德电网迎日食挑战 对中国新能源发展借鉴意义重大

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　　有人说日食不值得大惊小怪，难道应付不了这点小事。和也不认为这是什么大事，“这么贵的电费还挡不住一个日食，拿那么多诺贝尔是为什么？”然而只有真正身在其中才了解，这对带来的电网冲击将是史无前例的。没有大数据、系统设计的缺陷能否抵
　　御得了这次冲击？即将百年一遇的日食不仅将给带来挑战，对于正在大力发展新能源的中国也更有借鉴意义。
　　刚刚在CEBIT电子信息展得开幕典礼上马云说了一句很励志的话：“不是科技改变了世界，是科技背后的梦想改变了世界。”
　　这句话听上去激动，却未必能折服向来对美国式梦想并不感冒的日耳曼人。如果说我们的世界有两端，一端是变化一端是现实，那么在变化这一端，此言不虚，的确是梦想支撑着人类一步步战胜自然战胜自己走到今天。
　　但是在现实这一端，比梦想更重要的是两个字：承受。为此，只有科技可以帮助我们：战胜寒冷的是火炉而不是安徒生。
　　离3月20日的日食只有不到48小时，天气预报上赫然写着：多云。而此前的两天都将是阳光大地。1年前的3月20日，恰恰是历史上日照光伏发电最强的一天。
　　而一个星期之前，天气预报上写的是：阳光阵雨。2个星期以前，天气预报是阴有阵雨。
　　气象界的朋友们唯一可以带来的好消息是：本周的好天气会持续到周四为止，然后出现的高压气旋转移会让天气“变坏”，多云及部分阴天……但是能有多坏，无人可知。
　　无论我们多么心怀梦想，也不可能改变一片云彩的。
　　尽管几大电网公司老早就做了准备：取消休假，加倍轮岗，IT数据支撑系统双倍保障，各种预案。但人类无法搞清的问题太多了：日食发生的时候，是不是一定会伴随高低压气旋轮换？是否会因此有大风来替代光伏？如果再加上人类自身的问题：发生日食的时候，有多少人在被窝里睡觉？有多少人会开灯开电视烧水？日食结束后，又有多少人忘记关灯忘记关电视？如果再加上人类创造出的系统所带来的问题：电力交易市场上，光伏电站主会如何反应？储能电站和天然气电厂会如何反应？北欧的水电站和奥地利的抽水蓄能电站会如何投机？
　　为什么我们需要大数据需要互联网++？就是因为人类历史上发生了那么多次的日食月食，从来没有过精确的数据统计和行为分析，而这一次的2015日食如果不是因为“碰巧”安装了这么多光伏电站，也依然不会引起人们的重视和研究。
　　事实就是如此，即使在科技气氛浓厚的，也不过是1周前和焦点周刊才陆续开始推出一些报道，其大意也是日食百年一遇，观赏需携带特殊眼镜。至于是否会发生大停电和电网崩溃，那是电网公司们的职责所在，他们“应该可以控制住”。
　　科技发展带给人类社会最大的吊诡之处就是：科技越发达，科技的内涵实际上离大众越远，大众对科技的兴趣更多的是使用而不是研究。所以对于电力及能源供应这些其实也才不过百年历史的体系，人们早就淡忘了其背后隐藏的辛酸和付出。
　　所以在很多网站的留言评论里，我们看到的大多数是这样的话：
　　这么贵的电费还挡不住一个日食，拿那么多诺贝尔是为什么？
　　每天日出日落不见出事，一到日食就不行了，就喜欢！
　　搞了这么多年新能源还是这个结果，早知道还不如继续发展核电，太弱了。。
　　有时候人生就是这样，你着急的冲向顶，确实会发现不过是个误会。但活在山脚下的人，也永远感受不到山顶的剑拔弩张。
　　整个欧洲安装的光伏电站容量为7700万千瓦，有3900万千瓦，根据目前的计算，日食当天仅在就有1200-1900万千瓦的变化。本身这个变化量不足为奇，每天日出日落也是如此，但是日食之所以和日落日出相比天差地别，就是因为这个变化的速率不一样。
　　日出的时候绵软悠长，日照强度达到正午大约需要5个小时。但是日食呢，最快不到1个小时，被月亮挡住的太阳就会发挥它的全部威力。这就是日食对光伏发电的影响远大于日出日落的核心原因。
　　所以如果是阴云密布自然是不在话下，除了人们感叹不能好好看看日食以外不会有任何损失。但是如果真的是如周三周四，20度的天气爽朗怡人，1个小时之内光伏的增加量是2000万千瓦。这意味着什么？2014年底率团与回国访问交流的华人新能源协会的专家们曾经在广东电网领导面前形象的比喻到：日食发生就好比是让你饿肚子，几天不吃饭，但这虽然悲摧但还勉强可以捱过去，真正让人无法的是日食消失恢复期，好比马上又让你吃一堆包子，那种撑死的感觉真是让人生不如死。
　　稍稍对电网了解一点的人会问，多了这么多光伏发电也不是难事，马上甩掉之前替代出力的火电厂天然气电厂就是了，虽然浪费很多资源和，但是总归不会有停电的风险吧？
　　所以这个问题的第二阶是：变化总量可以抵抗，但变化率太彪悍。整个2013年和2014年，出现的剧烈天气变化情况之下的电力供应变化梯度最高不过1000万千瓦每小时，但是在日食恢复的时候，一方面光伏电站蜂拥而至，于是不得不关闭那些正在发电的电厂，但火电厂不是说关马上就能关的，一般需要1个小时的缓冲，这就会加剧光伏急速并入引发的多余电力增量变化速率；另一方面，如果人们纷纷关灯关电视，灯熄灭，负荷侧朝着更加不需要电力的方向变化，那么多余电力的增量就会更加急速的要撑死我们――这些包子会边吃边变大。
　　为此，电网公司可以采取的办法是：抽水蓄能电站马上转抽水用电方式，急速关闭比褐煤电厂更容易控制调节的硬煤电厂，天然气电站关闭，多余的电力更多的卖给国外。至于核电站，他们的瞬时调节性可没那么好，还有储能，几乎可以忽略不计。
　　于是，问题的第三阶出现了：即使彪悍的变化率可以被控制，但是承受变化力的主体的反应和响应无法预估。整个欧洲是一个的电力交易市场，上述的变化率和各种应对方案都有一个既定的前提：天气变化在人类可以预估的范围，市场上的交易行为在正常的可参照的范围之内。
　　如果市场上的反应出现异常，那会是什么？2010年一名交易员在卖出股票时敲错了一个字母，将百万误打成十亿，导致道琼斯指数突然出现近千点的暴跌。重压之下的小概率事件，往往会成为压倒骆驼的一根稻草。一份错的天气预报，一次微不足道的误动，甚至一个没有接通的电话，一句没有说清楚的指令，都有可能形成极大的误会而导致多米诺骨牌的倾覆：不要忘记了，意大利还有1800万光伏，风流倜傥英语说得也很俊俏的意大利同志会不会关键时候掉链子，非常难讲。而人们的普遍市场心理和投机意识，在目前的模型下也无法得到更多的数据进行支撑――――大数据时代来的太晚了。
　　所有这三阶一步步递增的麻烦即使都可以被的克服，但问题的最高阶却让专业人士只能束手就擒：系统设计缺陷。的电力交易体制被设计为15分钟为一个交易周期，这个时间段之内采用的是电量平均值报价办法，这在平时和数学意义上都保持着极高的准确性，可以给结算带来很多方便。但是在日食小时太阳重现的时候，却意味着一个重大设计缺陷将被：15分钟之内的发电出力梯度增量变化将无法在交易数据中获得直接体现。
　　简单来说，就是数学公式对物理过程的模拟在15分钟之内会产生很大偏差。形象来说，就是这些包子不仅很多，不仅边吃会边变大，不仅可能吃得时候有人会对着肚子来一拳，更重要的是这些包子其实并不真的是圆形的――――你咬一口的时候它可能迅速形变，你才会发现这其实是个多边形的胖包子。
　　最直接的后果就是：即使原本不会被撑死，也很有可能会被噎死----再翻译成技术语言，就是前面说的每小时大约2500多万千瓦的多余电力增量，在15分钟内将会被放大到最高每小时1亿多千瓦的变化率，而且在这之间的每一分钟，系统都需要让调节控制变化的调频容量随时处于应对上下误差的双向调节方向作出准备。
　　传统电厂们是否具备如此强大的统一作战能力，没有人知道。但这是他们这辈子证明自己的最好也是最后的方式----下一次同当量的日食发生在2081年，那个时候，也许已经没有火电厂了。
　　人类梦想改变世界，但最好的结果其实只能是找到自己不断探索进步的力量：伟大的乔布斯无法抵御癌症，创新的马斯克必须连生5个儿子就是没有想要的女儿。选择接受现实，并不是为了让我们放弃梦想，而是懂得更好的提高自己。
　　无论是否能顺利渡过这次日食，带给我们的思索和经验都太多太多。如果不是笔者心怀的在1年前写下了关于日食的文章，很难想象连人都不求甚解的日食对电网的冲击会在远东的中国引发如此多的讨论：即使千年一遇，电网建设如何更好规划，新能源发展如何布局，电力市场交易体制如何设计，需求侧响应和智能家居如何联动，甚至于煤/石油/天然气/水利等能源形态该如何配合互相促进，互联网+时代如何把能源互联。。。还有太多的问题和例外需要被考虑。
　　所有这些，也许只能在事后才能看的更加清楚。决战顶不过是倚天屠龙记里虚拟的一个故事，但金庸大师却在后记里写到：“然而，张三丰见到张翠山自刎时的悲痛，谢逊听到张无忌死讯时的伤心，书中写得太也肤浅了，真实人生中不是这样的。因为那时候我还不明白。”
　　(责任编辑：DF100)
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