為了落實(shí)“雙碳”目標(biāo)、構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，我國新能源將進(jìn)一步發(fā)展，消納壓力也將持續(xù)增長。為確保新能源的高效消納利用并發(fā)揮主體電源的電力支撐作用，有必要總結(jié)“十三五”以來的系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，研判未來系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力建設(shè)需求，積極采取有效的應(yīng)對措施，統(tǒng)籌推進(jìn)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力建設(shè)。

（來源：微信公眾號(hào)“能源研究俱樂部”ID：nyqbyj 作者：王 爽）

一

當(dāng)前系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力逐步提升，但仍存在諸多薄弱環(huán)節(jié)

系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的需求是伴隨著新能源的發(fā)展而不斷擴(kuò)大的。在標(biāo)桿電價(jià)和國家財(cái)政補(bǔ)貼政策的驅(qū)動(dòng)下，新能源自“十二五”以來進(jìn)入了規(guī)模化快速發(fā)展階段，部分地區(qū)出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的棄風(fēng)棄光問題，主要集中在“三北”地區(qū)尤其是冬季供暖期，系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足問題逐步顯現(xiàn)，并引起社會(huì)的廣泛關(guān)注。

從源網(wǎng)荷三端具體來看，我國“富煤貧油少氣”的能源稟賦決定了我國以燃煤發(fā)電為主的電源結(jié)構(gòu)，電力系統(tǒng)靈活性較低，然而由于相關(guān)配套機(jī)制的缺失，我國各類靈活性調(diào)節(jié)電源建設(shè)、改造進(jìn)展緩慢，難以適應(yīng)伴隨新能源發(fā)展日益增長的調(diào)節(jié)能力需求；部分區(qū)域清潔能源消納受網(wǎng)架影響明顯，跨省區(qū)通道送電能力未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，與此同時(shí)，我國現(xiàn)行電力市場交易主要以送受端政府間“網(wǎng)對網(wǎng)”框架協(xié)議為基礎(chǔ)，送受雙方消納責(zé)任不明確，地區(qū)間和不同市場主體間利益難以有效平衡，跨省區(qū)清潔能源消納普遍面臨著受端市場對外來電價(jià)格和曲線要求高的問題；此外，長期運(yùn)行的電力峰谷電價(jià)制度已難以適應(yīng)電力系統(tǒng)綠色低碳發(fā)展的需求，亟需建立電力現(xiàn)貨市場等相關(guān)機(jī)制，進(jìn)一步提升需求側(cè)靈活性。

為應(yīng)對新能源消納問題，“十三五”電力發(fā)展規(guī)劃提出“加強(qiáng)調(diào)峰能力建設(shè)，提升系統(tǒng)靈活性”，高度重視電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力建設(shè)，從負(fù)荷側(cè)、電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)多措并舉，充分挖掘現(xiàn)有系統(tǒng)調(diào)峰能力，加大調(diào)峰電源規(guī)劃建設(shè)力度，著力增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性、適應(yīng)性，破解新能源消納難題。規(guī)劃還提出加快抽水蓄能電站建設(shè)和全面推動(dòng)煤電機(jī)組靈活性改造、優(yōu)化電力調(diào)度運(yùn)行、大力提高電力需求側(cè)響應(yīng)能力等具體舉措。“十三五”期間，在各方的共同努力下，特別是電網(wǎng)企業(yè)持續(xù)深挖大電網(wǎng)的靈活調(diào)節(jié)潛力的支持下，全國新能源消納形勢持續(xù)向好，新能源利用率持續(xù)提升。

需要注意的是，系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力依然存在諸多薄弱環(huán)節(jié)，總體仍處于滯后狀態(tài)。一方面，電源側(cè)靈活性調(diào)節(jié)電源建設(shè)及改造力度仍顯不足，“十三五”期間，火電靈活性改造、抽水蓄能建設(shè)分別僅完成了規(guī)劃目標(biāo)的40%和50%；另一方面，新能源跨省區(qū)輸送比例仍然偏低，由于配套電源建設(shè)滯后或受電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的限制，部分跨省跨區(qū)通道的新能源電量占比低于30%，跨省區(qū)消納能力還有待提升。總體來看，支撐新能源持續(xù)高效消納利用的基礎(chǔ)仍不牢固，系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力建設(shè)仍需重點(diǎn)關(guān)注。

二

未來系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力需求逐步攀升，且呈現(xiàn)不同時(shí)空尺度特性

“十四五”是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期和窗口期，對新能源更高速度、更大規(guī)模的發(fā)展提出了外在需求。同時(shí)，“十四五”也是新能源發(fā)展由補(bǔ)貼驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)為市場驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)折期，新能源自身的度電成本持續(xù)下降，為更大規(guī)模發(fā)展提供了內(nèi)在動(dòng)力。預(yù)計(jì)“十四五”期間新能源裝機(jī)將保持年均1億千瓦以上的高速增長，消納壓力大幅增加。

進(jìn)入“十四五”時(shí)期，系統(tǒng)消納能力不足問題已在局部地區(qū)開始顯現(xiàn)。受上年度新能源集中新增并網(wǎng)規(guī)模大、能耗雙控或其他因素導(dǎo)致地區(qū)負(fù)荷增速下滑、新能源資源條件較好等單一或多重因素影響，局部地區(qū)出現(xiàn)棄風(fēng)棄光短時(shí)增長現(xiàn)象，以青海及內(nèi)蒙古最為突出。可見，棄風(fēng)棄光發(fā)生反復(fù)的風(fēng)險(xiǎn)依然存在。經(jīng)過研究測算，為確保年均新增1億千瓦以上的新能源維持在合理的利用水平，在抽水蓄能、調(diào)峰氣電按預(yù)期投運(yùn)的基礎(chǔ)上，還需要新增火電靈活性改造1.2億千瓦以上，并依托存量特高壓通道、火電點(diǎn)對網(wǎng)通道以及新建西電東送通道，新增跨省區(qū)輸送新能源1.3億千瓦左右，同時(shí)建設(shè)3000萬～5000萬千瓦（≥2小時(shí)）的新型儲(chǔ)能。考慮當(dāng)前火電靈活性改造缺乏有力的市場激勵(lì)機(jī)制，新型儲(chǔ)能的建設(shè)成本仍然較高，新能源跨省區(qū)外送涉及到送受端網(wǎng)源協(xié)調(diào)和建設(shè)工期等問題，上述措施存在落實(shí)不到位的風(fēng)險(xiǎn)。從五年發(fā)展來看，系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力需求高，新能源消納的壓力整體較大。

展望未來，為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，在水電、核電等非化石能源發(fā)展?jié)摿τ邢薜男蝿菹拢罅ν七M(jìn)風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)展是能源電力行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的必然選擇。在新能源大規(guī)模發(fā)展的同時(shí)，水電、抽水蓄能電站等靈活性調(diào)節(jié)電源受資源、站址及生態(tài)環(huán)保等因素限制，發(fā)展規(guī)模有限；而大部分煤電也將因?yàn)樘寂欧偶盎茉蠢玫葐栴}逐步退出歷史舞臺(tái)，系統(tǒng)內(nèi)靈活性調(diào)節(jié)電源比例降至極低，新能源消納利用形勢將更加嚴(yán)峻，系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力需求巨大，對新型儲(chǔ)能的建設(shè)需求更為迫切。儲(chǔ)能通過對電能的時(shí)空轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)作用。當(dāng)前，以鋰離子電池為代表的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)初步具備了規(guī)模化應(yīng)用的條件，但其更適用于短時(shí)的能量轉(zhuǎn)移。新能源成為主體電源之后，高比例新能源的季節(jié)性出力特性將更加突出，在新能源低出力的季節(jié)，系統(tǒng)供需平衡將難以維系；而在新能源高出力的季節(jié)，則可能出現(xiàn)棄風(fēng)棄光問題。近日，東北地區(qū)因煤電降出力少開機(jī)，同時(shí)新能源低出力導(dǎo)致的拉閘限電，實(shí)際就是未來新型電力系統(tǒng)下煤電逐步退出舞臺(tái)的一個(gè)可能場景。從未來發(fā)展趨勢來看，系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的建設(shè)將更多的依賴于可以滿足不同時(shí)空尺度的新型儲(chǔ)能技術(shù)。

三

關(guān)于系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力建設(shè)的幾點(diǎn)建議

一是關(guān)于系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提升路徑。“十四五”期間將以電力消納為抓手，推動(dòng)新能源與電力系統(tǒng)的融合發(fā)展，加快電源側(cè)靈活調(diào)節(jié)、需求側(cè)響應(yīng)、電網(wǎng)聯(lián)合調(diào)節(jié)和余缺互濟(jì)等能力建設(shè)，結(jié)合我國資源稟賦和當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，以降低全系統(tǒng)成本為目標(biāo)，多措并舉有序提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。

二是關(guān)于“十四五”期間系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力建設(shè)。源側(cè)，持續(xù)推進(jìn)現(xiàn)階段最具經(jīng)濟(jì)性的火電靈活性改造；以已開工的抽水蓄能電站、新能源+電化學(xué)儲(chǔ)能電站為主新增一批靈活調(diào)節(jié)電源。網(wǎng)側(cè)，進(jìn)一步打破省間壁壘，提升電網(wǎng)的清潔電力靈活優(yōu)化配置能力，進(jìn)一步提升跨省區(qū)通道的輸電能力和新能源電量占比，力爭將存量輸電通道平均可再生能源電量輸送比例提升至40%左右；規(guī)劃新建輸電通道實(shí)現(xiàn)可再生能源電量占比百分百達(dá)到50%以上；同時(shí)探索適應(yīng)高比例可再生能源電力系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行體系。荷側(cè)，積極發(fā)揮用戶側(cè)需求側(cè)響應(yīng)能力，考慮通過技術(shù)改造提升大工業(yè)高載能負(fù)荷靈活性，發(fā)展電供暖、電制氫等靈活負(fù)荷，因地制宜發(fā)展大數(shù)據(jù)中心靈活負(fù)荷，引導(dǎo)電動(dòng)汽車有序充放電等方面開展需求側(cè)響應(yīng)。統(tǒng)籌提升源、網(wǎng)、荷側(cè)協(xié)調(diào)能力，開展新型電力系統(tǒng)試點(diǎn)示范，試點(diǎn)建設(shè)一批高可靠性、高靈活性的新能源綠色電站；積極推動(dòng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化就地開發(fā)利用模式與示范工程；按照“風(fēng)光儲(chǔ)”“風(fēng)光水儲(chǔ)”一體化開發(fā)利用模式，探索建設(shè)百分之百可再生能源的新型“西電東送”輸電通道。

三是關(guān)于新型電力系統(tǒng)下的系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力建設(shè)。儲(chǔ)能是新能源成為主體電源后系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力構(gòu)建的必然選擇。電化學(xué)儲(chǔ)能、物理儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能具備建設(shè)周期短、布局靈活、技術(shù)路線多元等優(yōu)勢，加快發(fā)展新型儲(chǔ)能勢在必行。當(dāng)前，以鋰離子為代表的電化學(xué)儲(chǔ)能已經(jīng)初步具備了規(guī)模化推廣應(yīng)用的條件，應(yīng)盡快完善相關(guān)政策機(jī)制和安全管理?xiàng)l例等，解決規(guī)劃、建設(shè)以及運(yùn)行中的實(shí)際問題。大部分煤電退出，新能源成為主體電源后，應(yīng)抓緊布局壓縮空氣、氫儲(chǔ)能等更適合長時(shí)間尺度的新型儲(chǔ)能，來解決可再生能源出力與負(fù)荷需求的季節(jié)性電量不平衡問題。