HYXInsight | 弃电量猛增，警惕净负荷曲线“鸭子”变“峡谷”-国际太阳能光伏网

经历了产业链价格、股市价格持续下探，一方面是不断突破的新增装机规模，一方面是产业全链一泻千里，跌跌不休的价格。随着新年的到来，全球光伏行业正处于一个全新的十字路口，从快速扩张时期过渡到更为成熟的阶段。

与世界范围激增的分布式光伏装机量随之而来的，是一系列问题和挑战。在全球分布式光伏装机比例高的地区，接网、消纳问题逐渐显现出现。

这是华昱欣科技新增栏目——【HYXinsight】第1期。

我们想要捕捉复杂光伏信息世界中，最重要的信息，为你及时传递海外光伏最新洞察和趋势。

本期，我们将讨论全球各地目前最关注的接网消纳问题——“鸭子曲线”和“峡谷曲线”。

01 让电站头疼的“鸭子”和“峡谷”

“什么看起来像鸭子，不会嘎嘎叫，却给能源公司带来头疼的麻烦。”

这句话是世界光照时间长，光伏装机量好的地区，比如美国加利福尼亚洲或是西澳大利亚的光伏运营商们常说的玩笑。

他们指的就是“鸭子曲线（duck curve）”。

“鸭子曲线”源自美国加州电力系统模型，本质上是指一天内发电出力所满足的电力负荷的变化图表（净负荷=实际负荷-可再生能源发电出力），曲线因形似一只鸭子而得名。2008年，美国国家可再生能源实验室（NREL）首次发现，随着光伏和其他可再生能源的增加，该曲线呈现出独特的形状。

来源：Synergy Website

从本质上讲，鸭子曲线展示了由于光伏发电特点，带来的电力系统不稳定性。

随着越来越多的太阳能输出到电网（通常是在阳光灿烂的中午），且并没有相应的较大用电需求，曲线会加深，处于低负载状态。随着太阳落山，人们回家使用各种电器，鸭子曲线急速上升。需求的这些极端变化导致整个电网变得不稳定。

近期举行的第15届中美绿色能源论坛期间，加州能源委员会（CEC）原主席罗伯特·维森米勒（Robert Weisenmiller）指出，加州地区“鸭子曲线”进一步下沉，发展成“峡谷曲线”，弃电量猛增，是当下亟待解决的问题。

加州地区2015.1-2023.7弃风弃电量变化图

美国能源信息署（EIA）的数据指出，截至2023年9月，加州地区迄今已弃掉了230多万兆瓦时的风能和太阳能发电量。太阳能占放弃的绝大部分能源，并进一步表示，“鸭子曲线”不是加州独有的，在美国多地以及全球可再生能源占比高的地区，或是光伏装机量急速上升的地区，“鸭子曲线”都变得更加明显，甚至演变成曲线更陡峭的“峡谷”。

随着地区光伏装机容量的持续增长，不论是“鸭子”还是“峡谷”的低点都会越来越低，这给电网运营商在经济上和电网运行方面带来双重挑战，需要提前做好准备，找出解决方案。

02 消纳能力严重告急，中国多地出现“0电价””负电价”

作为全世界新增装机量最大的国家，中国光伏电站的鸭子曲线问题更是严峻。

目前我国的光伏发电装机和并网处于爆发式增长阶段，分布式光伏高比例接入配电网引起的电压越限等问题严重限制了配电网接纳光伏的能力，这使得电网消纳能力严重告急。除甘肃、内蒙等新能源风光大基地所在省份外，中部新能源占比比较高的河南、河北弃风弃光率边际上升，电力系统接纳新能源新增电量的难度持续上升。

除此之外，随着各地光伏装机量的持续上升，午间低谷电价政策正蔓延至全国各个省份，部分地区甚至出现零电价或负电价。山东、山西等具备电力现货市场的新能源大省在现货电价方面多次因市场规则的不同出现“零电价”（山西）和“负电价”（山东）。2023年“五一”假期期间，山东实时现货交易连续22小时为负电价，“十一”假期期间，山东再次出现连续7个小时的负电价。

03 分布式光伏配储成最优解

在电网消纳能力下降，午间低谷电价政策推广的情况下，分布式光伏配储成为了目前性价比最高的解法。

美国能源信息署（EIA）更是大力呼吁光伏配备储能系统——

“大规模部署电池等储能系统，可以存储白天产生的部分太阳能，并在太阳落山后供以后使用。储存一些中午的太阳能发电可以使鸭子的曲线变平，而在晚上调度储存的太阳能发电可以缩短鸭子的脖子。”

加州的电池储能容量已从2018 年的 600 MWh快速增长到如今的近 15.5 GWh，并将在近期增加14GWh的存储容量。

全球能源领域咨询认证公司 DNV (DET NORSKE VERITAS)表示：10年内，全球大约 20% 的太阳能项目将采用专用存储设施，到本世纪中叶，此类项目将达到50%左右。尽管配储项目总成本较高，但太阳能+储能在捕获价格方面具有优势。具有储能功能的发电厂可以在白天阳光充足时为电池充电，并在电价较高时出售储存的电力。

DNV预计，到2038年，太阳能和储能共置项目的价格优势将超过成本劣势，使这些项目更具吸引力。

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