這是一片光的海洋。
在青海省海南州共和縣龍羊峽水電站八公里處,蒼茫的戈壁灘上,你會(huì)看到荒漠中一望無垠的太陽能發(fā)電板面朝南方,微微昂頭,接受太陽的光輝,釋放著綠色能源。
這是全球最大的水光互補(bǔ)光伏電站——百兆瓦國家級(jí)太陽能發(fā)電實(shí)證基地,項(xiàng)目占地近10平方公里,總裝機(jī)容量170萬千瓦的一座座光伏電站在大地傲然挺立。
這只是我國近年來大力發(fā)展光伏發(fā)電的一個(gè)縮影。如今,從柴達(dá)木盆地到共和塔拉灘,從格爾木到敦煌,在西部遼闊的戈壁灘上架起的一塊塊深藍(lán)色光伏電板,如根植在大地上的“綠色莊稼”,每天不停地“追光逐日”,把豐富的太陽能轉(zhuǎn)換為綠色發(fā)展的經(jīng)濟(jì)新動(dòng)能。
國家能源局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2017年1—11月,我國光伏發(fā)電量達(dá)1069億千瓦時(shí),同比增長72%,光伏發(fā)電量占全部發(fā)電量的比重同比增加0.7%,光伏年發(fā)電量首超1000億千瓦時(shí)。
“今年光伏裝機(jī)容量將超過風(fēng)電,預(yù)計(jì)2020年,光伏加風(fēng)電將超過水電,成為我國的第二大能源。”中國電力科學(xué)研究院新能源研究中心副主任劉純告訴記者。
然而,就在七八年前,光伏發(fā)電還被稱為“垃圾電”。這是因?yàn)樘柲馨l(fā)電有著巨大的波動(dòng)性和“白天忙晚上歇”的先天不足。光伏電站的這種波動(dòng)性和間歇性運(yùn)轉(zhuǎn)方式對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰帶來很多不利影響,所以光伏發(fā)電被稱為“垃圾電”。
為了加速我國光伏電站的發(fā)展,解決我國電網(wǎng)安全與光伏規(guī);⒕W(wǎng)的矛盾,突破規(guī);夥⒕W(wǎng)運(yùn)行控制關(guān)鍵技術(shù),劉純帶領(lǐng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在國家863計(jì)劃課題和國家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目的支持下,通過自主創(chuàng)新,突破了并網(wǎng)控制、電能質(zhì)量治理、整體低電壓穿越三大關(guān)鍵技術(shù),形成了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果,提高了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,促進(jìn)了國內(nèi)光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化發(fā)展。在2017年北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)選中,該項(xiàng)目榮獲二等獎(jiǎng)。
光伏不能重走風(fēng)電的老路
我國一直是光伏大國,但在2011年以前只能算是制造大國。
“2011年,我國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已快速發(fā)展,而此時(shí)我國的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)剛起步!眲⒓兏嬖V記者,“當(dāng)時(shí)全球都是分布式光伏,而我國的特點(diǎn)是大規(guī)模集中式開發(fā)、遠(yuǎn)距離傳輸,面臨著國外沒有的挑戰(zhàn)!
與煤電相比,光伏發(fā)電主要受到太陽的影響,因此它的“出力”不像常規(guī)發(fā)電那樣可控,呈現(xiàn)出一定的波動(dòng)性和間歇性,如此不穩(wěn)定的電源接入到電網(wǎng),勢(shì)必對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定產(chǎn)生一定的影響。
“光伏發(fā)電有很強(qiáng)的隨機(jī)性,靠天吃飯,如果碰上陰天、霧霾、灰塵等情況,就會(huì)影響發(fā)電效率!眲⒓冋f。
光伏發(fā)電中有一個(gè)重要的設(shè)備——逆變器,它包含很多電力電子元件,在大量逆變器通過串并聯(lián)接入電網(wǎng)后,會(huì)產(chǎn)生一定的諧波,影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量,使電網(wǎng)電力不那么“純凈”。
“光伏發(fā)出的是直流電,逆變器的任務(wù)是把直流電變成交流電輸送到電網(wǎng),其功率器件采用和CPU一樣的硅半導(dǎo)體材料制造,抗過載能力很低,一有風(fēng)吹草動(dòng)就不行。”劉純認(rèn)為,光伏發(fā)電的抗干擾能力較弱,在電網(wǎng)發(fā)生故障等異常情況下,很容易發(fā)生脫網(wǎng)行為,對(duì)電網(wǎng)的供電安全性和可靠性造成不良的影響。
2011年,風(fēng)電出現(xiàn)了大規(guī)模脫網(wǎng)事故,引起了行業(yè)內(nèi)外對(duì)光伏并網(wǎng)技術(shù)的擔(dān)憂。于是在國家“十二五”規(guī)劃863重大專項(xiàng)中提出了一個(gè)課題:大型光伏電站并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究。
“光伏不能重走風(fēng)電的老路!眲⒓兏嬖V記者,光伏要想成為主力電源,必須要和電網(wǎng)建設(shè)、負(fù)荷需求統(tǒng)籌考慮,如果光伏發(fā)展到一定規(guī)模,電壓和電能質(zhì)量都有可能出現(xiàn)問題。
“光伏電站閉網(wǎng)技術(shù)就是通過與光伏與電網(wǎng)的協(xié)同控制技術(shù),保證光伏和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行!眲⒓兘榻B說,“大型光伏電站并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究”這個(gè)項(xiàng)目就是為解決大型光伏電站并網(wǎng)面臨的“運(yùn)行控制、電能質(zhì)量和低電壓穿越”等技術(shù)問題,依托示范工程,開展技術(shù)攻關(guān),掌握大型光伏電站與電網(wǎng)相互影響機(jī)理,研發(fā)“逆變器—輔助裝置—光伏電站”各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合的綜合協(xié)調(diào)控制系統(tǒng),并實(shí)現(xiàn)工程示范應(yīng)用,指導(dǎo)我國大型光伏電站的開發(fā)建設(shè)。