiàn)政府規(guī)劃目標。可再生能源配額制是政府強制規(guī)定本地區(qū)可再生能源必須達到發(fā)電量或消費量一定百分比的政策。至2010年底，澳大利亞、日本、印度以及美國36個聯(lián)邦州等國家和地區(qū)實行了該政策。美國部分州的配額制專門規(guī)定了光伏發(fā)電必須達到的比例。
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