当前位置:首页>技术应用>正文

如何借助功率预测应对日食对电网的冲击?

作者:北京象心力科技有限公司时间:2020-06-07 我要发布

 据中国科学院南京紫金山天文台预报,2020年也就是今年621日,会有一场日环食穿过我国境内,届时西藏、四川、贵州、湖南、江西、福建、台湾等地的天文爱好者都有机会一睹日环食这一奇景,我国其他地方也能看到日偏食。

2020621日环食总体情况

 

整个日食过程在中国约2个半小时,从北京时间14:43日偏食开始,16:10日环食开始,16:11日环食结束,17:24日偏食结束。

日环食变化过程示意图

 

对于普通人来说,日环食可能仅仅是一个罕见的奇观,但对于依赖太阳能资源的光伏发电厂来说,却是一场自然灾害。日食导致太阳辐射的减少将直接影响光伏发电系统的发电量,并考验我国电力系统的稳定性。近几年日食对光伏发电的影响:

2015320日,德国迎来日全食。作为欧洲最大的光伏发电国家,德国的光伏发电量最高可占到其最大用电量的一半以上。据报道,日食开始后,德国境内光伏发电功率瞬间减少1200万千瓦,影响相当于10座核电站同时退出运行。而当太阳从月亮后面钻出,在阳光的突然照射下,短时间内1900万千瓦的光伏发电量进入电网,相当于20座核电站突然接入电网。一退一进,瞬时发生,对电网造成严重的冲击。这是德国历史上,也是世界上少有的一次由于天体现象对电网安全带来威胁的事件。

2017821日,日食阻碍了美国许多地区太阳能发电站和太阳能电池的正常运行。日食为美国多个州的光伏发电系统带来影响,美国太阳能装机容量最大的加利福尼亚州60%-80%的日光被遮挡,在北卡罗来纳州,日光被遮挡的比例超过90%。据统计,受影响的光伏电站有2175万千瓦,太阳能发电量减少了250兆瓦(足够约700万户家庭使用)。

201972日,日食现象在南太平洋和南美洲上空出现。智利近年来非常规可再生能源的发电量不断增加,目前光伏发电在智利全部发电量中的比例达到9.4%。日全食发生时,智利全国的光伏输出功率由当日最高的145万千瓦降至20万千瓦以下。 

我国在2013年开启光伏发电新纪元,以年复合增长率超过70%的速度迅猛发展,截止2019年底,全国光伏发电累计装机超过2.04亿kW,牢牢占据全球光伏发电装机量头把交椅。光伏占全国总装机容量的比重约9%,占全国发电总量的2.5%。如此大比重的光伏发电装机量和发电量将在今年的621日首次迎来日环食的考验。

日食会吃掉中国电网吗?

专家表示,电网的正常运行需要保持发电量和用电量之间的实时平衡。从便于电网控制和调节的角度考虑,电源输出最好能相对稳定。但光伏发电的特性决定了它的不稳定性,在日食发生的过程中,光照在短时间内先是骤降,然后又突然回升,这对电力系统快速调节能力来讲,是非常大的挑战。

可以试想,如果在一个阳光明媚的晴天,光伏出力会达到很高的数值,突然出现日全食,几分钟之内光伏出力降至零。由于光线变暗,还会有很多用户打开照明,用电负荷会继续增加。日全食过后,光伏出力又会在短短几分钟内从零持续攀升。

如此,意味着必须压减相应规模的供电负荷才能维系电力系统的实时平衡,这是电网调度部门要面临的一个十分棘手的问题,相当于短时间内大型核电机组的跳闸和重合闸,如果没有形成正确的调控,完全可以令整个电网崩溃。

针对日食,我国电网有如下三个方面的应对举措:

1)光伏功率预测将根据日食影响范围和时间,提前预测受日食影响后的光伏功率曲线,供电网做好充分预案。

功率预测大数据服务商,如象心力科技,三个月前就开始关注日食对光伏发电的影响。参考国外应对日食影响光伏发电预测的方案,考虑日食当日多个天气场景,提前数月预测了日全食当日水平面总辐射。进一步,在日食当周,将根据滚动更新的天气预测信息,逐日滚动修正日食当日光伏功率预测,提高预测精度,为光伏发电场提供精准的功率预测服务,供电网做好充分预案提供数据支撑。

图 日食对水平面辐射的影响曲线

2)准备充足的调峰容量。日食发生前,中国电网将会提前准备充足的调峰容量,为应对光伏波动提供安全保障。

3)发挥燃煤、水电等可控发电方式调节作用,有效平衡光伏发电波动。从我国发电结构来看,目前火力发电约为全国总发电量的73%,占据着绝对的主导地位,水力发电占18%。火力和水力发电具有稳定、可调控的优势,在应对此次日食影响光伏发电上将发挥重要作用。

 

北极星光伏商务通微信

北极星电力商务通微博

扫一扫
关注北极星商务通官方微信公众号及微博,及时获取最新资讯。

北极星电力网声明:此资讯系转载自北极星电力网合作媒体或互联网其它网站,北极星电力网 登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。

更多>>其他技术文章

供应商档案

北京象心力科技有限公司
星级
企业认证: 企业已认证已认证
所在地区: 北京
主营产品:

数值天气预报,功率预测,负荷预测,海上气象,气象灾害

收藏此企业