中國儲能網訊：6月9日中午德國首次超過50%的用電來自光伏，某媒體機構在德國弗勞恩霍夫太陽能研究所的協(xié)助下，通過對萊比錫電力市場（EEX）數據分析，對當天德國光伏、風電出力情況來了個“刨根問底”。一起來看看當時德國電網是如何運行的吧！
火紅的六月即將過去，北半球也進入炎炎夏日。要說過去這個月世界新能源領域有何重大新聞，就是9日中午德國首次超過50%的用電來自光伏。本著“打破砂鍋問到底”的精神，能源觀察網在德國弗勞恩霍夫太陽能研究所的協(xié)助下，通過對萊比錫電力市場（EEX）數據分析，對當天德國光伏、風電出力情況“刨根問底”，看看到底當時德國電網是如何運行的。需要說明的是，受數據可獲得性限制，我們只能得到發(fā)電出力數據，進出口及用電負荷暫時不在分析之列。
1.光伏出力最大時不同類型電源的出力情況
根據6月9日德國全國發(fā)電負荷曲線，從早上6時開始，光伏開始發(fā)電，13：00時光伏出力占發(fā)電總負荷的比例達到最大值，為42.7%。從上午7時開始至下午18時，光伏出力占發(fā)電總負荷的比例均高于10%。6月9日德國各類型電源發(fā)電出力如下圖所示：
圖1 6月9日各小時德國常規(guī)電源、光伏及風電出力
從13：00其他各類型電源出力情況看，核電882.1萬千瓦，抽水蓄能67.8萬千瓦，常規(guī)水電100萬千瓦，氣電56萬千瓦，油電15萬千瓦，褐煤1385萬千瓦，生物質4萬千瓦，其他常規(guī)電源379萬千瓦?？梢钥闯觯斎展夥酝獾钠渌娫闯隽χ?，以及風電出力都沒有發(fā)生大的波動，中午高峰負荷需求基本上都由光伏滿足。
2.全國光伏出力最大時各區(qū)域光伏出力分布
德國國土面積大概36萬平方公里，比我國四川省面積還小，南北直線距離為876公里，東西直線距離為640公里，所以太陽輻照的全國一致性比較好，光伏出力的同時率也比較高。6月9日13：00時德國光伏出力達到2300萬千瓦，而光伏發(fā)電總裝機約3500萬千瓦，光伏最大出力占裝機容量的比例約65%。6月9日13：00四大輸電網區(qū)域光伏出力分布圖如圖2所示。
圖2 6月9日13：00四大輸電網區(qū)域光伏出力分布圖
從四個輸電網區(qū)域光伏出力曲線看（圖3），各個區(qū)域光伏出力曲線形狀較為一致，基本上都是在13：00達到最大出力。但是爬坡率存在顯著差距，TenneT輸電網區(qū)域爬坡率最大，從早上6：00至13：00，7個小時內出力增加844萬千瓦（≈120萬千瓦/小時）。
圖3 6月9日四個輸電網區(qū)域光伏出力曲線
3.光伏與風電出力的互補性到底有多強？
一般認為，風電和光伏出力均具有波動性，但是兩者擬合之后的出力曲線的波動性會減弱，德國是否也負荷這一規(guī)律呢？還是讓事實說話。我們發(fā)現，當日德國風電出力非常弱，全天波動性并不大，基本維持在300萬千瓦左右，這相對于全國3300萬千瓦左右的風電裝機來說確實小的可憐，風電出力占風電裝機容量的比重僅為10%左右。中午光伏大發(fā)時段，風電出力也沒有明顯波動，所以風+光的出力曲線與光伏出力曲線走向非常吻合。當然，這只能代表6月9日這一天的情況。
圖4 6月9日德國光伏、風電及風+光出力曲線
后記：
高（大）比例可再生能源是國內外研究的重點和熱點，可再生能源發(fā)電出力達到很高比例的現象已在一些歐洲國家越來越普遍。近幾年，丹麥個別時段風電出力超過全國用電負荷的情況已經多次出現。根據德國能源署（DENA）的研究，到2050年德國可再生能源發(fā)電出力在一天內將長時間超過用電負荷。國外普遍采用了一個叫做“凈負荷”或者“剩余負荷”的概念，這個剩余負荷就是系統(tǒng)用電負荷減去可再生能源發(fā)電出力，也就是留給常規(guī)電源的發(fā)電空間。到2050年，德國一天內可能連續(xù)多個小時凈負荷都為負值，這樣的系統(tǒng)要安全穩(wěn)定運行，需要非常強大的跨國聯絡交易以及國內強大的需求側響應能力。
