電力是極其特殊的資源。一方面,電力關乎國計民生,電力的保質保量供應具有重要的意義。另一方面,電力生產、傳輸、消費具有實時平衡的特點,電力系統的安全可靠運行是一項復雜的工程。
因此,電力資源優化配置需要重點關注幾個問題。一是關注電力安全。任何技術和機制的創新都需要把系統安全穩定運行放在首要位置,電力的持續、足量供應是一切優化問題最堅實的邊界條件。二是關注能源效率。通過科學合理的管理模式和平衡機制引導電力系統中各類元器件的協調互動,提升發輸變電設備的利用率,實現全社會效益的最大化。此外,在“碳達峰、碳中和”的宏偉戰略下,還需要關注能源清潔利用。雙碳目標的實現,能源是主戰場,電力是主力軍,要積極落實國家能源戰略,服務新型電力系統構建,增加新能源消納能力,推進煤炭和新能源優化組合,實現能源清潔低碳轉型。
關于如何保障新能源的消納,保證電力系統的安全可靠運行和電力的可靠供應,讓資源在更大范圍內實現優化配置,筆者有以下幾點思考。
堅持規劃建設互聯大電網
我國幅員遼闊,各地自然稟賦和發展情況差異大,能源分布與消費呈逆向分布。建設特高壓通道,增強電網結構,將電能從煤炭、新能源密集的三北地區和水電密集的西南地區向中東部負荷中心傳輸,實現電力遠距離、大規模傳送,符合我國國情,是我國電力行業發展的必然選擇。同時,互聯大電網可以充分利用不同地區用電負荷的錯峰效應,開展跨區電力互濟支援,減少系統備用,提升發輸變電設備投資效率和利用率。此外,同步聯網可以增強轉動慣量,增強系統抗擾動能力,提升供電可靠性,可謂一舉多得。堅持發展互聯大電網,是實現電力資源優化配置重要的物質基礎。
發揮我國調度體系優勢
電力系統運行,涉及到發電、輸變電、和用電,同時由于發輸用電實時瞬間完成,要保障電力系統的安全、穩定運行和用戶的可靠用電,是一個非常復雜的系統工程。電網調度是電力系統的大腦和指揮中心,要履行保障電力系統安全、經濟、穩定運行和用戶可靠用電的重要職責,同時要兼顧降低能耗、減少碳排放、全局效益最大和運行成本最低的目標。我國電網調度實行“統一調度、分級管理”模式,“國分省地縣”五級調度按照調管范圍各司其職,同時接受上級調度的指令,符合電力系統運行的特征,既科學又高效。我國調度體系應對極端天氣和電網風險具有突出的優越性,能夠從全局考慮問題,扼制電網故障蔓延,有效保障大電網安全,也最大程度上保障了資源優化配置和新能源消納。
保障新能源,調節電源、電網協調發展
在沙漠、戈壁、和荒漠地區大力發展風電光伏項目的同時,要因地制宜統籌規劃抽蓄和化學儲能等可調節電源,和電網規劃、當地產業統籌協調。在電力系統安全穩定的前提下,保障新能源發出來,能消納,送得出。
一是提升電源調節能力。抽水蓄能是目前綜合效益最好的調節性電源,國家出臺《國家發展改革委關于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》,大力推進抽水蓄能電站選點布局,允許社會資本投資運營。同時,國家大力推動光熱儲能和以電化學儲能為代表的新型儲能發展,規劃到2025年全國新型儲能裝機規模達到3000萬千瓦左右,極大提升電源的調節能力。
二是推動互聯大電網建設。要進一步加強送受端網架結構,提升存量通道送電能力。“十四五“期間,我國將開工投產多回跨區特高壓通道,增強可再生能源送出能力。
三是加強新能源本地消納能力。今年國家能源局出臺了推動分布式光伏整縣開發的意見。分布式電源的發展,改變了原有電網的潮流分布和分層分區電力平衡方式,對配電設施擴容改造提出新的要求。在此背景下,推動源網荷儲協調互動,實現微網自平衡,減少對大電網輔助服務的需求,將成為全新的發展趨勢。要協同分布式電源發展加強配電網建設,為新能源本地消納和向主網送出創造條件。要優化煤電機組調峰運行,推動自備電廠參與調峰,實現水火風光多能互補和優化調度,促進新能源就地消納。
四是多元化利用提升新能源消費需求。北方地區可因地制宜推廣可再生能源清潔取暖。推動在產業園、工業園、數據中心等地配建新能源,探索研究冷-熱-電等多類能源在終端的耦合利用。推動利用富余新能源發電制氫,建設規模化的綠氫生產基地。新能源的多元化、多維度利用,將帶動產業鏈上下游和地方產業蓬勃發展,具有突出的社會效益。
以技術創新,保障電力系統的安全高效運行
在發電側,推進煤電機組改造升級是降低煤耗、提高調節能力、促進清潔能源消納的重要手段。按照《國家發展改革委國家能源局關于開展全國煤電機組改造升級的通知》,各地要統籌考慮煤電節能降耗改造、供熱改造和靈活性改造,實現“三改”聯動,并合理安排機組改造時序,保證電力安全可靠供應。
在電網側,開展新能源多周期預測,綜合考慮氣象、溫度等因素,不斷優化新能源預測算法,研究空間分辨率更高、時間間隔更小、精度適用性更強的新能源發電功率預測技術,提升新能源預測精度,降低預測不準對電力平衡造成的影響。利用機電、電磁、混合等多種仿真工具,對大電網開展精細建模,嚴格按照《電力系統安全穩定導則》相關標準開展仿真分析,制定電網協調控制策略,不斷提升通道送電能力。運用大云物移智鏈等現代信息和通信技術,提升對電網調度的技術支撐能力。
在用戶側,實際運行數據表明,隨著全社會電氣化程度的提升以及電力消費結構的改變,我國每年電力高峰負荷增速要高于用電量增速,因此在充分挖掘發電側、電網側潛力的同時,必須堅持管理和技術創新,進一步深挖需求側潛力,從傳統的“源隨荷動”向“源網荷儲”多元協調互動轉變。充分利用數字化和現代信息通信技術,實現負荷側資源的廣泛接入,調動電動汽車、虛擬電廠等可調節資源,削峰填谷、平抑高峰用電需求,增強尖峰時段電力供應能力。配電網有源化趨勢對電網的運行方式、檢修方式和控制保護系統提出新的要求,需要研究新的管理和技術應對方案。
堅持以市場化機制配置資源
電力系統的運行涉及發電(火電,清潔能源)、電網、用戶(重要用戶,工商業用戶,居民用戶)等眾多參與主體。在保障電力系統安全運行的前提下,新能源消納需要調動各方積極性,用市場機制保障電力電量交易,用政策引導電源側參與輔助服務的積極性、用戶側形成用能節能新理念的主動性。因此,在電力市場建設方面,可以從以下幾點發力。
一是加快推進全國統一電力市場建設。近期,中央深改委第二十二次會議對推進全國統一電力市場建設作出重要部署,要進一步發揮我國堅強交直流混聯大電網的客觀優勢,充分利用跨省跨區輸電通道,通過省間中長期、現貨、輔助服務交易形成省間潮流格局,提升電能、清潔能源大范圍優化配置能力。
二是要建立健全新能源大規模接入情形下的市場化交易機制。研究出臺適應新能源出力特性的電能交易機制,推進平抑新能源出力對電網沖擊的調節資源的市場化募集和價格形成機制,促進火電轉型的容量補償或交易機制。
三是積極引入新型主體參與市場。一方面通過鮮明的峰谷價差引導靈活性電力用戶削峰填谷,降低保供和電網運行壓力,避免為電力系統短時尖峰負荷而配置大量發輸變電設備,提高投資效率。另一方面,以輔助服務市場起步,鼓勵電動汽車、分布式儲能、虛擬電廠入市參與交易,為主網運行提供調節資源并獲取收益,引導資本參與需求側調節能力建設。
來源:能源雜志
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