因分散型光伏發電系統的大量導入,出現了白天發電量超過用電量,但在傍晚太陽能發電停止時,電力需求卻急劇上升的現象。
作者:Junko Movellan
來源:日經bp社
原標題:“鴨型曲線”改善法,以“水、熱、冰”吸收儲藏大量導入的光伏電力
因分散型光伏發電系統的大量導入,出現了白天發電量超過用電量,但在傍晚太陽能發電停止時,電力需求卻急劇上升的現象。不久的將來填補這種巨大的供需缺口會變得困難——加利福尼亞州幾年前就開始有了這種擔憂。
高峰需求在傍晚至夜間 這種現象被稱為“鴨型曲線”。2013年至2020年間,加利福尼亞州的分時“實際電力需求”與“供給量”的曲線圖變化就呈現出這種現象(圖1)。這里的“供給量”是指電力公司的大規模集中型發電站供給的電力量;“實際電力需求”是指,整體用電量減去與消費者側的配電網并網的分散型光伏及風力等發電量之后的電力需求。

圖1:加利福尼亞州的實際電力需求變化(出處:California Independent System Operator)
表示電力需求的曲線圖原本是從早上至中午為緩慢上升的,形成從鴨子尾巴到背部那樣的曲線。但隨著分散型光伏發電的導入量增加,鴨子的背部曲線將變成腹部曲線。導入光伏發電等分散型發電后,家庭的電力需求由光伏電力就能滿足,從電力公司的購電量將減少。就是說,隨著分散型光伏發電的大量導入,白天的“實際電力需求”會大幅降低,這時就開始要擔心電力公司供給的電力過剩了。
教給鴨子飛翔的方法 問題之一是,光伏發電的輸出高峰與需求高峰不是一致的。在加利福尼亞州,光伏發電系統的發電量在中午至下午2點期間是高峰。而需求高峰則出線下午更晚一些時候,為傍晚5點至晚上8點左右。就是說,供給和需求會有缺口。
另一個問題是,需求高峰急劇上升。雖然白天利用光伏發電將實際需求降到了最低水平,但在光伏發電不再輸出電力的傍晚,“真正”的電力需求高峰卻到來了。預計到2020年,將必須要在3個小時的短時間內快速填補約13GW的需求。
因鴨型曲線現象,估計白天將不得不減少原本不是用來調節的基礎電源的供給量,并且,為了填補比傍晚時更大的需求差,就可能需要作使火力發電設備等現有設備待機,以便進行急劇提高輸出電力等控制。
鴨型曲線的問題是,白天電力公司的供給超過需求,和傍晚以后急劇上升的高峰需求要在短時間內滿足。形象地說,就是教給肚子浮在水面上、為了呼吸而伸長脖子的鴨子“飛翔的方法”,使鴨子的身體伸展至水平線上。即縮小供需曲線的差距,減少變動(圖2)。

圖2:“教給鴨子飛翔方法”成為系統運行戰略(出處:Regulatory Assistance Project)
作者:Junko Movellan 來源:日經bp社
責任編輯:wutongyufg