隨著能源結(jié)構清潔化轉(zhuǎn)型的持續(xù)推進，以及負荷側(cè)波動性的增加，電力系統(tǒng)的平衡特征和方式正在發(fā)生深刻變化，維持系統(tǒng)平衡的難度不斷加大，系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源缺乏的問題日益凸顯。

     “十三五”期間，我國新能源發(fā)電裝機規(guī)模保持快速增長，電力系統(tǒng)的靈活性建設則相對滯后，源網(wǎng)荷各環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)能力有待進一步提升。“十四五”期間，新能源裝機規(guī)模快速增長和負荷峰谷差持續(xù)拉大將成為趨勢，應進一步提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力建設，滿足經(jīng)濟社會發(fā)展和能源轉(zhuǎn)型的需求。

     電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力仍待提升

     ●電源側(cè)調(diào)節(jié)能力建設較慢

     煤電靈活性改造方面，截至2019年年底，“三北”地區(qū)約5800萬千瓦機組完成靈活性改造，不到規(guī)劃目標的30%。天然氣發(fā)電方面，“十三五”期間天然氣發(fā)電裝機增長緩慢，新增燃氣電站主要分布在價格承受能力較強的北京、上海、江蘇、浙江和廣東等地。抽水蓄能方面，截至2019年年底，我國抽水蓄能裝機規(guī)模達3029萬千瓦，占電源總裝機的1.5%，比規(guī)劃目標低900萬千瓦。

     ●電網(wǎng)側(cè)資源配置平臺作用尚未充分發(fā)揮

     “十三五”是電網(wǎng)跨省跨區(qū)送電通道建設高峰期。截至2019年年底，全國跨省跨區(qū)輸電能力達2.6億千瓦，預計到2020年年底達2.8億千瓦，基本實現(xiàn)國家規(guī)劃目標。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，跨省跨區(qū)清潔能源消納常面臨受端市場對外來電曲線和價格的高要求。雙方關于調(diào)峰需求難以達成一致，跨省區(qū)跨通道運行曲線存在較大優(yōu)化空間。

     ●需求側(cè)參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)的潛力待進一步挖掘

     “十三五”期間，我國需求響應取得了較大進展，但目前需求側(cè)響應主要以“削峰”為主，集中在迎峰度夏、迎峰度冬等特定時段，轉(zhuǎn)移負荷“填谷”能力不足。實時電價機制尚未建立，現(xiàn)行峰谷電價存在價差和峰谷時段劃分調(diào)整不及時等問題，難以充分引導用電行為。

     “十四五”能源發(fā)展趨勢對系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提出更高要求

     ●經(jīng)濟社會的發(fā)展需要電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提升

     “十四五”我國電力需求將持續(xù)增加，預計2025年全社會用電量將達9.8萬億千瓦時，對電源建設仍有較大需求。同時，隨著我國進入新發(fā)展階段，產(chǎn)業(yè)結(jié)構由中低端向中高端提升是長期趨勢，我國用電側(cè)峰谷差將隨之擴大，對調(diào)節(jié)性電源建設的需求將持續(xù)增加。

     ●能源電力發(fā)展對電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提出迫切需求

     新能源發(fā)電具有隨機性和波動性，多呈現(xiàn)“反調(diào)峰特性”。新能源機組大規(guī)模替代常規(guī)發(fā)電機組使電力系統(tǒng)總體慣量不斷減小，容易影響全網(wǎng)頻率穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定。此外，在技術標準、操作規(guī)范、運行經(jīng)驗等方面，國內(nèi)核電機組還無法參與系統(tǒng)調(diào)峰，未來核電的發(fā)展將給電網(wǎng)帶來更大調(diào)峰壓力。

     ●全面深化改革為靈活調(diào)節(jié)電源發(fā)展提供良好環(huán)境

     “十四五”電力市場化改革的重點之一就是公平公正地維護市場體系中各個主體的市場利益，促進靈活性資源的效益在電力系統(tǒng)中得到充分體現(xiàn)和利用。

     混合所有制改革將為靈活調(diào)節(jié)資源發(fā)展注入活力。“十四五”期間，電力企業(yè)不再是電力系統(tǒng)靈活性資源投資的唯一主體，煤電靈活性改造、抽水蓄能等靈活性資源將吸引更多社會資本和各類市場主體投資。

     ●科學技術創(chuàng)新為電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提供多元化發(fā)展路徑

     從電源側(cè)來看，與電網(wǎng)間實現(xiàn)友好發(fā)展是新能源技術的趨勢。一方面，新能源發(fā)電功率預測正向高精度、高分辨率、中長期時間尺度方向發(fā)展，將降低新能源出力預測的不確定性給電網(wǎng)運行帶來的風險；另一方面，虛擬同步機技術能模擬同步發(fā)電機的有功調(diào)頻及無功調(diào)壓等特性，增加系統(tǒng)慣性，提升風電、光伏發(fā)電上網(wǎng)的穩(wěn)定性。

     從電網(wǎng)側(cè)來看，柔性直流輸電、靈活交流輸電等技術能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)功率快速、靈活調(diào)節(jié)，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，解決送端電壓波動、受端頻率系數(shù)降低和換相失敗等問題；大電網(wǎng)調(diào)度控制技術將提高系統(tǒng)運行信息的全面性、快速性和準確性，提高新能源全網(wǎng)統(tǒng)一消納水平。

     從需求側(cè)來看，數(shù)字技術與需求側(cè)管理深度融合，一方面可以優(yōu)化存量資源，通過改變傳統(tǒng)“以下達指令”為主的調(diào)控模式提升需求側(cè)響應的質(zhì)量；另一方面可以挖掘增量資源，通過聚合用戶側(cè)新能源汽車和分布式儲能并實施有序管理，使海量的分散式資源也能參與電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)。

     多方面入手讓未來電力系統(tǒng)更靈活

     結(jié)合我國經(jīng)濟社會發(fā)展需求和能源轉(zhuǎn)型的趨勢，未來提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力應從哪些方面入手？

     ●電源側(cè)重點舉措

     一是提高煤電機組靈活調(diào)節(jié)能力。對于存量機組，持續(xù)推進靈活性改造，推進“十三五”規(guī)劃明確的、尚未完成改造的煤電機組在“十四五”期間加快改造，其他煤電機組能改盡改。

     二是加快開發(fā)抽水蓄能電站。重點推動目前已開工的抽水蓄能項目投產(chǎn)運行，盡早發(fā)揮系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用；考慮把有條件改造的水電站建成混合式抽水蓄能電站，作為常規(guī)抽水蓄能電站的有益補充。

     三是氣價承受能力強、煤電建設受控的負荷中心持續(xù)加大氣電建設力度。華北、華東地區(qū)在滿足電力增長和用熱需求的基礎上，提供一定的調(diào)峰支援。

     ●電網(wǎng)側(cè)重點舉措

     “十四五”期間應加強電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度，促進靈活性資源在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)優(yōu)化配置，在送端地區(qū)調(diào)節(jié)能力不足時及時優(yōu)化調(diào)整送電曲線。

     ●需求側(cè)重點舉措

     東北和西北地區(qū)需求側(cè)響應的重點是高載能產(chǎn)業(yè)。高載能負荷對電價的敏感度高，具備較大靈活運行的空間。“三華”地區(qū)需求側(cè)響應的重點是新能源汽車等分布式能源，合理的價格信號可以吸引海量的分布式能源用戶參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)。

     另一層面，需要在源網(wǎng)荷儲協(xié)同發(fā)展層面開展布局優(yōu)化和市場建設，并深化研究靈活性資源效益形成機制，為電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力建設提供保障。

     一是各利益相關方共同承擔系統(tǒng)為滿足新能源高效利用所增加的系統(tǒng)成本。為配合新能源波動而附加的靈活性資源成本顯著上升，建議根據(jù)“誰受益，誰承擔”原則，合理分攤新能源接入后所增加的系統(tǒng)成本。

     二是建立煤電靈活性改造的配套機制。因地制宜推廣成熟的改造技術，建立適應市場化進程的煤電機組調(diào)峰補償機制和調(diào)峰輔助服務成本分攤機制。

     三是完善跨省跨區(qū)調(diào)峰輔助服務市場機制。建立健全對資源優(yōu)化配置發(fā)揮決定性作用的電力市場體系，持續(xù)推動跨省跨區(qū)調(diào)峰輔助服務市場機制建設，打破省間壁壘，更好地發(fā)揮“大電網(wǎng)、大市場”作用。

     四是引導用戶側(cè)資源參與調(diào)節(jié)。明確政府、電力企業(yè)、用戶責任，形成用戶側(cè)資源利用的頂層設計和相關規(guī)范，完善基礎設施建設，提升用戶側(cè)資源管理水平；加大對實時需求響應的支持力度，鼓勵引導大工業(yè)用戶參與實時需求響應改造。

     五是鞏固完善抽水蓄能電站“兩部制”價格形成機制。將容量電費納入電力市場輔助服務費用并向用戶側(cè)疏導，將電量電費通過電能量市場回收。

     六是運用數(shù)字化技術推動源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)運行。統(tǒng)籌加強源網(wǎng)荷儲大數(shù)據(jù)建設，基于統(tǒng)一平臺實現(xiàn)源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)與數(shù)字化技術廣泛共享，通過虛擬電廠、基于車聯(lián)網(wǎng)的綠電交易等激發(fā)電力用戶在調(diào)峰等方面的潛力，推動各方共同提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。

     （作者單位：國網(wǎng)能源研究院有限公司）

文章來源：北極星電力網(wǎng)