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德国是世界上光伏装机规模最大的国家,在推动光伏发展方面的政策、管理、技术等经验为世界上多个国家效仿。光伏发电的发展从来不是一帆风顺的,德国在光伏发展过程中也出现了电网运行压力持续增加、新能源补贴高导致电价上涨过快等问题。分析德国大比例光伏发展中出现的问题及其解决途径,总结相关启示,将为我国光伏并网提供有益借鉴。
德国光伏发展最新情况
2014年,德国已连续9年保持世界光伏发电第一大国的位置。截至2014年年底,德国光伏发电装机容量约为3820万千瓦;当年光伏发电量达到328亿千瓦时,约占全部发电量的6.3%。
光伏已成为德国装机容量最大的电源。截至2014年年底,德国光伏发电装机容量约占德国电力总装机容量的21.5%,占比最高。就可再生能源发电而言,光伏装机占比也最大,达可再生能源装机的43.5%。此外,2014年6月9日,德国光伏瞬时出力超过系统负荷50%。
德国光伏发电市场已进入平稳调整期,光伏发展增速明显放缓。德国光伏发电市场的发展大致经历了市场启动、快速发展、急剧扩张和平稳调整四个阶段。
德国2014年8月1日出台新版《可再生能源法》,规定德国未来光伏发电的年度新增规模将限定在240~260万千瓦。2014年,德国光伏新增装机约为180万千瓦,稍低于政策目标,新增装机规模下降显著,光伏发展速度明显放缓。
带来的技术问题及解决方案
大比例光伏并网的影响已不局限于配电网,对系统安全稳定性受到关注。德国光伏接入电网主要呈现三个特点,大规模分布式光伏接入不仅对配电网产生影响,也对大电网安全稳定运行产生了重要影响。
对于配电网,光伏并网引起的电压升高和设备过载问题较为突出。电压升高是光伏接入配电网带来的主要影响之一。在传统的电力输送方式下,电流的方向是单一的,从发电到用户,电压随着距离及用电水平而降低。大量分布式光伏接入电网后,尤其在脆弱或远距离的电网中,由于分布式光伏发电抵消用户负荷导致线路轻载甚至线路潮流反向,电压升高会成为一个突出问题。
此外,随着分布式电源的接入水平增加,反向功率的发生更加频繁。反向功率可能比变压器或者线路的容量还高,引起变压器或线路过载。
对于大电网安全稳定运行,光伏发电的影响首先表现在系统有功平衡压力增加。光伏发电具有典型的日变化特性,大比例光伏并网将显著改变系统供电负荷曲线,增加电网运行压力。此外,光伏出力预测误差大,也将增加系统运行安全风险。
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德国光伏产业在经历了两次拍卖疲软后,好像重新获得了动力,但如果要保持这一现状,就需要不断提升本土光伏发电项目的开发水平。德国联邦网络局最新公布的光伏发电项目招标情况显示,本次计划拍卖400兆瓦光伏发电配套储能项目,最终收获投标规模为779兆瓦。这是今年以来德国官方拍卖项目投标规模第一次
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