構建新型電力系統,提升新能(néng)源電力支撐保障能(néng)力

日期:2021-09-22  浏覽量:18332  新聞來(lái)源:微信公衆号“能(néng)源研究俱樂部”ID:nyqbyj 作(zuò)者:陳俊傑,轉發如有不妥之處,請(qǐng)聯系删除

構建以新能(néng)源爲主體的新型電力系統,需要統籌安全與發展,堅持電力安全供應底線。新的發展階段下(xià),新能(néng)源行業應瞄準主體電源定位,運用(yòng)新技術、推廣新模式、解決新問題,主動提升自(zì)身的電力支撐保障能(néng)力,推動實現(xiàn)行業行穩緻遠和(hé)高(gāo)質量發展。
一、集成應用(yòng)新技術,加快(kuài)推動新能(néng)源轉型爲可靠靈活友好(hǎo)的主體電源

大(dà)規模高(gāo)比例新能(néng)源對(duì)電力系統運行與電力供應保障帶來(lái)的影響,原因之一在于新能(néng)源發電出力的間歇性、波動性、随機性特性。當前我國新能(néng)源發電的裝機占比接近25%,發電量占比接近10%,新能(néng)源還不具備與常規電源類似的系統友好(hǎo)特性。預計(jì)2030~2035年前後,新能(néng)源發電裝機占比有望超過50%,将成爲新型電力系統的主體電源。僅依靠剩餘規模的常規電源項目,無法實現(xiàn)電力安全可靠供應。爲此,亟需集成應用(yòng)相關領域新技術,加快(kuài)提升新能(néng)源發電項目的系統友好(hǎo)特性,提升電力支撐保障能(néng)力。

從(cóng)當前相關技術進展情況來(lái)看(kàn),“十四五”期間,可以通過集成應用(yòng)新能(néng)源高(gāo)效發電、長尺度高(gāo)精度新能(néng)源功率預測、風(fēng)光儲智慧聯合調度運行、大(dà)規模低(dī)成本長壽命儲能(néng)等技術措施,加快(kuài)建設一批具備可靠發電、靈活調節、友好(hǎo)并網等功能(néng)和(hé)性能(néng)指标的系統友好(hǎo)綠色電站(zhàn)。在可靠發電方面,可結合長尺度高(gāo)精度新能(néng)源功率預測技術以及電力系統的實際需求指令,提前合理(lǐ)制定儲能(néng)的充放(fàng)電計(jì)劃,重點保證在系統高(gāo)峰缺電時(shí)段具備一定的頂峰支撐能(néng)力,将新能(néng)源發電的置信出力水(shuǐ)平由5%左右提升到(dào)20%~30%的較高(gāo)水(shuǐ)平,減少傳統電源的裝機需求,緩解系統高(gāo)峰缺電時(shí)段的電力供應保障問題。

在靈活調節方面,可綜合運用(yòng)儲能(néng)與智慧聯合調度技術,在保障電站(zhàn)自(zì)身新能(néng)源電力高(gāo)效消納利用(yòng)的基礎上(shàng),儲能(néng)剩餘調節能(néng)力可以進一步爲系統和(hé)周邊的新能(néng)源項目提供調節服務,成爲友好(hǎo)調節電源。在友好(hǎo)并網方面,可通過優化改善系統友好(hǎo)綠色電站(zhàn)項目的一次調頻、慣量支撐、故障穿越、快(kuài)速調壓等并網性能(néng)技術指标,降低(dī)新能(néng)源項目與系統整體的故障概率,提升事(shì)故和(hé)極端情況下(xià)安全運行水(shuǐ)平,有利于保障電力安全可靠供應。
二、推廣利用(yòng)新模式,提升新能(néng)源發電的全局配置與就地供應保障能(néng)力

我國能(néng)源資源禀賦與用(yòng)電負荷錯位分布的基本特點,決定了(le)未來(lái)仍然需要大(dà)規模集中開(kāi)發西部北部地區(qū)的新能(néng)源資源,依托大(dà)電網跨省跨區(qū)輸送至中東部地區(qū)負荷中心,作(zuò)爲保障中東部負荷中心地區(qū)電力供應的重要途徑之一。爲此,提升跨省跨區(qū)輸電通道(dào)的送電能(néng)力以及新能(néng)源電量占比,對(duì)于中東部地區(qū)的電力保障供應具有重要意義。根據國家能(néng)源局關于2020年度全國可再生能(néng)源電力發展監測評價結果的通報(bào),國家電網運營的18條特高(gāo)壓通道(dào)年輸送可再生能(néng)源電量占比37%,部分已投運特高(gāo)壓輸電通道(dào)的利用(yòng)率偏低(dī),送電能(néng)力與新能(néng)源電量占比還有進一步提升的空(kōng)間。

爲了(le)提升新能(néng)源電力的跨省區(qū)配置規模與水(shuǐ)平,“十四五”可從(cóng)存量與增量兩方面統籌着手。對(duì)于存量跨省跨區(qū)外(wài)送通道(dào),可以充分發揮送受端系統的調節能(néng)力,利用(yòng)新能(néng)源短期和(hé)超短期功率預測技術滾動優化送電曲線,提升通道(dào)送電能(néng)力與新能(néng)源電量占比。對(duì)于新增跨省跨區(qū)外(wài)送通道(dào),可推廣利用(yòng)“風(fēng)光水(shuǐ)火儲”多能(néng)互補模式,建設高(gāo)利用(yòng)率、高(gāo)新能(néng)源占比的西電東送輸電通道(dào),在部分具備條件的地區(qū),可以探索極高(gāo)比例新能(néng)源甚至“風(fēng)光儲”“風(fēng)光水(shuǐ)儲”一體化的純可再生能(néng)源外(wài)送模式。

另一方面,推廣利用(yòng)“源網荷儲一體化”的新能(néng)源就地開(kāi)發利用(yòng)模式,對(duì)于提升新能(néng)源發電的就地供應保障能(néng)力具有重要意義。在西部北部地區(qū),可以結合産業結構轉移與新能(néng)源資源條件,推動新能(néng)源就地爲高(gāo)載能(néng)等産業的用(yòng)電負荷提供綠色電力,盡力提升新能(néng)源綠色電力消費占比。在中東部地區(qū)以及西部北部的重要城(chéng)市、工(gōng)業園區(qū)、偏遠地區(qū)等,可以推動建設以新能(néng)源爲主體、以自(zì)發自(zì)用(yòng)爲主的分布式微電網,發揮分布式系統貼近終端用(yòng)戶的靈活布局優勢,使之成爲保障中心城(chéng)市重要負荷供電、滿足工(gōng)業園區(qū)綠色電力消費需求、解決偏遠地區(qū)電力供應難題的重要舉措,與大(dà)電網兼容互補,最大(dà)化提升電力就地供應保障能(néng)力。
三、研究解決新問題,發揮分布式光伏與海上(shàng)風(fēng)電的電力支撐保障作(zuò)用(yòng)

中東部和(hé)南方地區(qū)是我國的用(yòng)電負荷中心地區(qū),近年來(lái)随着生态環保、土地資源等約束不斷增強,發展煤電和(hé)大(dà)規模集中式新能(néng)源的難度持續加大(dà),電力保障供應的壓力也(yě)在不斷增加。去年冬季,湖南、江西等地區(qū)出現(xiàn)極端嚴寒天氣,短期内用(yòng)電負荷快(kuài)速增長,在新能(néng)源等各類電源與大(dà)電網均無法提供有效支撐的情況下(xià),出現(xiàn)了(le)較大(dà)範圍的電力供應保障問題,值得深思。在此情況下(xià),發展分布式光伏與海上(shàng)風(fēng)電,成爲中東部和(hé)南方地區(qū)開(kāi)發利用(yòng)新能(néng)源、提升電力供應保障水(shuǐ)平的重要舉措。目前,分布式光伏和(hé)海上(shàng)風(fēng)電的并網消納問題尚未大(dà)規模集中顯現(xiàn),但(dàn)從(cóng)長遠來(lái)看(kàn),随着分布式光伏的持續快(kuài)速發展、海上(shàng)風(fēng)電逐步由近海向深遠海拓展,需要統籌規劃、超前研究在發展過程中有可能(néng)出現(xiàn)的新問題。
     一方面,分布式光伏在平價時(shí)代具備較強的商業競争力,布局靈活,市場潛力巨大(dà)。目前山東、浙江的分布式光伏裝機已超過千萬千瓦,河(hé)北、江蘇等地接近千萬千瓦,考慮包括集中式光伏在内,河(hé)北、山東光伏并網裝機超過2000萬千瓦。“十四五”期間,在國家政策的大(dà)力引導下(xià),預計(jì)中東部地區(qū)的分布式光伏将進一步加快(kuài)發展。從(cóng)系統運行角度看(kàn),大(dà)規模高(gāo)比例光伏并網後,将改變電力系統的淨負荷特性,呈現(xiàn)典型的“鴨子曲線”,要求電力系統具備更加快(kuài)速和(hé)靈活的調節能(néng)力,會(huì)對(duì)光伏發電的進一步發展造成制約,也(yě)會(huì)對(duì)電網的供電保障能(néng)力帶來(lái)壓力。目前,中東部局部地區(qū)已經出現(xiàn)中午時(shí)段光伏發電消納困難的現(xiàn)象。爲此,需要研究提升電力系統的靈活調節能(néng)力,同時(shí)推動電力市場建設,通過靈活的市場價格信号引導各類儲能(néng)、可調節負荷等資源,爲光伏的就地開(kāi)發利用(yòng)提供支撐保障。

另一方面,目前我國海上(shàng)風(fēng)電項目累計(jì)并網裝機規模已超過1000萬千瓦。“十四五”期間,部分沿海重點省區(qū)規劃建設近海風(fēng)電項目規模較大(dà),近海風(fēng)電開(kāi)發呈現(xiàn)加快(kuài)提速的勢頭,彙集送出和(hé)并網消納的難度将持續加大(dà),需要重點開(kāi)展專題研究。與此同時(shí),深遠海風(fēng)電的規劃建設工(gōng)作(zuò)逐步提上(shàng)日程,由于離岸送電距離更遠、集約化開(kāi)發規模更大(dà)、接入電網電壓等級更高(gāo),深遠海風(fēng)電項目開(kāi)發與大(dà)電網的聯系将更加緊密。爲此,需要統籌沿海地區(qū)的深遠海海上(shàng)風(fēng)電規劃與電力系統、電網發展規劃,提前研究解決深遠海風(fēng)電的并網送出和(hé)消納利用(yòng)問題,切實發揮對(duì)于中東部沿海地區(qū)的電力支撐保障作(zuò)用(yòng)。