【中玻網(wǎng)】德國是世界上光伏裝機規模非常大的國家，在推動(dòng)光伏發(fā)展方面的政策、管理、技術(shù)等經(jīng)驗為世界上多個(gè)國家效仿。光伏發(fā)電的發(fā)展從來(lái)不是一帆風(fēng)順的，德國在光伏發(fā)展過(guò)程中也出現了電網(wǎng)運行壓力持續增加、新能源補貼高導致電價(jià)上漲過(guò)快等問(wèn)題。分析德國大比例光伏發(fā)展中出現的問(wèn)題及其解決途徑，總結相關(guān)啟示，將為我國光伏并網(wǎng)提供有益借鑒。
　　
　　德國光伏發(fā)展較新情況
　　
　　2014年，德國已連續9年保持世界光伏發(fā)電靠前大國的位置。截至2014年年底，德國光伏發(fā)電裝機容量約為3820萬(wàn)千瓦；當年光伏發(fā)電量達到328億千瓦時(shí)，約占全部發(fā)電量的6.3%。
　　
　　光伏已成為德國裝機容量非常大的電源。截至2014年年底，德國光伏發(fā)電裝機容量約占德國電力總裝機容量的21.5%，占比較高。就可更新能源發(fā)電而言，光伏裝機占比也非常大，達可更新能源裝機的43.5%。此外，2014年6月9日，德國光伏瞬時(shí)出力超過(guò)系統負荷50%。
　　
　　德國光伏發(fā)電市場(chǎng)已進(jìn)入平穩調整期，光伏發(fā)展增速明顯放緩。德國光伏發(fā)電市場(chǎng)的發(fā)展大致經(jīng)歷了市場(chǎng)啟動(dòng)、快速發(fā)展、急劇擴張和平穩調整四個(gè)階段。
　　
　　德國2014年8月1日出臺新版《可更新能源法》，規定德國未來(lái)光伏發(fā)電的年度新增規模將限定在240~260萬(wàn)千瓦。2014年，德國光伏新增裝機約為180萬(wàn)千瓦，稍低于政策目標，新增裝機規模下降顯著(zhù)，光伏發(fā)展速度明顯放緩。
　　
　　帶來(lái)的技術(shù)問(wèn)題及解決方案
　　
　　大比例光伏并網(wǎng)的影響已不局限于配電網(wǎng)，對系統安全穩定性受到關(guān)注。德國光伏接入電網(wǎng)主要呈現三個(gè)特點(diǎn)，大規模分布式光伏接入不僅對配電網(wǎng)產(chǎn)生影響，也對大電網(wǎng)安全穩定運行產(chǎn)生了重要影響。
　　
　　對于配電網(wǎng)，光伏并網(wǎng)引起的電壓升高和設備過(guò)載問(wèn)題較為突出。電壓升高是光伏接入配電網(wǎng)帶來(lái)的主要影響之一。在傳統的電力輸送方式下，電流的方向是單一的，從發(fā)電到用戶(hù)，電壓隨著(zhù)距離及用電水平而降低。大量分布式光伏接入電網(wǎng)后，尤其在脆弱或遠距離的電網(wǎng)中，由于分布式光伏發(fā)電抵消用戶(hù)負荷導致線(xiàn)路輕載甚至線(xiàn)路潮流反向，電壓升高會(huì )成為一個(gè)突出問(wèn)題。
　　
　　此外，隨著(zhù)分布式電源的接入水平增加，反向功率的發(fā)生更加頻繁。反向功率可能比變壓器或者線(xiàn)路的容量還高，引起變壓器或線(xiàn)路過(guò)載。
　　
　　對于大電網(wǎng)安全穩定運行，光伏發(fā)電的影響首先表現在系統有功平衡壓力增加。光伏發(fā)電具有典型的日變化特性，大比例光伏并網(wǎng)將顯著(zhù)改變系統供電負荷曲線(xiàn)，增加電網(wǎng)運行壓力。此外，光伏出力預測誤差大，也將增加系統運行安全風(fēng)險。
　　
　　另外是系統頻率安全風(fēng)險增加。在沒(méi)有特殊要求的情況下，分布式光伏發(fā)電設備一般沒(méi)有類(lèi)似常規機組的頻率控制特性，電網(wǎng)出現擾動(dòng)情況下，光伏發(fā)電設備向電網(wǎng)提供頻率支撐的能力較弱。2011年，德國光伏的“50.2赫茲”問(wèn)題是光伏對電網(wǎng)頻率安全穩定運行影響的典型例子。
　　
　　對此，德國主要給出了兩個(gè)解決方案。
　　
　　一是電網(wǎng)擴建。根據德國能源署開(kāi)展的配電網(wǎng)擴建需求研究，2030年之前，德國需要對16.1萬(wàn)千米線(xiàn)路進(jìn)行改擴建，補充安裝6900萬(wàn)千伏安容量的變壓器。從各電壓等級的電網(wǎng)擴建需求來(lái)看，中壓和低壓需要改擴建的線(xiàn)路長(cháng)度較長(cháng)，但是高壓需要改擴建的線(xiàn)路比例較高，且高壓線(xiàn)路的改擴建成本較高。根據德國能源署研究結果，德國需對高壓電網(wǎng)進(jìn)行32%的擴建，對中壓電網(wǎng)進(jìn)行15%的擴建，而低壓電網(wǎng)只需進(jìn)行5%的擴建。
　　
　　二是提高系統運行靈活性。一方面，提高常規電廠(chǎng)運行靈活性。以德國TenneT公司控制區為例，該控制區2013年7月幾乎每天午餐時(shí)間的風(fēng)電和光伏發(fā)電都大于此區域的負載，且具有明顯的陡升陡降特點(diǎn)。因此，要求常規電廠(chǎng)運行靈活性增加，能夠非常迅速地啟停機組。另一方面，加強電網(wǎng)互聯(lián)，充分發(fā)揮大電網(wǎng)資源優(yōu)化配置作用，調動(dòng)各方資源提高電網(wǎng)運行靈活性。
　　
　　德國國內的抽水蓄能等靈活調節電源比例較低。目前為提高系統運行靈活性，德國擬加強與北歐電力系統的互聯(lián)，充分利用挪威等國的水電，促進(jìn)德國的可更新能源消納。在歐盟層面，加強電網(wǎng)互聯(lián)，建設歐洲統一電力市場(chǎng)，促進(jìn)區域電網(wǎng)結合，是歐洲電網(wǎng)建設的重要發(fā)展方向。