作者：史珺博士系上海普羅新能源有限公司總裁

筆者前文提到光伏發電的三大缺點，成本高，能量密度低，和發電的間歇性。本文討論一下光伏發電的間歇性。

發電的間歇性也是一個電力專業的用語，指的就是發電的不穩定性。也就是說，光伏發出的的電量是忽大忽小的，甚至有時還完全沒有，如夜晚。

與能量密度低這個弱點一樣，光伏發電的間歇性也不是由于光伏器件或發電系統自身的原因造成的，而是由于照在光伏面板上的陽光本身就間歇性的。也就是說， 光伏的間歇性是源于天氣（如日照、風力）的不穩定。

白天與黑夜的區別自不用說了。就算是白天，隨意飄來一朵白云，遮擋了陽光，光伏板的功率就會瞬間下降70%以上。

由于光伏電站的能量輸出方式是電力，而電力供應最大的要求就是穩定及可靠性。因此，間歇性絕對是個不可容忍的缺點；任何一個用戶或負載都不能容忍自己的供電是忽大忽小的。

但目前，我國和世界上安裝了那么多的光伏電站，不是也都在使用、也都沒有什么問題呢？這是因為，目前，無論是地面電站還是分布式屋頂電站，都是與骨干電網并聯的。在光伏電站發電的時候，用戶使用光伏電站的電，而光伏發電不足或不發的時候，則由電網補充。也就是說，目前的光伏電站，完全依賴主干電網進行調節。

那么，是否只要光伏發電與骨干電網并網了，間歇性就不再成為弱點了呢？未必。

這里，我們先引用上海電力公司一位負責人在2010年說的話，“如果把電網的容量比作一個游泳池，現在的光伏發電的容量好比一杯水。一個游泳池多一杯水、少一杯水，對池子的水位不會有什么影響。”這就是為什么光伏電站現在大量地安裝，卻沒有被間歇性所影響的原因。

但是，當光伏發電的容量逐步增大時，情況會發生變化。目前，我國光伏發電占我國電網的總容量不到1%。這已經有些像一個泳池和一桶水的比較了。如果這個桶越來越大，達到和泳池相同的數量級，哪怕只有1/3個泳池大，那么，一桶水倒進去，泳池的水就要溢出了。

會發生這種情況嗎？2008年5月，正是全球光伏產業發展的第一個高峰期。我到北京開一個新能源峰會，遇到了剛從三峽總公司退休的周鳳起老先生。他見我是從事光伏的，就把我叫到旁邊，說要向我請教一個問題，我受寵若驚，連稱不敢當。

原來，會上某光伏公司宣稱，要用光伏電站在甘肅省“再造三個三峽”，周鳳起先生說，“這個口號我聽了有些不理解。我們三峽，光主壩的發電能力就是1700萬千瓦，三個三峽，就是五千萬千瓦。甘肅才多大的地方，就算他們用光伏發電實現了五千萬千瓦的發電，這些電去哪里？如果突然陰天，這五千萬千瓦的電力缺口，又從哪里調度？”

他說，電網瞬間的大容量波動會給電網造成較大的沖擊。我國的電網設計容許的波動，通常不超過15%，這也意味著如果某地新能源發電的容量在當地所并電網容量中所占的份額超過這個比例，那么，發電量的不穩定有可能造成電網的崩潰。

那天，和周老先生探討了很長時間。那天的探討，在我腦海中促成了一個重要概念的形成。

我國現在制定的2020年的光伏發電的容量目標是100GW，也就是1億千瓦。而屆時的風電目標是200GW， 也就是2億千瓦。估計2020年我國的電力總容量會達到15億千瓦，因此，風光兩種新能源的容量合計將占到電力總容量的20%， 全面超過了15%的容忍上限。而且，隨著氣候變化的威脅加大，和傳統化石能源的儲量越來越少，火力發電的絕對數量也會下降，因此，這個比例在后期會急劇升高。

因此，風電和光伏等與生俱來的間歇性，從電力供應的角度來說，這是一個很大的弊端。并網只能解決小容量的間歇性。隨著光伏和風力發電的規模的增加，通過并網就不能解決這個問題，還會給電網帶來重大不良影響。這是光伏風力等新能源必須要考慮的問題。

許多光伏公司覺得反正現在光伏的容量還沒有達到電網的容忍上限，因此現在不愿考慮這個問題。但是，距離2020年只有不到五年的時間了，如果如果現在不考慮這個問題，后面會遇到麻煩的。

既然光伏和風力發電的間歇性是老天造成的，我們又無法控制風力的大小和云層的移動，那，我們就只能從發電系統本身來對這個間歇性進行補償。幸運的是，這個問題是能夠找到辦法來解決的。

光伏發電的間歇性也與能量密度低的問題一樣，雖然是缺點，卻也可能變成優點。因為，其實用戶的負載，本身也是不斷變化的。家里的電燈空調，并不是24小時常開不閉的，工廠的機器的功率，大部分也是隨著工藝變化而變化的。當然，用電負載的間歇性變化，是沒有規律的；負載的間歇性與光伏發電的間歇性，也是毫不相關的。

解決間歇性的第一個方法，是電網調節，也就是現在大家都在用的方式，大家知道，這個方式是可行的，但只限于光伏發電容量不大的情形，超過一定限度則不可行了。

第二個方式，也是大家都能夠第一時間想到的，就是通過蓄電池來調節。光伏發電的時候，給蓄電池充電，光伏不發電的時候，讓蓄電池放電。但對于“三個三峽”那么大的光伏電站的蓄能，大家可以計算一下，五千萬千瓦的功率下，蓄電池的成本將達到多少。如果不是天文數字，也將是地獄般的夢魘數字。

值得指出的是，前面所說的我國電網15%波動容限，指的是突然波動。如果是可預測的波動，那么，通過電力調度系統可以調度全網高達100%的容量。但是，電力調度是需要時間的。需要調度的容量越大，需要的時間就越長。目前，按照我國的老的電力調度標準，在電力波動發生后，電網調度的時間不得超過七分鐘。但現在，實際上并不需要這么長的時間，通常幾秒鐘已經能夠完成調度工作了。無論多長的時間，都是發電的間歇。而這個間歇，是能夠用蓄電池來填補的。

第三個方式，就是采用多種新能源的互補。不僅僅是光伏有間歇性的問題，幾乎所有的新能源都有這個問題。如風力，沼氣發電等，水電也有季節上的間歇性。但是，這些不同的新能源相互之間，是有一定的互補性的。例如，陽光變化的時候，一定是云層飄動引起的，而云層的飄動一定是風導致的，因此，光伏發電波動時，風力通常較大；當然，這不是絕對的。但是，如果采用包括光伏、風力、生物質能等至少兩種甚至三到四種以上的新能源作為發電電源，這樣，可以大大消除各種新能源的不穩定性。多種電源的結合，是緩和光伏發電的波動性、穩定電力的必要手段。但是，即便是三四種新能源組合在一起，也不能保證任何時候都有電力，更不能保證電力的平穩，這就需要有一個作為基準的可控的電源，這個基準電源可以是電網，也可以是一個燃氣輪機的發電機。

上面三種方式的任何一種方式，都可以在一定程度上緩解新能源的間歇性問題，但同時，如果只將其中任何一種方式作為單一的解決方案，則都不可能形成理想的解決方案。

理想的解決方案是，將上述三種方式相結合，同時，通過控制系統，進行負載、電源、儲能系統和電網的監控和調度，這樣，當然，要對并網、儲能、電源之間的調控方式進行專業的控制，才能完美的解決新能源的間歇性問題。

這個解決方案，就是我們稱為“微電網”的新能源解決方案，從與周鳳起老先生探討起，至今已經醞釀了七年時間。相信今后還會有機會和大家進行詳細的探討。