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    既要經濟性又要安全性,靈活性電源需“組團”發力

    作者:趙卉寒 來源:能源評論?首席能源觀 發布時間:2022-07-20 瀏覽:

    中國儲能網訊:根據國家能源局的數據,截至今年5月底,我國可再生能源發電總裝機達到11億千瓦,同比增長15.1%,約占總裝機規模的45%左右;其中,常規水電3.6億千瓦、抽水蓄能0.4億千瓦,風電、光伏發電、生物質發電等新能源發電裝機突破7億千瓦。這離我國在2020年12月的氣候雄心峰會上所承諾的到2030年風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上的目標越來越近。

    隨著我國“雙碳”目標的提出,高比例的新能源將成為新型電力系統的發展趨勢和重要特征,但新能源的波動性和間歇性也將嚴重挑戰著電力系統的安全穩定運行。

    由自然資源保護協會(NRDC)與華北電力大學合作完成的《電力系統靈活性提升:技術路徑、經濟性與政策建議》(以下簡稱“報告”)于今日發布。由《報告》可知:現階段我國在風光發電量占比10%左右的情況下,依靠現有靈活性措施尚可勉強維持系統穩定。但風光發電占比的持續增加,將給電力系統的消納帶來越來越大的挑戰。

    華北電力大學經濟與管理學院張健博士表示,新型電力系統的構建要確保經濟性、環保性和安全性這三個目標。

    “新能源快速發展是能夠滿足我們對于環保性目標的追求,但如果說系統靈活性不足,會帶來可再生能源的消納問題,這會影響到系統的經濟性,同時,我們也應該注意到,靈活性不足還會帶來比較嚴重的電力安全供應問題。因此,在這樣一個多個目標的約束之下,靈活性的提升就成了構建新型電力系統的關鍵?!?

    那么,如何增加電力系統的靈活性?

    從靈活性調節電源的類型來看,在發電側,煤電適合進行小時級和跨日的出力調整,參與深度調峰;氣電適合進行秒級和分鐘級的功率調整,可緩解或消除風光出力的瞬時變化對電網的沖擊;儲能和抽水蓄能能夠在1~2分鐘內完成從零至滿出力的調整;在需求側,需求響應規模一般可達到最大負荷的3%~5%,需求響應提升系統靈活性的成本低于其他資源。

    張健指出,技術特點和經濟性是靈活性調節電源選擇的關鍵,例如需求響應和煤電靈活性改造成本優勢明顯,抽水蓄能和短時儲能調節性能占優。因此,靈活性調節電源應進行多元組合,建議從新型電力系統源網荷儲協同的視角來綜合考慮靈活性的需求與供應,將靈活性納入電力規劃、調度運行和市場交易等各環節,保證靈活性資源在不同時間尺度上合理配置,在實際運行中高效調用,并通過市場機制確認其系統價值。

    華北電力大學經濟與管理學院教授袁家海表示,我國應立足資源可得性有序推進靈活性資源部署,“十四五”時期的重點任務是落實國家的煤電靈活性改造目標,確保達成既定的抽水蓄能投產目標,為實現2035年抽水蓄能中期規劃目標奠定堅實基礎?!笆奈濉币咭龑Ш褪袌鰴C制建設并舉,推動新型儲能項目在電力系統中的部署,為“十四五”末基本實現電化學儲能的商業化奠定條件。他強調,應特別重視需求響應對系統靈活性的貢獻,“十四五”應努力實現需求響應的規?;统B化運行。

    在談到電力系統未來形態時,袁家海預計:“我國大電網建設的頂峰預計在2035年左右到來,此后更多的新能源將以本地開發、本地消納為主。另一個重要時間節點是2050年。為實現2060年碳中和目標,2050年電力系統需要基本實現脫碳。2050年之后,電力系統的形態更多是和交通、供熱、天然氣、氫等多能源多行業的耦合?!?

    根據《報告》可知,“十四五”期間,我國的電力系統靈活性提升主要依靠煤電靈活性改造、新建抽水蓄能等資源。到了“十五五”時期,隨著風光滲透率的進一步提高,短時間尺度和長時間尺度靈活性調節的重要性凸顯,系統靈活性提升主要依靠氣電、抽水蓄能、煤電靈活性改造和需求響應等,儲能和電動汽車V2G作為輔助資源參與靈活性調節。

    “十六五”時期,電力系統靈活性需求將更多樣,包括短時、中時間尺度和長時間尺度,電化學儲能、抽水蓄能、氣電、煤電和需求側資源將共同成為保障電力系統靈活性的主力,其中靈活性提升貢獻主體將為儲能和需求側資源。

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    關鍵字:電力系統

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