德國面臨分布式光伏的滅頂之災？

　　前不久看到中國的媒體上，有一篇關(guān)于德國2014年6月9日光伏發(fā)電出力超過(guò)50%的報道，深入分析了當日陽(yáng)光普照的德國是如何做到保障如此高比率的光伏發(fā)電接入的。是的，自從2013年8月初首次出現超過(guò)22GW的光伏發(fā)電出力以來(lái)，德國安裝總量超過(guò)35GW的光伏組件們在今年天氣晴好的氣候條件下，屢創(chuàng )新高，大比例的接入電網(wǎng)早已是家常便飯。

以下是6月初的幾組數據為例。(圖片來(lái)自德國柏林安格拉咨詢(xún)公司)

黃線(xiàn)是光伏，藍線(xiàn)是風(fēng)力，灰色是總體發(fā)電出力，而紅線(xiàn)就是德國總體的電力負荷需求。不難看出，6月9日就光伏出力而言并不是最高，才剛剛超過(guò)23GW，之前的6月5日和前不久的7月3日絕對數量上都有超過(guò)。而之所以引人注目以6月9日作為標桿，是因為相比之下這天的電力負荷非常低，所以才使得光伏發(fā)電所占比例凸顯。

那么接下來(lái)我們就要追問(wèn)：為什么是6月9日?原因很簡(jiǎn)單，因為這一天，是Pfingstmontag，圣靈降臨節，德國初夏眾多法定假日中的一個(gè)。所以這天雖然是周一，卻有著(zhù)和6月8日周日完全接近的負荷曲線(xiàn)。

于是我們可以得出結論：節假日如果艷陽(yáng)高照，氣溫保持在25度左右，光伏出力一定在電網(wǎng)中所占比例上升，電網(wǎng)將承受巨大壓力。

但實(shí)際上對于電網(wǎng)調度者來(lái)講，正午峰值的沖擊并不是挑戰最大的，日落更可怕。由于中午下午有大量的光伏出力來(lái)覆蓋負荷，幾乎大部分的火電廠(chǎng)都處于最低發(fā)力狀態(tài)，可是等到晚上8,9點(diǎn)鐘日薄西山的時(shí)候問(wèn)題就出現了，必須迅速推高火電廠(chǎng)發(fā)電出力來(lái)彌補空擋-這可不是猛的加幾鏟煤就可以解決的事?？墒沁壿嬌戏浅２焕氖?，就在太陽(yáng)下山的時(shí)候，不斷有千家萬(wàn)戶(hù)開(kāi)燈照明，點(diǎn)火做飯，看電視洗衣服，本來(lái)這些負荷在傳統的電力供應體系下不足掛齒，因為它們和已經(jīng)停機下班的工業(yè)負荷相比其實(shí)是小兒科。

可問(wèn)題是在裝了很多分布式光伏的家庭，這些自用負荷本來(lái)白天都是和自發(fā)電相融合混搭的，電網(wǎng)中心調度看到的是到處一幅幅倒灌的壯麗場(chǎng)面?？墒堑搅税?，這些紛紛朝上的分布式“電源”突然個(gè)個(gè)調轉槍口都變成“負荷”，不僅不幫忙，還倒打一耙，電網(wǎng)的痛苦由此可以想見(jiàn)。

所幸德國電網(wǎng)并非獨樹(shù)一幟，而且網(wǎng)內網(wǎng)外可供調度的資源豐富，電網(wǎng)架構也頗堅強，是的大規模的電力征調的確可能。而且太陽(yáng)下山的時(shí)間綿軟悠長(cháng)，幾個(gè)小時(shí)的準備時(shí)間對電廠(chǎng)來(lái)講雖然不適卻也勉強OK，何況還有電力市場(chǎng)，于是從晚上6點(diǎn)鐘起，法國波蘭等鄰國的核電火電們自然會(huì )開(kāi)足馬力幫助德國，同時(shí)也是為了自己賣(mài)出更多的電力賺錢(qián)。從安全的角度來(lái)講理論上并無(wú)大礙，只不過(guò)電網(wǎng)運營(yíng)者和電力交易員們整天會(huì )忙個(gè)不停，而傳統火電廠(chǎng)們會(huì )怨聲載道。

如此說(shuō)來(lái)，只要電網(wǎng)運營(yíng)者們足夠有經(jīng)驗，技術(shù)水平也能保證，引入日常的動(dòng)不動(dòng)就幾千萬(wàn)千瓦的光伏發(fā)電應當是不再話(huà)下。

更令人沮喪的是，日落還不是對電網(wǎng)沖擊最大的。

有一種現象，叫日食。

幾分鐘之內，天昏地暗，22GW的電力迅速撤去。5分鐘后，22GW的電力又迅速到來(lái)。

這可不是家里的一盞燈，而是你全國50%的電力供應。

所以在這個(gè)夏天，德國電網(wǎng)公司的專(zhuān)家們對坊間關(guān)于光伏發(fā)電如何再創(chuàng )新高的評論并不激動(dòng)，很多相關(guān)部門(mén)的人抓緊時(shí)間利用當下數據模擬分析忙的不可開(kāi)交，因為任何人只要一想到那個(gè)日子就感到恐怖異常。

2015年3月20日，正午，整個(gè)北半球將觀(guān)測到難得一見(jiàn)的日全食。這是中國的傍晚時(shí)間，局部地區可觀(guān)測到日偏食。

這是人類(lèi)，或者說(shuō)德國歷史上第一次在安裝了這么多的光伏組件后遇到日食。再善良的天文學(xué)愛(ài)好者也一定無(wú)法預想到這一天對人類(lèi)電網(wǎng)所帶來(lái)的沖擊真的可以用災難來(lái)形容。

真的只有幾分鐘!真的只有德國有這么多光伏!真的只有德國人想到有這個(gè)麻煩!

如果霎那間太陽(yáng)消失，大地黑暗，然而同時(shí)電網(wǎng)崩潰，真的保持黑暗下去，怎么辦?

解決辦法一

有人說(shuō)提前一天下命令預先解開(kāi)全部光伏，保持常規電廠(chǎng)供應，這樣就OK了?？墒怯袃蓚€(gè)問(wèn)題，第一這違反了新能源法光伏必須百分百接入的規定，而且由此造成的損失和補貼由誰(shuí)買(mǎi)單無(wú)人可知。第二也根本解不開(kāi)，因為德國有近40%的分布式光伏，和大型地面光伏電站不同的，這些屋頂光伏通常都是不能遙控操作拉閘離網(wǎng)的。他們通常已經(jīng)和居民和工廠(chǎng)的負荷融為一體，人們也不可能專(zhuān)門(mén)為了這個(gè)爬上去拉開(kāi)光伏開(kāi)關(guān)。

解決辦法二

儲能。如果家家配好儲能元件，倒是一個(gè)可選方案。正好這時(shí)儲能展現自己格調的絕佳機會(huì )，十幾分鐘的使用期，填補電網(wǎng)空擋，儲能幾乎就是為此而生的?？蓡?wèn)題是22GW，2千2百萬(wàn)千瓦的缺口啊，1年的時(shí)間，會(huì )有這么快嗎?不過(guò)也說(shuō)不定這對儲能廠(chǎng)商是一個(gè)巨大的利好。

解決辦法三

號召當日企業(yè)不生產(chǎn)，居民不開(kāi)燈。5分鐘的時(shí)間，大家全部拿來(lái)觀(guān)賞日食，享受自然的奇妙。這個(gè)辦法其實(shí)是找對了源頭，但是電力公司實(shí)在是給十個(gè)膽子也不敢提，因為老百姓必然會(huì )問(wèn)：我們付那么貴的電費就是為了擁有最基本的服務(wù)，能源轉型智能電網(wǎng)，聽(tīng)上去平時(shí)都高級的不得了，一個(gè)日食就讓我們在家呆著(zhù)享受黑暗，這太不可思議了。

的確，這是一個(gè)萬(wàn)般無(wú)解的難題。13億人如果同時(shí)給電動(dòng)汽車(chē)充電，電網(wǎng)就是再堅強，也會(huì )崩潰。歐洲這一次遇到的日食奇觀(guān)，將是大自然對人類(lèi)的科技進(jìn)步野心和自強不息的生存能力提出的一個(gè)新的挑戰。

當然也不是真的沒(méi)有辦法。

我們可以祈求上蒼，讓2015年3月20日普降大雨，至少也是陰云密布，當然最好就是大雪封山，陰風(fēng)怒號，連月不開(kāi)。

真正解救人類(lèi)的，只能是大自然，一如子午谷的大雨，莫斯科的嚴寒。

我們必須懂得敬畏，對未知的敬畏。

【無(wú)所不能特約作者，廖宇，德國柏林電網(wǎng)公司調度中心從事新能源調度管理工作，曾經(jīng)任職于西門(mén)子公司智能電網(wǎng)部全球項目管理中心】