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2014年，德國已連續(xù)9年保持世界光伏發(fā)電第一大國的位置。截至2014年年底，德國光伏發(fā)電裝機(jī)容量約為3820萬千瓦；當(dāng)年光伏發(fā)電量達(dá)到328億千瓦時(shí)，約占全部發(fā)電量的6.3%。

光伏已成為德國裝機(jī)容量最大的電源。截至2014年年底，德國光伏發(fā)電裝機(jī)容量約占德國電力總裝機(jī)容量的21.5%，占比最高。就可再生能源發(fā)電而言，光伏裝機(jī)占比也最大，達(dá)可再生能源裝機(jī)的43.5%。此外，2014年6月9日，德國光伏瞬時(shí)出力超過系統(tǒng)負(fù)荷50%。

德國光伏發(fā)電市場已進(jìn)入平穩(wěn)調(diào)整期，光伏發(fā)展增速明顯放緩。德國光伏發(fā)電市場的發(fā)展大致經(jīng)歷了市場啟動(dòng)、快速發(fā)展、急劇擴(kuò)張和平穩(wěn)調(diào)整四個(gè)階段。

德國2014年8月1日出臺(tái)新版《可再生能源法》，規(guī)定德國未來光伏發(fā)電的年度新增規(guī)模將限定在240~260萬千瓦。2014年，德國光伏新增裝機(jī)約為180萬千瓦，稍低于政策目標(biāo)，新增裝機(jī)規(guī)模下降顯著，光伏發(fā)展速度明顯放緩。

帶來的技術(shù)問題及解決方案

大比例光伏并網(wǎng)的影響已不局限于配電網(wǎng)，對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性受到關(guān)注。德國光伏接入電網(wǎng)主要呈現(xiàn)三個(gè)特點(diǎn)，大規(guī)模分布式光伏接入不僅對(duì)配電網(wǎng)產(chǎn)生影響，也對(duì)大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生了重要影響。

對(duì)于配電網(wǎng)，光伏并網(wǎng)引起的電壓升高和設(shè)備過載問題較為突出。電壓升高是光伏接入配電網(wǎng)帶來的主要影響之一。在傳統(tǒng)的電力輸送方式下，電流的方向是單一的，從發(fā)電到用戶，電壓隨著距離及用電水平而降低。大量分布式光伏接入電網(wǎng)后，尤其在脆弱或遠(yuǎn)距離的電網(wǎng)中，由于分布式光伏發(fā)電抵消用戶負(fù)荷導(dǎo)致線路輕載甚至線路潮流反向，電壓升高會(huì)成為一個(gè)突出問題。

此外，隨著分布式電源的接入水平增加，反向功率的發(fā)生更加頻繁。反向功率可能比變壓器或者線路的容量還高，引起變壓器或線路過載。

對(duì)于大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，光伏發(fā)電的影響首先表現(xiàn)在系統(tǒng)有功平衡壓力增加。光伏發(fā)電具有典型的日變化特性，大比例光伏并網(wǎng)將顯著改變系統(tǒng)供　  電負(fù)荷曲線，增加電網(wǎng)運(yùn)行壓力。此外，光伏出力預(yù)測誤差大，也將增加系統(tǒng)運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)。

另外是系統(tǒng)頻率安全風(fēng)險(xiǎn)增加。在沒有特殊要求的情況下，分布式光伏發(fā)電設(shè)備一般沒有類似常規(guī)機(jī)組的頻率控制特性，電網(wǎng)出現(xiàn)擾動(dòng)情況下，光伏發(fā)電設(shè)備向電網(wǎng)提供頻率支撐的能力較弱。2011年，德國光伏的“50.2赫茲”問題是光伏對(duì)電網(wǎng)頻率安全穩(wěn)定運(yùn)行影響的典型例子。

對(duì)此，德國主要給出了兩個(gè)解決方案。

一是電網(wǎng)擴(kuò)建。根據(jù)德國能源署開展的配電網(wǎng)擴(kuò)建需求研究，2030年之前，德國需要對(duì)16.1萬千米線路進(jìn)行改擴(kuò)建，補(bǔ)充安裝6900萬千伏安容量的變壓器。從各電壓等級(jí)的電網(wǎng)擴(kuò)建需求來看，中壓和低壓需要改擴(kuò)建的線路絕對(duì)長度最長，但是高壓需要改擴(kuò)建的線路比例最高，且高壓線路的改擴(kuò)建成本最高。根據(jù)德國能源署研究結(jié)果，德國需對(duì)高壓電網(wǎng)進(jìn)行32%的擴(kuò)建，對(duì)中壓電網(wǎng)進(jìn)行15%的擴(kuò)建，而低壓電網(wǎng)只需　  進(jìn)行5%的擴(kuò)建。

二是提高系統(tǒng)運(yùn)行靈活性。一方面，提高常規(guī)電廠運(yùn)行靈活性。以德國TenneT公司控制區(qū)為例，該控制區(qū)2013年7月幾乎每天午餐時(shí)間的風(fēng)電和光伏發(fā)電都大于此區(qū)域的負(fù)載，且具有明顯的陡升陡降特點(diǎn)。因此，要求常規(guī)電廠運(yùn)行靈活性增加，能夠非常迅速地啟停機(jī)組。另一方面，加強(qiáng)電網(wǎng)互聯(lián)，充分發(fā)揮大電網(wǎng)資源優(yōu)化配置作用，調(diào)動(dòng)各方資源提高電網(wǎng)運(yùn)行靈活性。

德國國內(nèi)的抽水蓄能等靈活調(diào)節(jié)電源比例較低。目前為提高系統(tǒng)運(yùn)行靈活性，德國擬加強(qiáng)與北歐電力系統(tǒng)的互聯(lián)，充分利用挪威等國的水電，促進(jìn)德國的可再生能源消納。在歐盟層面，加強(qiáng)電網(wǎng)互聯(lián)，建設(shè)歐洲統(tǒng)一電力市場，促進(jìn)區(qū)域電網(wǎng)融合，是歐洲電網(wǎng)建設(shè)的重要發(fā)展方向。

根據(jù)歐洲輸電網(wǎng)運(yùn)營商聯(lián)盟2012年時(shí)制定的十年電網(wǎng)規(guī)劃，歐盟范圍內(nèi)需要改擴(kuò)建的線路長度為52300千米，其中約90%的改擴(kuò)建需求來自促進(jìn)可再生能源消納的需要。