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光和風(fēng)存在很大的不穩(wěn)定性,前者的日升日落,后者風(fēng)的時(shí)有時(shí)無(wú),兩者對(duì)電網(wǎng)來(lái)講會(huì)具有很大的沖擊,這時(shí)就主要儲(chǔ)能出場(chǎng),將風(fēng)電和光伏發(fā)電進(jìn)行儲(chǔ)存,將多余的電能保存下來(lái),等到發(fā)電不足時(shí)再放出來(lái),通過(guò)實(shí)時(shí)的充放電,來(lái)彌補(bǔ)了風(fēng)電和光伏發(fā)電對(duì)電網(wǎng)的沖擊。
風(fēng)和光,兩種不同的自然現(xiàn)象,卻有著本質(zhì)上的相似之處,日升日落和風(fēng)的時(shí)有時(shí)無(wú),人類都無(wú)法控制。
劉漢民,國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范基地的工程師,在他看來(lái),風(fēng)看不見(jiàn)摸不著,但是光在一天中的變化卻是有章可循的。為了能夠最大限度的利用太陽(yáng)能,在示范基地,我們看到了追隨太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的光伏板,這種跟蹤發(fā)電的光伏板和固定式的光伏板相比,年發(fā)電量增加18%左右。
如果把大電網(wǎng)比作一條大河,風(fēng)電和光伏就是匯入大河的兩條支流,一條支流波濤洶涌,翻江倒海,一條支流時(shí)有時(shí)無(wú),急劇波動(dòng),在匯入大河時(shí)就引起大河的劇烈震蕩,造成對(duì)下游“橋梁”和“輪船”的巨大破壞,但是電的特性決定了發(fā)電側(cè)和用電側(cè)要時(shí)刻保持平衡,用多少發(fā)多少,也就是要時(shí)刻保證大電網(wǎng)的平衡和穩(wěn)定。
如果兩條支流來(lái)?yè)v亂,怎么能夠保證電網(wǎng)這條大河的水流平穩(wěn)呢,這時(shí),電網(wǎng)調(diào)度中心的作用就不容小覷了。
國(guó)家電網(wǎng)新疆調(diào)度中心,是整個(gè)新疆電網(wǎng)的中樞大腦,屏幕上的曲線和數(shù)字讓人摸不著頭腦,但是對(duì)于調(diào)度員來(lái)說(shuō),這些關(guān)系著新疆每個(gè)角落的用電以及全疆的風(fēng)電廠和光伏電站的穩(wěn)定運(yùn)行。
蔡鵬程,國(guó)網(wǎng)新疆電力調(diào)度中心調(diào)控處處長(zhǎng),接受采訪時(shí)表示,我們新疆電網(wǎng)每天的用電量大概有超過(guò)1/3的這個(gè)用電是來(lái)自于新能源發(fā)電,管控中的難度也是非常大的,由于用電和發(fā)電是隨時(shí)要保持平衡的,隨發(fā)隨用,同時(shí)風(fēng)電和光伏也在劇烈的波動(dòng)著,系統(tǒng)的負(fù)荷也在隨時(shí)的發(fā)生變化。
所以就要求我們調(diào)度系統(tǒng)啊要同時(shí)預(yù)測(cè)風(fēng)電和光伏的下個(gè)時(shí)間的波動(dòng),同時(shí)呢還要預(yù)測(cè)我們系統(tǒng)大家的用電量的這個(gè)波動(dòng),預(yù)測(cè)完了之后,我們用水電和火電來(lái)去同平衡這種波動(dòng),來(lái)達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的這個(gè)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
為了更加精確的預(yù)測(cè)和使用風(fēng)電和光電,調(diào)度中心的監(jiān)控系統(tǒng)接入了新疆地區(qū)所有風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站的數(shù)據(jù)。180多家風(fēng)電場(chǎng)的1萬(wàn)多臺(tái)風(fēng)機(jī),在這個(gè)系統(tǒng)里面,我們把這一萬(wàn)多臺(tái)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行的發(fā)電出力以及當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)速等等關(guān)鍵數(shù)據(jù)全都接到這個(gè)系統(tǒng)里頭。接入這些數(shù)據(jù)以后,我們現(xiàn)在可以做到風(fēng)電的實(shí)時(shí)功率預(yù)測(cè),未來(lái)15分鐘的預(yù)測(cè),一直到未來(lái)四小時(shí)的預(yù)測(cè),最高的精確度可以做到98%。
對(duì)風(fēng)和光的精確預(yù)測(cè)和調(diào)度并不意味著風(fēng)和光可以隨叫隨到,尤其是在新疆,風(fēng)能資源豐富,但是本地沒(méi)有那么多用電需求,很多時(shí)候風(fēng)電只能白白浪費(fèi)掉。
2016年,中國(guó)的棄風(fēng)總量折合成電能達(dá)到了480多億千瓦時(shí),相當(dāng)于扔掉了一個(gè)大城市一年的用電量,國(guó)網(wǎng)新疆電力公司科學(xué)研究院正常是用一種方法讓原本棄掉的風(fēng)也能發(fā)揮作用。
康智,國(guó)網(wǎng)新疆電力科學(xué)研究院節(jié)能服務(wù)公司副經(jīng)理,他表示這個(gè)項(xiàng)目是2016年投運(yùn)的一個(gè)清潔能源供暖的冷熱雙蓄項(xiàng)目。所謂的冷熱雙蓄就是在夏季給大家供冷,而在冬季給大家供暖,冬季的夜間尤其是風(fēng)量特別大,我們通過(guò)電鍋爐把分把這個(gè)電能轉(zhuǎn)化為熱能儲(chǔ)存在我們身邊的這種大型的儲(chǔ)水罐,那么通過(guò)這種方式夜間去熱,白天去給千家萬(wàn)戶供暖。
這種大型的儲(chǔ)水罐每一個(gè)的儲(chǔ)水量可以達(dá)到一千噸左右,設(shè)計(jì)的供暖面積是43萬(wàn)平方米,假如說(shuō)一戶的供暖面積按一百平來(lái)計(jì)算的話,差不多是4300戶居民的供暖問(wèn)題可以完全解決。
儲(chǔ)水罐將多于風(fēng)電以熱能的形式發(fā)揮作用,但是如果再用電高峰,風(fēng)電和光伏同時(shí)都不工作,豈不是會(huì)造成嚴(yán)重的停電事故,國(guó)家電網(wǎng)公司在大力推行清潔能源的同時(shí),有了一個(gè)大膽的設(shè)想,把電存儲(chǔ)在電池里備用。
2010年,國(guó)家電網(wǎng)公司將這一大膽設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),在國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范基地建起了世界上規(guī)模最大的儲(chǔ)能電站,集成了不同廠家功能容量的27.5萬(wàn)節(jié)磷酸鐵鋰電池及大容量液流電池。
劉漢民,國(guó)網(wǎng)冀北風(fēng)光儲(chǔ)公司副總經(jīng)理,結(jié)合實(shí)例,向我們展示了目前最大的一塊單體鋰電池,200安時(shí),也就是0.6度電,相當(dāng)于手機(jī)電池40到50塊,現(xiàn)在全站大概儲(chǔ)電是8萬(wàn)多度。
假設(shè)儲(chǔ)能電池的規(guī)模足夠大,就完全解決了風(fēng)電和光伏的不穩(wěn)定。但是目前儲(chǔ)能的成本極高,在這種情況下,就需要風(fēng)電、光伏和儲(chǔ)能三者相互配合。這是風(fēng)和光和儲(chǔ)實(shí)時(shí)輸出的一個(gè)出力。
有了儲(chǔ)能的加入,風(fēng)電光伏變成了電網(wǎng)的好朋友,儲(chǔ)能就像是一個(gè)蓄水池,將風(fēng)電和光伏發(fā)電進(jìn)行儲(chǔ)存,將多余的電能保存下來(lái),等到發(fā)電不足時(shí)再放出來(lái),通過(guò)實(shí)時(shí)的充放電,彌補(bǔ)了風(fēng)電和光伏發(fā)電對(duì)電網(wǎng)的沖擊。