黨的十九屆五中全會(huì )提出，“生態(tài)文明建設要實(shí)現新進(jìn)步”，并強調加快推動(dòng)綠色低碳發(fā)展，推進(jìn)能源革命，能源資源配置更加合理、利用效率大幅提高，主要污染物排放總量持續減少，生態(tài)環(huán)境持續改善。而在此前的第七十五屆聯(lián)合國大會(huì )一般性辯論上，國家主席習近平向世界宣示，“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現碳中和”。這意味著(zhù)今后較長(cháng)時(shí)期，我國電力清潔化必須提速，以風(fēng)電和光伏發(fā)電為主的新能源將迎來(lái)加速發(fā)展。
一、“十四五”新能源發(fā)展形勢
?。ㄒ唬┬履茉囱b機增長(cháng)將更加強勁
“十三五”期間，我國新能源裝機年均增長(cháng)約6000萬(wàn)千瓦，增速為32%，是全球增長(cháng)最快的國家。截至2019年底，我國新能源裝機容量達到4.14億千瓦，占全部電力裝機的20.63%，其中風(fēng)電2.1億千瓦、光伏發(fā)電2.04億千瓦，新能源發(fā)電量6300億千瓦時(shí)，占全部發(fā)電量的8.6%。
“十四五”期間，隨著(zhù)風(fēng)電和光伏發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步，資源豐富地區的風(fēng)電、光伏發(fā)電將逐步全面實(shí)現平價(jià)上網(wǎng)，成本優(yōu)勢以及碳中和目標的要求，推動(dòng)新能源發(fā)展速度進(jìn)一步加快。“十四五”期間，預計我國年均新增新能源裝機將遠超過(guò)6000萬(wàn)千瓦，達到1億千瓦的規模。
?。ǘ┓植际叫履茉春蛢δ芸焖侔l(fā)展
隨著(zhù)光伏發(fā)電成本的下降、平價(jià)上網(wǎng)政策的實(shí)施以及中東部地區基本全額消納的電力系統條件，分布式光伏發(fā)電將以“全民光伏”的形式迅速增長(cháng)。加之儲能電池成本的快速下降，“光伏+儲能”、大規模儲能、綜合能源系統等將在用戶(hù)側全面發(fā)展，分布式光伏裝機容量很快將超過(guò)集中式光伏裝機容量。
?。ㄈ┬履茉囱b機布局變化明顯
“十四五”期間，受“三北”地區新能源消納困難影響，新能源裝機空間分布將繼續向消納形勢較好的中東部轉移。另外，隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步、成本下降和建設經(jīng)驗的積累，“十四五”期間我國海上風(fēng)電將迎來(lái)大發(fā)展，具備建設條件的海上風(fēng)電將全面開(kāi)工，接入消納條件好的華北、華東電網(wǎng)。我國將成為全球海上風(fēng)電增速最快、潛力最大的國家。
?。ㄋ模┦袌?chǎng)成為促進(jìn)新能源消納的有力手段
電力市場(chǎng)化改革繼續向縱深發(fā)展，調峰調頻等輔助服務(wù)、省間電力交易、現貨市場(chǎng)等將快速發(fā)展，市場(chǎng)機制不斷完善，新能源電力將越來(lái)越多通過(guò)市場(chǎng)來(lái)消納，市場(chǎng)將成為促進(jìn)新能源消納的有力手段。
二、新能源消納面臨的挑戰
目前，全國6個(gè)?。▍^）新能源裝機占比超過(guò)30%，7個(gè)電網(wǎng)新能源發(fā)電量占比超過(guò)20%，局部地區已經(jīng)形成了高比例新能源電力系統。受風(fēng)/光資源、土地資源等因素影響，當前新能源占比高的?。▍^）的裝機仍將進(jìn)一步發(fā)展。“十四五”期間，高比例新能源電力系統將從局部地區向全國擴展，且比例進(jìn)一步提升。未來(lái)新能源消納將面臨諸多挑戰。
?。ㄒ唬└弑壤履茉醇哟箅娏ο到y電力平衡難度
新能源隨機波動(dòng)性強，高比例新能源并網(wǎng)將導致發(fā)電波動(dòng)大幅增加，2019年國家電網(wǎng)有限公司經(jīng)營(yíng)范圍內新能源日最大功率波動(dòng)已超過(guò)1億千瓦，山東、山西、寧夏、新疆等地區日最大功率波動(dòng)已超過(guò)1000萬(wàn)千瓦。在電源跟隨負荷變化調節的運行要求下，其他常規電源必須跟隨新能源波動(dòng)調節。然而，我國電源結構以火電為主，可隨新能源波動(dòng)靈活調節的電源較少，未來(lái)高比例新能源并網(wǎng)將導致電力平衡非常困難。
?。ǘ└弑壤履茉床⒕W(wǎng)導致電網(wǎng)安全穩定運行風(fēng)險劇增
新能源發(fā)電具有弱支撐性和低抗擾性，隨著(zhù)新能源大規模接入，常規電源被大量替代，系統轉動(dòng)慣量和調頻、調壓能力持續降低，電網(wǎng)發(fā)生大范圍、寬頻帶、連鎖性故障的風(fēng)險持續累積。同時(shí)新能源機組有功調節能力不足，導致系統頻率控制能力不斷下降，故障沖擊下，電網(wǎng)頻率跌落速度更快、幅度更大。新能源集中接入地區短路電流水平普遍較低，故障沖擊下電壓波動(dòng)大，易引發(fā)新能源連鎖脫網(wǎng)事故。此外，大量分布式新能源接入配電網(wǎng)可能引起系統功率失衡、線(xiàn)路過(guò)載、節點(diǎn)電壓超限等問(wèn)題，對供電可靠性帶來(lái)極大挑戰。
?。ㄈ┬履茉窗l(fā)電單元與可控負荷信息感知能力不足，難以支撐精細化調控
新能源發(fā)電單元總量遠超常規水電、火電機組，全國目前有超過(guò)6000座大型新能源電站和幾百萬(wàn)個(gè)低壓接入的分布式發(fā)電系統，未來(lái)新能源發(fā)電單元數量將達到數千萬(wàn)，氣象環(huán)境、運行控制等各類(lèi)信號數十億個(gè)。新能源發(fā)電設備運行狀態(tài)感知能力弱，運行管理極其復雜，現有信息化手段不能充分滿(mǎn)足新能源功率預測與控制、可控負荷與新能源互動(dòng)等需要。
?。ㄋ模└弑壤履茉磳﹄娏κ袌?chǎng)機制建設提出新的要求
隨著(zhù)我國電力市場(chǎng)建設逐步深入，多地區開(kāi)展了基于中長(cháng)期電量交易的發(fā)電權置換、大用戶(hù)交易等新能源市場(chǎng)化交易品種。但受風(fēng)光資源特性影響，高比例新能源波動(dòng)需通過(guò)實(shí)時(shí)電力平衡進(jìn)行消納，實(shí)時(shí)市場(chǎng)中新能源低邊際成本降低了市場(chǎng)出清價(jià)格，影響靠電量市場(chǎng)收益的常規電源獲益，長(cháng)期造成發(fā)電資源充裕性不足，對容量市場(chǎng)設計提出新的需求。如何建立一套適合我國國情且滿(mǎn)足高比例新能源消納的電力市場(chǎng)交易機制面臨挑戰。
三、相關(guān)措施建議
新能源消納涉及電力系統發(fā)、輸、配、用多個(gè)環(huán)節，與發(fā)展方式、技術(shù)進(jìn)步、市場(chǎng)機制以及政策措施等密切相關(guān)，實(shí)現新能源高效消納，既要遠期規劃，又要有運行優(yōu)化，既要技術(shù)驅動(dòng)，也需要政策引導和市場(chǎng)機制配合。
?。ㄒ唬┘訌娦履茉磁c靈活調節電源統籌規劃
一方面考慮新能源資源的差異性，進(jìn)一步開(kāi)展全國風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源資源勘查和評估，確保資源的精準、高效利用；充分利用風(fēng)、光資源自身互補性，在全國范圍廣域優(yōu)化布局新能源，制定各區年度新增建設規模、裝機布局和開(kāi)發(fā)時(shí)序。另一方面加強新能源開(kāi)發(fā)與靈活調節電源的協(xié)調規劃?？紤]新能源發(fā)電波動(dòng)性，在發(fā)展新能源的同時(shí)，優(yōu)化電化學(xué)儲能、抽水蓄能、燃氣電站等靈活電源規劃，支撐新能源消納能力持續提升。
?。ǘ┨嵘履茉床⒕W(wǎng)調度運行管理水平，實(shí)現新能源高效消納
借助人工智能、大數據等新技術(shù)，提升電網(wǎng)對海量新能源發(fā)電設備的運行管理能力，提升新能源基礎數據質(zhì)量和預測建模的智能化水平，建立高精度、高可信度的新能源功率預測系統，為高比例新能源并網(wǎng)優(yōu)化運行奠定堅實(shí)基礎；從源、網(wǎng)、荷、儲、市場(chǎng)交易等多方面發(fā)力，不斷挖掘電力系統運行靈活性，提升適應新能源隨機波動(dòng)性的調度運行水平和風(fēng)險防御能力，支撐高比例新能源高效消納。加快推進(jìn)新能源并網(wǎng)技術(shù)標準升級，加強新能源并網(wǎng)性能的檢測認證和在線(xiàn)評估，提升高比例新能源安全運行水平。
?。ㄈ┌l(fā)揮市場(chǎng)配置資源的作用，促進(jìn)新能源消納
考慮中長(cháng)期市場(chǎng)、現貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)與容量市場(chǎng)，完善高比例新能源消納的市場(chǎng)機制，加快推進(jìn)適應波動(dòng)性新能源消納的市場(chǎng)體系建設，發(fā)揮市場(chǎng)在更大范圍內優(yōu)化配置資源的作用。建立適應高比例新能源的消納考核機制，核算不同地區新能源發(fā)電技術(shù)經(jīng)濟性，以全社會(huì )效益最大為目標，分?。▍^）設置合理的新能源利用率考核指標。
?。ㄋ模┘訌娍蒲泄リP(guān)，引領(lǐng)新能源高質(zhì)量發(fā)展
加快太陽(yáng)能發(fā)電、海上風(fēng)電等基礎設施及相關(guān)測試平臺建設，提升新能源發(fā)電對系統運行的主動(dòng)支撐和并網(wǎng)友好性能，促進(jìn)新能源發(fā)電設備性能升級，使新能源成為優(yōu)質(zhì)電源。建立大規模新能源集群多場(chǎng)站、跨時(shí)空尺度協(xié)調仿真平臺，攻關(guān)高比例新能源并網(wǎng)的電力系統安全穩定運行技術(shù)瓶頸，提出能源轉型中新能源與電網(wǎng)安全運行協(xié)調發(fā)展技術(shù)解決方案，引領(lǐng)新能源高質(zhì)量發(fā)展。
渝公網(wǎng)安備 50022302000052號
