光伏入网的技术前景

一、风电并网的启示

经济总量位居世界第二的中国，其产业的中国特色之一，便是规模效应。才几年功夫，我们的风电装机容量便跃居世界第一。

大量风电机组的并网，使本来以供定发的电网调度，一下子很不习惯。在水火互济的时代是负荷问我要多少，我就安排发多少，调度100%地掌握着发电侧的主导权。但风电的出力，是看老天爷的安排，非调度所能主导。这样，一下子变成了我能发多少，你就用多少，竟把一向牛气冲天的调度主导权悄悄地蚕食掉一块!但风电是清洁可再生能源，符合国家产业政策，心里不舒服还得帮助消纳。

平心而论，在风电总发不到全网15%的水平上，调度起来并无实质性困难。虽然风神往往在电网最不需要的时候开始发力，完全不顾用户的偏好，但毕竟不到15%，把水、火调下来一点就摆平了。调度感到气闷的是：风电并网有点扭转乾坤的意思，调度无意中被人绑架了一回。它意味着电网运行的主导权慢慢被转移到了发电侧。

二、资本寻找“光矿”

我们都生活在阳光下，哪个地方不出太阳?但资本就是看上了格尔木的荒原，一次就安装了几平方公里的电池板。那里并不是负荷中心，投资人却在那里大兴光伏，把收集起来的低密度能流通过特高压送往中东部，完全失去了光伏发电本可以就近装机的优势。为什么?因为光伏企业在成本线上生存，在西部这片阳光灿烂的土地上，才能勉强维持微薄的利润。在现有的技术条件下，如果把光伏板搬下青藏高原，即使效率降低1%，它就要亏本。它是企业，它要在投运后的第二年就开始盈利，否则就会被后投的厂家打败，不再有翻身的日子。所以它必须寻找光的富矿，才能维持生存。那种晒着太阳唱着歌就把钱赚了的幸运，从来就没有光顾过光伏电厂。

三、跟着天气走的电网

如果说玉门关的春风，总是在入夜时分、在电网最不需要电能的时候开始不识相地吹拂，那么光伏电厂倒是有眼色的---当人们开始上班需要电能的时候，它也摆开架势揽光入怀开始发电，这对现时的电网来说是很识时务的。不过，幸亏青藏高原少云无雨，否则遇到江南那样的黄梅天气数月不开，那就糟糕透了。

且撇开这些不说。

光伏上网同风电一样，它又一次蚕食了调度以供定发的主导权。因为，花了大价钱好不容易收集起来的那么一点点光能，国家是绝对不会让它白白浪费的，一定得进网。只是从调度的角度感觉，这电网是越来越跟着天气走了，跟以前那种集中式能源转换大为不同，它意味着调度开始要转变观念，跟老天爷来周旋了。

气象部门立即看见了商机，开始向电力部门收取天气预测咨询费：因为，是否刮风或者有好太阳，决定着日方式的发供安排。

四、微光发电

其实光伏发电的真正优势，是在凡有阳光的地方都能发电。负荷中心当然也有阳光，为什么不在那里建厂，非要跑到昆仑山的秃顶上?经济原因已如前述。但从技术层面看，是因为光板的转换效率还太低。负荷中心大多在中东部地区，包含着深刻的历史原因：东南沿海雨量充沛，物产丰富，人文荟萃，人才济济，人群鼎沸，，，，，，如果它也象青藏高原那样荒无人烟，干旱少云，降水量低于蒸发量，它也就不会成为负荷中心了。

以目前的技术，在这些地区建光伏电厂，可能还要亏本，于是没有办法，只好放弃分布式发电的优势，跑到昆仑山上去晒太阳。

但是你能看到，中东部地区植被丰茂，万物生长也是靠太阳的，绿色植物能利用的能源，我们为什么做不到?显然，这就是我们的技术差距，也就是我们的希望所在。现在，你可能已经在使用太阳能计算器，这块小小的电池板，在散射光下就能产生电力，说明我们的前途是光明的。

以上的课题，就是微光发电，或者叫低光度发电。

五、分布式电网的困局

在风电、光伏合起来总发不超过全网负荷30%的今天，理论上电网的调峰和消纳并不存在困难。

德国的例子具有很好的参考价值。屋顶电站很普遍，家庭用电的40%来自光伏，60%来自电网。光伏发电的几乎全部，都由自己“笑纳”。电网仍然起着支撑供电质量的主导作用。

全网负荷因此减去40%，那是一笔多大的财富啊，可以减排多少二氧化碳和硫化物?

但如果要进一步提高“风、光”电源的比例，技术困难将呈指数方式增加：假如风光发电总出力达到总负荷的80%，昼夜变化如何解决?储能固然可以昼储夜发，但目前尚无高容量储备技术;其次，黄梅季节3个月阴雨天，负荷怎么解决?几乎是无法解决的难题，除非微光发电高度发展，才有可能破解这道难题。

当然，到那时可能会发展出更大范围的远程输电，把撒哈拉电场的能流输往世界各地，或者，悬浮于太空的光伏电站，通过微波把电力送回地球，等等。

在电网的微观方面，管控技术也将发生巨大变化：保护必须发展出双向的模式，并能敏锐感知潮流方向;逆变器则一定带有AGC功能，可以根据电网频率的微小变化来改变馈入电网的能流;AVC技术则可根据电压信号的细微变化来投切电容后备等等。

六、结语

总之，在大机组、大调度统治了电网100余年后的明天，转换能量的原动机逐步变得不再由调度控制，相反，气候与气象开始引导调度，日方式将严重依赖于短期天气预测;储能技术不得不发展起来，以平衡调度无法预期的变化。

无数的电源点共享着它们自己生产的能流和信息，电网已经不再是主要动力的提供者，而是频率和电压等电能质量指标的管理者和协调人。

【参考文献】

【1】国家电网公司，分布式电源接入电网技术规定(M)，2012-08-02

【2】徐青山，分布式发电与微电网技术(J)，2011-11-01版

【3】罗建中，分布式微型电网并网研究(J)，2009-04-20，硕士论文