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3月20日上午，北半球迎來難得一見的日全食。德國是全球光伏裝機容量最大的國家。在日食期間由于缺少陽光，德國將驟然失去約70%的光伏電力；而當日食結(jié)束時，陽光突然照射，大量光伏電力又將瞬時涌入電網(wǎng)。
一退一進，給電網(wǎng)帶來巨大壓力，但作為全球最大的太陽能發(fā)電國家，德國經(jīng)受住了這次嚴峻的挑戰(zhàn)。
質(zhì)疑：
日食究竟會給太陽能發(fā)電帶來多大影響？德國電網(wǎng)是如何應對此次日食危機的？此次事件對中國的太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)有什么借鑒意義？
解答：
“這次日食是當前光伏發(fā)電可能面臨的極端狀況，歐洲各國的電網(wǎng)運營商對此非常重視，可謂嚴陣以待?！眹野l(fā)展和改革委員會能源研究所副研究員、國家可再生能源中心主任助理趙勇強在接受《中國科學報》記者采訪時說。
這次日食開始時，月球的投影在大西洋洋面出現(xiàn)，歷經(jīng)兩個半小時后在北極點附近結(jié)束，全食階段持續(xù)2分47秒，是歐洲16年以來經(jīng)歷的規(guī)模最大的一次日全食。
作為全球最大的太陽能發(fā)電國家，德國擁有高達39 GW的光伏裝機容量，超過德國總發(fā)電裝機容量的20%。據(jù)ENTSO-E發(fā)布的一份《2015年日食影響評估報告》顯示，當日食發(fā)生時，整個歐洲大陸減少的光伏電力有51%來自德國，而這可能給電網(wǎng)帶來超負荷運行的風險。對德國而言，日食過程導致的太陽能下降速率和上升速率分別高達-273兆瓦/分鐘和361兆瓦/分鐘。
“這個變化率可以說非?？??！敝袊茖W院電工研究所研究員王一波說，“電網(wǎng)的正常運行需要保持發(fā)電量和用電量之間的實時平衡。從便于電網(wǎng)控制和調(diào)節(jié)的角度考慮，電源輸出最好能相對穩(wěn)定。但光伏發(fā)電的特性決定了它的不穩(wěn)定性，在日食發(fā)生的過程中，光照在短時間內(nèi)先是驟降，然后又突然回升，這對電力系統(tǒng)快速調(diào)節(jié)能力來講，的確是非常大的挑戰(zhàn)。”
“雖然日全食影響很大，但是其過程可預測，這就使各國有充分的時間制定技術(shù)和非技術(shù)的預案，從而使其影響可控。其中很重要的一種預案就是歐洲各國電網(wǎng)公司之間的協(xié)調(diào)合作?！蓖跻徊ㄕf，“德國電網(wǎng)并不是孤立的，事實上整個歐洲電網(wǎng)可以給德國電網(wǎng)提供強有力的支撐，當?shù)聡媾R‘日食危機’時，挪威、瑞典等對太陽能發(fā)電依賴較小的周邊國家就可以伸出援手。”
在整個歐洲電網(wǎng)的共同協(xié)調(diào)下，德國等國家的輸電系統(tǒng)運營商通過實時調(diào)控備用機組的發(fā)電出力，維持日食過程中的電力供需平衡，成功渡過了這一難關(guān)。
歐洲電力傳輸系統(tǒng)運營商聯(lián)盟秘書長Konstantin Staschus表示：“此次日食事件是在本聯(lián)盟組織之下，歐洲及區(qū)域協(xié)同合作的一個成功案例?！?
本次“日食危機”是對整個歐洲電力系統(tǒng)的一場“大考”。理論上，歐洲的輸電運營商也可以采用保守的預案來逃過這場考試，比如在日食前后的一段時間里，簡單地把光伏系統(tǒng)全部關(guān)停，只依靠常規(guī)發(fā)電機組供電。但他們沒有回避危機，在全世界面前上演了現(xiàn)代電網(wǎng)應對可再生能源發(fā)電危機的生動一課。
“這次事件意義重大，是對可再生能源發(fā)電事業(yè)的極大鼓舞?！蓖跻徊ㄔu價道，“大規(guī)模發(fā)展太陽能、風能等可再生能源并網(wǎng)發(fā)電，一直面臨著很多質(zhì)疑。人們擔心這些隨機性、間歇性的電源，一旦高比例接入電網(wǎng)，是否會對電網(wǎng)帶來難以承受的沖擊。這一次，歐洲國家集體提交了一份漂亮的答卷，證明了在技術(shù)層面上，現(xiàn)代電網(wǎng)完全能夠應對這樣的挑戰(zhàn)。”
據(jù)了解，當前中國的光伏發(fā)電在全國發(fā)電量中占比尚不足1%，但是光伏裝機的年均增速超過了100%。從2013年到2014年，中國的光伏新增裝機容量連續(xù)兩年世界第一，累計裝機容量位列世界第二，僅次于德國。
趙勇強認為，德國成功應對日食危機的案例，對中國發(fā)展太陽能發(fā)電也有很大的借鑒意義：“首先，電網(wǎng)的調(diào)度運營組織要切實負起責任，做好預測、預報、危機評估等工作；第二，系統(tǒng)規(guī)劃電力系統(tǒng)和配電網(wǎng)，增加電力系統(tǒng)的靈活性；第三，充分調(diào)動市場機制，促進輔助服務和市場供需平衡。”
