3月20日的時候德國將會是漆黑一片。日食將使數(shù)百萬計的光伏面板失去陽光照射,這就有可能導致電網(wǎng)斷電。
盡管德國光伏發(fā)電裝機爆炸式增長已成為歷史,但本周德國可再生能源署卻再次慶祝光伏發(fā)電的強勁增長,而這一切都是建立在德國的慷慨補貼基礎之上。
“德國目前光伏發(fā)電裝機容
“此前也發(fā)生過日食,”歐洲輸電網(wǎng)運營商聯(lián)盟在新聞發(fā)布會草稿中寫道,“但是由于光伏發(fā)電裝機的快速增長,我們現(xiàn)在確實面臨很現(xiàn)實的風險。”因此歐洲各個電網(wǎng)運營商也從一年以前就開始為迎接這次日食著手準備應對措施。
歐洲各個輸電網(wǎng)運營商已經(jīng)在原則上達成共識,就要說每個輸電網(wǎng)運營商必須將太陽能電力中斷產(chǎn)生的影響控制在自己所在的區(qū)域范圍內(nèi),也就是說,柏林50Hertz輸電網(wǎng)運營商必須負責維持德國東部電網(wǎng)的穩(wěn)定,多特蒙德的Amprion輸電網(wǎng)運營商必須負責維持德國主要工業(yè)區(qū)的電網(wǎng)穩(wěn)定,TenneT負責維持德國中部從巴伐利亞州到石勒蘇益格-赫爾斯泰因州狹長地帶的電網(wǎng)穩(wěn)定。
(三)日食期間保持不間斷電話聯(lián)系
與此同時,歐洲各國電網(wǎng)運營商將在日食發(fā)生期間保持密切聯(lián)系:”在日食發(fā)生之前和發(fā)生過程中,我們計劃在各大電網(wǎng)控制中心之間召開持續(xù)的電話會議“,歐洲輸電網(wǎng)運營商聯(lián)盟表示。此外,各大電網(wǎng)運營商將會在這一天向調(diào)度控制室投入更多人力。
原則上,德國擁有足夠的發(fā)電站來平抑光伏電力的進入和退出,而讓電網(wǎng)運營商擔憂的是,電力交易商和電站運營商在緊急時間段里不能確保發(fā)電計劃達到必要的精確度。
一般說來,市政電力公司和區(qū)域供電商必須一直以15分鐘為節(jié)點保持電力需求和電力供應之間的”平衡組“實現(xiàn)平衡。要是承擔平衡組義務的某個單元沒有嚴格執(zhí)行,為了簡便而按照小時平均值向電網(wǎng)發(fā)電,那么在日食的關鍵幾個小時內(nèi)這就可能引起系統(tǒng)過載。
這其中的風險就存在于德國電力交易規(guī)則中:因為在3月20日前一天,市場參與者只能按照小時平均值進行下一天的電量供應交易。而更為準確的、對電網(wǎng)運行至關重要的以每15分鐘為一個節(jié)點的交易要到前一天下午16時才開始。要是平衡容量(或叫做調(diào)峰容量)不足的情況太晚才被發(fā)現(xiàn),那么電網(wǎng)運營商將來不及按照《能源經(jīng)濟法》緊急條款13.2的規(guī)定啟動備用電站。
在電網(wǎng)技術(shù)層面,日食有別于日常太陽起落的地方就在于速度。幾乎所有的太陽能發(fā)電出力在短時間內(nèi)消失,不久之后又很快在中午時分恢復發(fā)電。在這種特殊情況下,電力市場與15分鐘平衡間隔之間的界面是否與技術(shù)上的電網(wǎng)控制相適應,這還存在很大不確定性。
在不利的情況下,可能電力系統(tǒng)中沒有足夠的調(diào)節(jié)容量來使電網(wǎng)頻率穩(wěn)定在50赫茲;比較糟糕的情況是,電網(wǎng)節(jié)點自動保護機制被激發(fā),出現(xiàn)區(qū)域性停電事故;在最糟糕的情況下,這種區(qū)域性停電升級至全歐洲范圍的大停電事故。根據(jù)緊急事故處置方案,為保持電網(wǎng)穩(wěn)定,電網(wǎng)首先要切除大型工業(yè)用戶用電負荷。在此期間,也不能完全排除需要對整個地區(qū)或多個小城市在部分時段停止供電的可能性。
(四)德國全境將增加調(diào)節(jié)容量
電網(wǎng)運營商對應對好此次日食過程信心十足,他們已經(jīng)與位于波恩的聯(lián)邦網(wǎng)絡署達成共識,將增加3月20日全德國的調(diào)節(jié)容量。
那么到底情況會有多嚴重,只有等到更加可靠的天氣預報出來之后,人們才能提前幾天知道。其中的不確定性就在于不知道當天是否有大霧、揚塵或者雪花覆蓋在太陽能板上面,因為這些會限制發(fā)電量的情況很難提前預知。
“日食帶來的問題非常形象地表明,隨著電力系統(tǒng)中間歇性和分布式電源的大量增加,要保持系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行將面臨越來越嚴峻的挑戰(zhàn)。”歐洲輸電網(wǎng)運營商聯(lián)盟表示。
然而,電網(wǎng)運營商從經(jīng)驗教訓中學習的機會并不多:下一次影響全歐洲的日全食要11年后,也就是2026年8月12日才會出現(xiàn)。
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本文獨家編譯自德國《世界報》2月20日經(jīng)濟專欄作家Daniel Wetzel的文章,原標題為Am 20. März droht Deutschland der doppelte Blackout)