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光伏電站——百兆瓦國家級太陽能發(fā)電實證基地,項目占地近10平方公里,總裝機容量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)電的一個縮影。如今,從柴達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”,把豐富的太陽能轉換為綠色發(fā)展的經濟新動能。
國家能源局的統(tǒng)計數據顯示,2017年1—11月,我國光伏發(fā)電量達1069億千瓦時,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。
“今年光伏裝機容量將超過風電,預計2020年,光伏加風電將超過水電,成為我國的第二大能源。”中國電力科學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”。這是因為太陽能發(fā)電有著巨大的波動性和“白天忙晚上歇”的先天不足。光伏電站的這種波動性和間歇性運轉方式對電網調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,解決我國電網安全與光伏規(guī)模化并網的矛盾,突破規(guī)模化光伏并網運行控制關鍵技術,劉純帶領項目團隊在國家863計劃課題和國家電網公司科技項目的支持下,通過自主創(chuàng)新,突破了并網控制、電能質量治理、整體低電壓穿越三大關鍵技術,形成了一批具有自主知識產權的技術成果,提高了光伏發(fā)電產業(yè)的核心競爭力,促進了國內光伏發(fā)電的產業(yè)化和規(guī);l(fā)展。在2017年北京市科學技術獎評選中,該項目榮獲二等獎。
光伏不能重走風電的老路
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,我國的風電產業(yè)已快速發(fā)展,而此時我國的光伏發(fā)電產業(yè)剛起步!眲⒓兏嬖V記者,“當時全球都是分布式光伏,而我國的特點是大規(guī)模集中式開發(fā)、遠距離傳輸,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)出一定的波動性和間歇性,如此不穩(wěn)定的電源接入到電網,勢必對電網的安全穩(wěn)定產生一定的影響。
“光伏發(fā)電有很強的隨機性,靠天吃飯,如果碰上陰天、霧霾、灰塵等情況,就會影響發(fā)電效率!眲⒓冋f。
光伏發(fā)電中有一個重要的設備——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)接入電網后,會產生一定的諧波,影響電網的電能質量,使電網電力不那么“純凈”。
“光伏發(fā)出的是直流電,逆變器的任務是把直流電變成交流電輸送到電網,其功率器件采用和CPU一樣的硅半導體材料制造,抗過載能力很低,一有風吹草動就不行!眲⒓冋J為,光伏發(fā)電的抗干擾能力較弱,在電網發(fā)生故障等異常情況下,很容易發(fā)生脫網行為,對電網的供電安全性和可靠性造成不良的影響。
2011年,風電出現(xiàn)了大規(guī)模脫網事故,引起了行業(yè)內外對光伏并網技術的擔憂。于是在國家“十二五”規(guī)劃863重大專項中提出了一個課題:大型光伏電站并網關鍵技術研究。
“光伏不能重走風電的老路!眲⒓兏嬖V記者,光伏要想成為主力電源,必須要和電網建設、負荷需求統(tǒng)籌考慮,如果光伏發(fā)展到一定規(guī)模,電壓和電能質量都有可能出現(xiàn)問題。
“光伏電站閉網技術就是通過與光伏與電網的協(xié)同控制技術,保證光伏和電網的安全穩(wěn)定運行。”劉純介紹說,“大型光伏電站并網關鍵技術研究”這個項目就是為解決大型光伏電站并網面臨的“運行控制、電能質量和低電壓穿越”等技術問題,依托示范工程,開展技術攻關,掌握大型光伏電站與電網相互影響機理,研發(fā)“逆變器—輔助裝置—光伏電站”各個環(huán)節(jié)有機結合的綜合協(xié)調控制系統(tǒng),并實現(xiàn)工程示范應用,指導我國大型光伏電站的開發(fā)建設。