“鸭子曲线”是什么鬼反正加州的鸭子曲线已经提前到来了 .pdfVIP

“鸭子曲线”是什么鬼？反正加州的鸭子曲线已经提前到来了

光伏迅猛增长霸屏

今天被一则新闻刷屏，称“今年上半年我国光伏发电新增装机

规模超预期，同比增3倍至20GW以上。”那你有没有想过

如果这些光伏发电全部并网且没有发生“弃光”的话，电网该

是怎样的情形？

也就在十几天前，加州独立系统运营商（CAISO）打破了自

己曾创下的光伏发电记录。7月12日下午1点06分光伏发

电出力8,030MW，超过2015年约6000MW的发电记录。

这相当于200万户家庭的全部用电量。更让人激动的是这个

发电记录还没有包括那些个人用户的离网型屋顶光伏发电

系统。

不过，光伏发电渗透这么迅猛真的没问题么？早在2013年，

CAISO就预测，按照现在光伏发电的增长速度，到2020年，

光伏发电就把火力发电踢下宝座，占领电力系统。可再生能

源发电比例上升本该是件欢快的事情，但这却引起了加州独

立系统运营商对“鸭子”的思考。光伏发电和鸭子有什么关

系？

想像一下光伏发电的情形。白天发电量会超过用电量，但在

傍晚太阳能发电停止时，电力需求却急剧上升。这种现象就

是“鸭子曲线”。上图的“鸭子曲线”可以形象的表示出加州一天

24小时中的电力净负荷情况，还有对不远的将来的预测。按

照之前的预测，到2020年，加州的“鸭子”便会出现“大肚腩”。

尤其是春季，阳光充足，天气凉爽，因为不需要开空调使得

电力需求急剧降低；再加上湿润和大风，水力发电和风力发

电蜂拥加入到本已饱和的光伏发电大军当中。加州电力系统

运营商不仅担心“鸭子”肚子过大，也担心脖子太长（担心鸭

子变天鹅？），也真是操碎了心。白天太阳能发电能够满足

很大一部分的电力需求，电力系统运营商只需调配小部分电

力。但到了傍晚，没有了给力的光伏发电，在短短的几个小

时内，净负荷蹭蹭蹭的就上去了。这就是为什么出现了一条

又长又陡的线，想必这该是只傲气的“鸭子”吧。

加州的“鸭子”难题加州对“鸭子”的担忧已经有几年了，那个时

候加州的可再生能源发电比例标准还只是在2020年达到

33%。如今，加州州长JerryBrown签署通过了新的法案，

可再生能源发电比例将在2030年达到50%。估计也是因为

这个“激动人心”的法案，最近又掀起了一波对“鸭子”的思考。

之前CAISO的预测也算是八九不离十吧，至少知道会变成

个“胖鸭子”。但CAISO小瞧了光伏发电比例增长速度，没有

料到“鸭子”长胖的速度竟如此之快，简直是逆天的节奏。不

久前加州大学伯克利分校的助理教授MeredithFowlie写了

一篇名为“鸭子着陆啦”的博客她。将加州2013到2016年每

年3月28日到4月3日这几天每个小时的电力数据绘成了

下图。2016年的数据构成的“鸭肚子”比前几年明显多了，而

且竟然达到了之前对2020年的预测情况。她在博客中这样

写到：“我们白天的净负载跟预测值差不多，白天光伏发电降

低了电力净负载。傍晚5点到8点这段时间电力需求的急速

攀升比预期平缓一些。这或许是因为当初没有料想到需求侧

能效提升的原因吧”。

加州电网的挑战加州独立系统运营商(CAISO)目前提供的可

再生能源电力占比25%，赞一个。这个结构将随着时间的推

移更加的清洁和绿色。本就几乎不出力的煤电，也将彻彻底

底的退出历史舞台。2030年可再生能源发电比例标准(RPS)

将达到50%，这意味着加州向“绿色天堂”进军的步伐将越来

越快。短短几年中，如此多的可再生能源发电将并入电网，

这样的变化对加州独立系统运营商(CAISO)来说是一个不小

的挑战。

挑战一：来自暗处的“杀机”，需调配电力傻傻算不清说起来

这都是离网型发电系统惹的“祸”，房屋、办公楼、停车场、

学校的屋顶上太阳能电池板随处可见。这些离网型发电系统

一方面将减少火电出力，降低CAISO的净负载，减少电力

公司的收入；另一方面，加州独立系统运营商并不能清楚的

计算这些“嵌入式发电系统”的电力供应CAISO，仅能猜想他

们需要调度多少电力。

挑战二：净负荷入天遁地，谁来拯救要折断的“鸭脖子”？

因为光伏发电的出力，CAISO需要调度的电力越来越少。但

因为约束性合同，或者是操作上的问题，即使是在不需要的

情况下，很多输出电