分布式能源面临哪些问题

​8月中旬，美国加州经历了19年来首次滚动停电。加州独立系统运营商发出警告， 由于电网吃紧，需要采取分区滚动式停电模式来防止电网崩溃。 消息一出，引发关注。正值美国大选之际，这一话题瞬间被政治化。据媒体报道，停电事件中，超过100万人失去了电力供应。

目前的初步原因汇总显示：停电是多种概率事件同时发生造成的，其中包括天然气机组的宕机；高温天气跨区联络线过热限流，部分老化线路容量不足；风电场宕机等等。系统调度与监管机构对于系统是否购置了足够充足的备用仍旧存在认定上的争论。

上一次加州下令滚动停电是在2001年能源危机期间。 从1月到5月，发生多次停电，其中一次影响150多万客户，其原因是能源短缺和能源批发商操纵市场合力发挥作用的结果。

加州州长纽森（Gavin Newsom）强调，加州电力短缺是“不可接受的”。他将电力短缺归因于加州从污染性的天然气过渡到太阳能、风力发电等“清洁”能源的结果，因为太阳下山之后或无风时，无法发电。他承诺释出更多能源，也将对电力短缺进行全面调查。纽森表示， 由于过去几天创纪录的高温，用电需求大增， 曝露 出可再生能源的不足。

光伏发电出力特性会给电网安全稳定运行造成巨大影响。截至2019年年底，美国加州光伏发电的装机容量为2740万千瓦，占美国光伏发电总装机容量比例约36%，居全美第一。光伏发电量通常情况下占加州总发电量的比例约为20%。

在高比例光伏发电接入的情况下，加州净负荷曲线为“鸭型”曲线，即负荷曲线在中午前后到达低点，在15时之后开始上升，负荷曲线峰谷差大，这为加州电力调度带来困难。

为此， 加州一直非常重视需求响应发展，通过相关激励手段调动负荷侧灵活资源积极性，以解决电力供需矛盾。 然而，此次罕见热浪袭击加州，加之疫情影响，居民大多居家，空调负荷等温度调节负荷激增，大大激化了原有的电力供需矛盾。

本次加州轮流停电事件一方面说明， 光伏发电、风电等电源出力具有波动性、反调峰性，对电网安全稳定运行造成的威胁不可忽视 。高比例新能源发电接入的情形下，亟须开展电力电子化电力系统稳定性基础分析、电力电子化电源的宽频带振荡特性等基础理论研究，完善电力系统稳定计算标准体系，突破海量超电磁暂态仿真技术瓶颈，提高电网仿真分析能力，支撑深度认知电网特性。

另一方面，本次加州轮流停电事件中，高比例光伏发电接入、罕见高温、疫情居家等多因素交织，充分表明在电网安全运行中，考虑单一因素具有一定的局限性，多种情景叠加则进一步考验电网供电能力。 电网企业需在规划、运行、营销乃至应急等环节充分考虑综合因素，确保供电可靠。

随着分布式电源、储能系统、新能源 汽车 等领域相关技术不断发展， 负荷侧灵活资源有着极大的开发利用空间 。我国经过多年摸索，在负荷侧灵活资源利用上取得了显著成效。据相关研究，我国负荷侧灵活资源超过2亿千瓦，通过相关政策、机制挖掘这些资源价值，意义重大。

电力服务具有普惠特点，涉及民生问题。本次加州轮流停电事件中，电力供需紧张在电力及上游能源市场上造成了一系列连锁影响。 电价快速上涨加重了防疫期间居民、企业的经济负担，对经济 社会 发展造成巨大影响。

反观国内，在防控新冠肺炎疫情期间，电网企业主动担当，坚决执行国家降低电价政策，有力支撑“六稳”“六保”目标实现，充分体现出我国的制度优势。可见，我国电网 健康 发展需要坚持制度自信，发挥“六个力量”，为经济 社会 发展和民生改善提供有力保障。

可再生能源不需要消耗不可再生能源就能获得电能。如光伏：

1光的资源取之不尽用之不竭

照射到地球上的能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳光能在地球上分布广泛，只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不受地域、海拔等因素的限制。

2太阳能资源随处可得，可就近供电

不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失，同时也节省了输电成本。这同时也为家用太阳能发电系统在输电不便的西部大规模使用提供了条件。

3太阳能光伏发电的能量转换过程简

是直接从光到电的转换，没有中间过程(如热能转换为机械能，机械能转换为电磁能等)和机械运动，不存在机械磨损。根据热力学分析，光伏发电具有很高的理论发电效率，可达80%以上，技术开发潜力巨大。

众所周知，可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源，是取之不尽，用之不竭的能源，对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。在近日举行的第二届清华大学“碳中和经济”论坛上，国家能源局新能源与可再生能源司司长李创军表示，可再生能源已成为新一轮能源革命和科技产业革命的主战场，发展可再生能源是减排不减生产力的重要支柱。

如此说来，我国大力实施可再生能源替代行动，这可能对能源产业产生哪些影响呢？

目前，国内规模化应用的新能源产业包括太阳能、风能、核能等，近年以来，我国以风电、光伏发电为代表的新能源发展成效显著，发电量稳步提升。但还是可能伴随能源危机。最近的一个例子就是今年全国性的高温，我国四川重庆地区分别出现了限电拉闸等情况。主要是因为天气干旱，四川本来就是以水力发电为主的一个城市，在全面高温的情况下，他们的电量也明显供应不足。

促进新能源产业高质量发展、促进电源端、储能端与需求端依市场规律高效匹配，实现以新能源为主体的新型电力系统供需平衡，好发挥新能源在能源保供增供方面的作用；要构建清洁低碳安全高效的能源体系，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统。

总的来说，促进全产业链协同发展，积极有序发展光能源、硅能源、氢能源、可再生能源，推动能源电子产业链供应链上下游协同发展，形成动态平衡的良性产业生态，避免产能过剩 。

夏季开始以来席卷欧洲的酷热和热浪开始影响欧洲能源系统。来自俄罗斯的天然气供应危机和法国核电站反复出现的技术问题对电力生产造成了严重威胁，所有这些都受到水力、风能、核能以及天然气和煤电厂的影响。水电满足欧盟 15% 的电力需求，这一比例要高得多。早在夏季开始之前问题就出现了，但 6 月和 7 月的热浪加剧了干旱，尤其是在南欧。在西班牙和意大利，上半年水力发电量比去年同期下降了40%。

高温对其他类型电站的影响更为间接。核电厂、天然气电厂和燃煤电厂都使用冷却系统，冷却系统的运行受高温影响。南欧许多国家可再生能源发电和发电份额增加的原因之一是该地区的天气条件较好。根据市场研究机构Solargis的数据，西班牙年均太阳辐射量在1400-1800千瓦时/平方米之间，高于欧盟900-1300千瓦时/平方米的水平。 4月17日，该国太阳能发电量因日照过多而达到近13.5吉瓦的峰值，成为西班牙首次削减光伏发电量。

西班牙的风速较高，该国首都马德里本月平均风速为 19.9 公里/小时，比风速最低的 9 月高出近 11.6%。许多欧洲国家的电价已升至 200 欧元/MWh 左右。但与此同时，荷兰和比利时在几个周末都出现了负电价，西班牙和葡萄牙的电价也达到了1欧元/MWh左右的极低价格。由于欧洲现货电力市场采用边际定价方式，边际成本较低的电源优先接入电网。可再生能源，尤其是光伏和风能，具有波动性。在风电和光伏发电量高的时期，实际发电量高于用电需求，降低了市场电价，甚至出现负电价。

现在的状况是，政策逐步趋于完善，但是技术发展、资源利用却严重滞后。举例来看，水电资源主要分布在南方，尤其是西南地区，小水电等的发展不容乐观，远距离输电也成为难题；风电资源主要分布在沿海和西北地区，资源分布不均，输电建设跟不上，同时技术不成熟导致大量的风机脱网问题，电能无法上网输出；光伏发电，不适用于大规模的发电，只限于小范围的利用，短时间内难以形成规模。风、光发电本身具有间歇性，发电不稳定，同样影响了电网的安全稳定。

因此，现阶段法律法规、政策随着相关经验的积累可以逐步完善，但是可再生能源发电的技术亟需突破，这就需要技术人员努力解决尚存的问题，储能技术的发展对解决上述问题至关重要，应当引起足够重视。