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因分散型光伏发电系统的大量导入,出现了白天发电量超过用电量,但在傍晚太阳能发电停止时,电力需求却急剧上升的现象。不久的将来填补这种巨大的供需缺口会变得困难——加利福尼亚州几年前就开始有了这种担忧。
高峰需求在傍晚至夜间
这种现象被称为“鸭型曲线”。2013年至2020年间,加利福尼亚州的分时“实际电力需求”与“供给量”的曲线图变化就呈现出这种现象(图1)。这里的“供给量”是指电力公司的大规模集中型发电站供给的电力量;“实际电力需求”是指,整体用电量减去与消费者侧的配电网并网的分散型光伏及风力等发电量之后的电力需求。
图1:加利福尼亚州的实际电力需求变化(出处:CaliforniaIn dependent System Operator)
表示电力需求的曲线图原本是从早上至中午为缓慢上升的,形成从鸭子尾巴到背部那样的曲线。但随着分散型光伏发电的导入量增加,鸭子的背部曲线将变成腹部曲线。导入光伏发电等分散型发电后,家庭的电力需求由光伏电力就能满足,从电力公司的购电量将减少。就是说,随着分散型光伏发电的大量导入,白天的“实际电力需求”会大幅降低,这时就开始要担心电力公司供给的电力过剩了。
教给鸭子飞翔的方法
问题之一是,光伏发电的输出高峰与需求高峰不是一致的。在加利福尼亚州,光伏发电系统的发电量在中午至下午2点期间是高峰。而需求高峰则出线下午更晚一些时候,为傍晚5点至晚上8点左右。就是说,供给和需求会有缺口。
另一个问题是,需求高峰急剧上升。虽然白天利用光伏发电将实际需求降到了最低水平,但在光伏发电不再输出电力的傍晚,“真正”的电力需求高峰却到来了。预计到2020年,将必须要在3个小时的短时间内快速填补约13GW的需求。
因鸭型曲线现象,估计白天将不得不减少原本不是用来调节的基础电源的供给量,并且,为了填补比傍晚时更大的需求差,就可能需要作使火力发电设备等现有设备待机,以便进行急剧提高输出电力等控制。
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