由于風(fēng)能在自然界中隨機(jī)變化且難以預(yù)測(cè)，因此風(fēng)電的最大問題是具有間歇性，穩(wěn)定性不足。管理這種間歇性是一個(gè)長(zhǎng)期和公認(rèn)的世界難題。為此，必須采取一些有效措施應(yīng)對(duì)風(fēng)電的中短期變化和長(zhǎng)期變化。特別是對(duì)于大型風(fēng)電系統(tǒng)來說，增強(qiáng)電網(wǎng)的靈活性和吸納能力至關(guān)重要。一般有幾種選擇：
風(fēng)力預(yù)測(cè)。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)一段時(shí)間內(nèi)風(fēng)力的變化情況，對(duì)于風(fēng)電的長(zhǎng)期規(guī)劃來說十分必要，同時(shí)也是一種十分具體的挑戰(zhàn)。很容易預(yù)測(cè)一個(gè)大型風(fēng)電場(chǎng)長(zhǎng)期的風(fēng)電總量，但是預(yù)測(cè)其短時(shí)間內(nèi)的風(fēng)電量變化容易發(fā)生偏差。在葡萄牙，主要通過改進(jìn)發(fā)電機(jī)的技術(shù)分布和地理分布來解決這一問題。
具體來講，在一個(gè)特定的時(shí)間范圍內(nèi)，讓更多的風(fēng)力渦輪機(jī)集中在一起作業(yè)，風(fēng)力發(fā)電的不穩(wěn)定性就會(huì)降低。同樣，在一個(gè)特定的地理區(qū)域內(nèi)，多安裝幾臺(tái)風(fēng)力渦輪機(jī)，風(fēng)力發(fā)電情況也就越好預(yù)測(cè)。此外，大面積地安裝風(fēng)力渦輪機(jī)，一天之中零發(fā)電的小時(shí)數(shù)也會(huì)相應(yīng)地減少。
整合間歇性電力的最傳統(tǒng)的辦法是使用水電站等大規(guī)模蓄能裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)然，這些發(fā)電站必須具有反應(yīng)靈敏的特點(diǎn)，可以在風(fēng)電不足的時(shí)候迅速向電網(wǎng)補(bǔ)充電力，而在風(fēng)電過剩的時(shí)候能夠吸納這些多余的產(chǎn)能。在葡萄牙，水電站是最具有優(yōu)勢(shì)的技術(shù)選擇，特別是抽水蓄能電站。偶爾也會(huì)用火電廠進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是火電廠容易造成環(huán)境污染。
另外，如果要確保電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可控制，還要時(shí)刻保持最低程度的常規(guī)發(fā)電量，即便是在電力需求低迷的時(shí)候。換句話說，葡萄牙電網(wǎng)沒有太依賴于風(fēng)電。必要時(shí)，還可以通過關(guān)閉部分或全部風(fēng)力渦輪機(jī)，減少風(fēng)力機(jī)組輸出功率。
增加分布式風(fēng)力發(fā)電，也可以為電網(wǎng)帶來好處。例如，減少擁擠，減少傳輸損耗。分布式發(fā)電還可以幫助風(fēng)電實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，因?yàn)樗旧砭涂梢蕴娲Ｒ?guī)發(fā)電站，起到儲(chǔ)備電源的作用。不過，葡萄牙風(fēng)力發(fā)電通常是分布式發(fā)電，自身都有接入電網(wǎng)的需要。
可再生能源之間的協(xié)調(diào)作用同樣不能忽視。水電和太陽能發(fā)電也跟風(fēng)電一樣，具有間歇性的特點(diǎn)，因?yàn)樗鼈儗?duì)天氣條件也都有一定的依賴性。但是一般情況下，天氣條件對(duì)它們的影響不會(huì)在同一時(shí)間發(fā)生。丹麥過去50年的測(cè)量數(shù)據(jù)表明，風(fēng)速和水流的變化周期比較一致，而風(fēng)能正好可以與太陽能形成一種強(qiáng)有力的互補(bǔ)關(guān)系。此外，生物質(zhì)能源發(fā)電站也可以對(duì)間歇性電力起到積極的調(diào)節(jié)作用。
需求側(cè)管理。它可以避免高能耗期間出現(xiàn)最壞的情況。例如，在夏天高溫、無風(fēng)的時(shí)候，風(fēng)力發(fā)電不足，人們又傾向于開空調(diào)，這個(gè)時(shí)候電網(wǎng)負(fù)擔(dān)就會(huì)達(dá)到顛峰狀態(tài)。這個(gè)時(shí)候，就應(yīng)該對(duì)空調(diào)的使用進(jìn)行限制。為了解決這一難題，歐盟已經(jīng)要求，葡萄牙從2008年到2016年要減少9%的住宅能源消費(fèi)，旨在減少不必要的浪費(fèi)。
需求側(cè)響應(yīng)是另外一種技術(shù)，可以在間歇性可再生能源并網(wǎng)時(shí)發(fā)揮重要作用。利用這些技術(shù)，可以在很短的時(shí)間內(nèi)直接或間接地減少電力需求。過去的電網(wǎng)必須滿足客戶的所有需求，而且無法控制需求，然而，由于現(xiàn)在葡萄牙電網(wǎng)公司開始在客戶端引進(jìn)一些智能電表，這種局面有了改變。客戶可以根據(jù)實(shí)時(shí)電力價(jià)格變化，主動(dòng)調(diào)節(jié)電力需求，發(fā)出增加或減少用電量的命令。電網(wǎng)系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)對(duì)此作出回應(yīng)，從而使風(fēng)電供需狀況發(fā)生變化。
由于能源需求在每小時(shí)、每一天、每個(gè)季節(jié)都有較大變化，蓄能始終是最主要的問題。此外，由于可再生能源發(fā)電短期之內(nèi)（幾秒鐘）或者長(zhǎng)期（每小時(shí)、每一天和每個(gè)季節(jié)）也有很大不同，因此蓄能技術(shù)變得日益重要。在葡萄牙可行的蓄能技術(shù)中，只有水電已有多年的商業(yè)運(yùn)作經(jīng)驗(yàn)。由于在成本上不具有競(jìng)爭(zhēng)力，其他技術(shù)的商業(yè)可行性仍然不足，它們的發(fā)展需要政府的政策扶持。在葡萄牙，最新出現(xiàn)的一種風(fēng)電可行技術(shù)是：在某些特定的風(fēng)電場(chǎng)，可以把空氣壓縮到地底下的空隙中，然后在必要時(shí)釋放出來用以進(jìn)行發(fā)電。
（作者是葡萄牙科英布拉大學(xué)系統(tǒng)與機(jī)器人學(xué)院研究員）
?。▉碓矗河?guó)《可再生能源》雜志，文章有刪減/標(biāo)題有改動(dòng)）
