有很多读者会问,为什么不限制火力发电出力,或者白天直接切断火力发电机,使用太阳能发电。在解释这个问题之前,我先举一个例子,我们平时驾驶汽车的时候经常会遇见堵车,堵车时间长了,我们会熄火。因为即使汽车的档位空档状态,发动机的转速仍然会保持在1000转,发动机依然会耗费汽油。根据能量守恒原理,汽油在汽缸里燃烧时能量没有转换成机械能(车辆行驶)就只能转化成热量,造成浪费,夏天高温时甚至会引起自然。
汽车的发动机和火电厂的发电机组原理类似,都是化石能源转化为机械能或者电能。发动机空档时发动机有一个1000的转速。同理我们国家的电网有一个固定的频率,频率的固定数值是50Hz,有一个偏差范围,49.5hz-50.2hz。这个频率是靠发电机的转子的固定转速来维持的。火力发电机大部分是同步发电机的,也就是它的频率是和转速成正比的。有功功率对应频率,发电厂控制的是频率,也就是发电机的转速,如果频率高了,就降一点。如果有功负荷低了,频率就上升,发电机转速升高,然后它就降转速,使之平衡。
一般情况下,社会用电的总功率大致遵循一条曲线,发电厂按照这个曲线决定投放燃料,如果用电功率出现突降,这类带有很大惯性的设备是没法跟着同步降下来的,最多只能逐步降下来,在此期间的煤炭燃烧的热量会大于需求量,多出的部分只能通过冷却塔散失到空气里,非常浪费。
火力发电机组还有一个特点,启停一次非常麻烦。启动的时候需要重新点火,锅炉需要重新加温。这个过程需要50多个小时,需要各种燃料几十万元。从经济和社会用电安全角度来说我们只能切除光伏用电,不能影响火电。
二、新能源发电的间歇性和电力谐波
很多人说光伏电是“垃圾电”电能质量差,电网不愿意收,所以不好并网和送出。对于这一点我们必须承认。光伏发电有一个缺点就是间歇性。只有白天能发,晴天能多发。这一点会给电网带来不小的麻烦,特别是大型地面电站,所以电网会要求大型地面电站安装光功率预测装置,这种装置是提高电网调峰能力、增强电网接纳光电的能力、改善电力系统运行安全性与经济性的最为有效、经济的手段之一。从发电企业角度考虑,精准的光伏功率预测将使得光电可以积极地参与市场竞争,规避由供电的不可靠性而受到的经济惩罚。
光伏电站光伏功率预测系统主要是由数据采集、数据处理、物理建模、光伏功率预测软件、图形、报表和辅助模块等组成。(如图1-3)
由于了有准确的实时的气象数据,通过精确的算法可以预测出一个时间段后的光伏发电功率。如果功率有波动及时做出调整因为有了这个技术,风、光新能源的间歇性的问题得到了很好的解决。
图1-3
还有一种说法是光伏发电的谐波大,对电网有污染。