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郭劍波:以電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型思維破解新能源電力系統(tǒng)脆弱性問題
時間:2021-01-06 07:59:09

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網(wǎng)沒有消納新能源的能力,只有電力系統(tǒng)才真正擁有消納新能源的能力。在電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型路徑中,必須要利用好新能源控制可塑性的特點(diǎn)來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的安全,或增加系統(tǒng)的安全可靠性。

當(dāng)下,實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)已經(jīng)鎖定,在服務(wù)于目標(biāo)實(shí)踐的過程中,如何化解高比例可再生能源系統(tǒng)“不可能三角”的矛盾,實(shí)際上就是要解決“既要、又要、還要”的問題;具體到實(shí)施路徑上,則是如何更為經(jīng)濟(jì)地解決新能源的資源特性,以及新能源電力系統(tǒng)的脆弱性問題。

2019年,國網(wǎng)公司經(jīng)營范圍內(nèi)新能源裝機(jī)容量占比1/3,最大日波動功率一億千瓦;根據(jù)預(yù)測,到2050年,新能源發(fā)電量占到總發(fā)電量一半時,新能源日最大功率波動將達(dá)10億千瓦,超過常規(guī)裝機(jī)容量。這也就意味著,若以現(xiàn)有的技術(shù)水平來看,僅靠常規(guī)電源調(diào)節(jié)難以應(yīng)對新能源日內(nèi)波動功率,平抑倍數(shù)于負(fù)荷的新能源裝機(jī)帶來的波動,火電、抽蓄、燃機(jī)等常規(guī)裝機(jī)要保證足夠的充裕度并隨時待命,以應(yīng)對新能源出力的不確定性。

現(xiàn)在很多業(yè)內(nèi)人士都看好電化學(xué)儲能,如果將來要依靠儲能解決新能源波動問題,大概需要幾億千瓦裝機(jī)的儲能容量,那么這就涉及到儲能的經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)和保障程度的問題。我們要認(rèn)識到,“能解決問題”、和“以技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性解決問題”是全完不同的概念。包括源網(wǎng)荷儲在內(nèi),我們在技術(shù)上研究的很多,但是如何通過政策,把技術(shù)落實(shí)成經(jīng)濟(jì)可行的手段,我們的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

當(dāng)下,新能源馬上就要進(jìn)入低價時代,“1毛錢現(xiàn)象”已經(jīng)成為廣泛的認(rèn)可和期待,但是一毛錢僅僅是新能源的“產(chǎn)地價”,為了消納1毛錢的尖峰電量,系統(tǒng)要為之付出多大的代價才能實(shí)現(xiàn)新能源的全額消納?

電力系統(tǒng)是世界上最復(fù)雜的人造系統(tǒng),有序運(yùn)行100多年來的電力系統(tǒng),設(shè)計基礎(chǔ)都是以發(fā)電跟蹤負(fù)荷實(shí)現(xiàn)電力電量平衡,包括火電機(jī)組在內(nèi)的常規(guī)機(jī)組最小出力都是根據(jù)負(fù)荷的波動來確定。但是當(dāng)新能源加入系統(tǒng),發(fā)電已經(jīng)跟蹤不了負(fù)荷,負(fù)荷的活躍性也在日益增強(qiáng),傳統(tǒng)的變流器思維已經(jīng)難以駕馭高比例可再生能源系統(tǒng)的高效安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

我們需要擺脫慣性思維,摒棄外圍拓展的思路,從傳統(tǒng)的電源轉(zhuǎn)型、電網(wǎng)轉(zhuǎn)型這些相對獨(dú)立的做法跳脫出來,切換到電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的思維。其中的關(guān)鍵在于進(jìn)一步明確新能源的責(zé)、權(quán)、利匹配,盡早出臺一系列適合新能源健康發(fā)展,由新能源作為主力電源的電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。畢竟電網(wǎng)沒有消納新能源的能力,只有電力系統(tǒng)才真正擁有消納新能源的能力。

面對日益增長的新能源裝機(jī)占比,通過保證常規(guī)機(jī)組正常出力來確保系統(tǒng)安全的做法顯然不能再加以沿用。在電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型路徑中,必須要利用好新能源控制可塑性的特點(diǎn)來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的安全或增加系統(tǒng)的安全可靠性。在這個層面上,電力市場的建設(shè)和市場規(guī)則的設(shè)計變得尤為重要,因?yàn)檫@不僅是關(guān)系到備用容量、調(diào)峰等輔助服務(wù)的合理補(bǔ)償問題,同時,涉及到節(jié)點(diǎn)的支撐能力等問題都應(yīng)加緊研究,否則一旦沒有人愿意提供輔助服務(wù),新能源的電量便無法獲得,系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行更是無從談起。

黨的十九大提出,要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系,習(xí)近平總書記也在近期明確了碳達(dá)峰和碳中和的時間節(jié)點(diǎn),電網(wǎng)企業(yè)也在2019提出了能源發(fā)展兩個“50%”的目標(biāo)。為了達(dá)成這些愿景,從我國的資源上來看足夠充裕,從系統(tǒng)構(gòu)架來看足夠堅強(qiáng),但是在發(fā)展路徑的選擇上,是借著東風(fēng)大力發(fā)展新能源,還是先勻速發(fā)展,等技術(shù)進(jìn)步、市場建設(shè)齊頭并進(jìn)時再實(shí)現(xiàn)目標(biāo),我難以給出確切的答案。但是我認(rèn)為,應(yīng)對復(fù)雜不確定的條件和系統(tǒng),高度優(yōu)化的手段只會增加系統(tǒng)的脆弱性,越是紛繁復(fù)雜的時候,就越要強(qiáng)調(diào)規(guī)劃的嚴(yán)肅性和整體性,以此來確保目標(biāo)和愿景的如期實(shí)現(xiàn)完成。


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