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追光 | 补贴“关门”,新能源消纳难题怎么破?

        发布时间:2019-12-28 16:38        编辑:北极电力网
  12月25日,国家电网有限公司发布了一份新能源消纳成绩单:2019年,在政府和社会各界共同努力下,国家电网公司经营区新能源利用率再创新高,预计全年新能源利用率达96.8%。
 
  2020年是实现《清洁能源消纳行动计划(2018-2020)》目标的“收官之年”,同时也将迎来新能源“平价时代”到来前的“抢装潮”。在新能源装机占比进一步提升、用电增长持续放缓的大背景下,如何推动新能源高质量发展成为业界关注的话题。新能源消纳是个综合问题,在保障消纳的情况下,决不能丢了安全的前提。如何破局?若将新能源消纳和安全比作一架跷跷板的两端,想在两者之间找到平衡点,科学合理的顶层设计、协调贯通的政策引导至关重要。
 
  装机增长&消费放缓,新能源消纳仍面临较大压力
 
  新能源快速发展是不争的事实。当前,通过大规模开发利用风能、太阳能等新能源,促进能源清洁低碳转型已成全球化趋势,我国已成为世界上最大的能源生产国和消费国,面临着能源需求压力巨大、能源供给制约较多等挑战。
 
  从近期看,受国家补贴政策调整的影响,明后两年分别存在风电和光伏并网补贴“关门”时间。2020年各地并网需求旺盛,新增装机可能大幅增长。从远期看,国家《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》明确提出2020、2030年非化石能源占一次能源消费比重达15%、20%。“十四五”及未来新能源必将持续、大规模增长。据中国科学院测算,2021至2030年,新能源年均新增装机5500万千瓦以上。
 
  青海“绿电15日”为清洁能源更广泛地惠及千家万户提供了“中国样本”。图为青海海南共和光伏产业园区。许天骄摄
 
  在新能源快速发展的同时,与之相伴的,则是消纳难题。一方面,我国正处在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的关键时期。经济增速放缓,其连锁反应是用电需求增长放缓。在这个大背景下,新能源消纳空间增长有限。
 
  另一方面,随着光伏发电、风电补贴降低,“平价上网”时代新能源装机布局变化明显。中东部高电价地区的平价装机新增冲动大,分布式光伏、海上风电、分散式风电发展提速。预计“十四五”中东部海上风电新增装机约1800万千瓦,分布式光伏装机容量主要集中在中东部地区。而由于光伏发电互补特性较弱,各省电网用电负荷在午间时段调峰最为困难,未来中东部地区弃电将成为常态。
 
  电网处于能源生产和消费的中间环节,是能源资源配置的重要平台,承担着消纳新能源的重要任务。转型已成趋势,电网企业正在主动适应和服务能源变革,全面增强资源配置能力、平衡调节能力、开放共享能力,更好地适应能源基地集约开发和新能源、分布式能源、储能、交互式用能设施等大规模并网接入的需要,这将对新能源消纳产生积极影响。
 
  而新能源消纳涉及电源、电网及用电负荷,是个系统性问题。能源生产和消费侧、市场机制等都需作出相应调整。装机增速不减,消纳空间有限,新能源消纳仍需多方共同努力,打开消纳局面。
 
  促进新能源高效利用,安全考量是基本的底线支撑
 
  在党的十九大报告中,习近平总书记强调要树立“安全发展理念”。电网安全关系国家安全、能源安全,更是实现新能源高质量发展、高效率利用的前提。
 
  新能源大规模接入电网,其波动性大、随机性强的特征给电力系统安全带来挑战,需要不断在技术、市场等多方面进行探索,以适应现代能源体系的新特点。
 
  从电网侧看,随着新能源成为新增电源主力,新能源波动性越发明显,电力供应保障难度加大。根据国家电网公司公布的数据,2019年国家电网公司经营区新能源日最大功率波动已超过1亿千瓦,迎峰度夏期间风电出力占负荷的比例最低仅1.5%(装机占比10.6%)。
 
  同时,新能源深刻改变了电源结构,电力系统复杂性不断增加。大规模新能源在故障电压穿越期间的有功、无功响应等特性已成为影响电压、功角甚至频率稳定水平的重要因素,特别是分布式电源在频率、电压波动期间容易连锁脱网,扩大故障影响范围。
 
  从场站侧看,新能源装机单点容量小,集中式场站和分布式系统数量庞大,其网络信息安全也渐成新的安全风险点。
 
  安全责任,重于泰山。对于电网而言,安全是一切工作的前提,是最基本的底线支撑。在复杂的形势下,国家电网公司始终站在保障国家能源安全的高度开展工作,把安全生产放在各项工作的首位,也一直在实践中积累运营特大电网的经验。国家电网公司相关业务负责人表示,未来公司将在电网运行安全、新能源涉网安全、通信网络安全方面加大投入,保障电网安全。
 
  在电网运行安全方面,国家电网公司将着力提升对高占比新能源下的交直流混联电网的管控水平,并鼓励各类市场主体共同支撑电网安全;在新能源涉网安全方面,努力推动新能源涉网性能改造,从接入、并网、运行等各关键环节逐层落实,使新能源符合交直流混联大电网的接入运行条件;在通信网络安全方面,加强电力监控系统安全防护,推进新能源场站监测装置部署。
 
  “推动新能源高质量发展,必须以电力系统安全稳定为前提。”国家电网公司相关业务负责人表示,在多措并举消纳新能源的同时,保障电网安全也是最重要、最基本的考量因素。
 
  新能源健康发展,科学合理的顶层设计是其生命线
 
  新能源的发展离不开国家政策、机制支持。每年发布的新能源电价政策均会引发行业高度关注,电价、发展、消纳相互影响、制约。
 
  政府各部门之间的目标和责任既有机统一,又存在区别,需统筹考虑多方因素。高比例新能源对电力市场机制设计提出新的要求。新能源由于边际成本低、容量成本高,考虑补贴后,在电量市场或现货市场报价中易挤占煤电等常规电源空间。但由于其出力不确定性和运行不稳定性,易形成高占比、高风险运行情景。具体到实际中,制定政策时因地制宜、实事求是,对于促进新能源产业健康发展将具有指导性意义。
 
  相关专家表示,在政策机制层面,制定协调、贯通的政策是新能源健康发展的生命线。市场规则若在设计时仅侧重于鼓励降低运营成本、提高经济效益,就会忽略系统运行备用、稳定和安全,忽视对电网安全有重要支撑作用的常规电源利益,会造成电源发展失衡,影响电网安全稳定运行。
 
  政策的引导是基础,广泛分布在市场中的各类企业,则承担着推动新能源行业健康发展的主体责任。在遵循市场规则下开展的技术创新,成为推动新能源消纳的有力抓手。
 
  今年6月,江苏开山岛智能微电网顺利建成投运,构建起多维高效的清洁能源转化新模式。国网江苏经研院供图
 
  2019年,国家电网公司泛在电力物联网建设带动的新技术应用,在提升新能源消纳水平方面发挥了重要作用。公司通过深度挖掘数据、智能算法等方式,不断优化新能源功率预测模型,提升预测准确度;开发新能源云平台等系统,推动建成“横向协同,纵向贯通”的新能源管理体系,提升新能源管理水平;试点将各类调节资源纳入电网优化调度和实时闭环控制,探索源网荷储多元泛在信息共享方式,提升电网调控新能源能力。
 
  国家电网公司相关业务负责人表示,服务和保障新能源健康持续发展是公司发展的必然需要和基本义务。公司将主动适应能源变革要求,从管理、技术、市场等多方面发力,加强新能源发展科学规划研究,持续推动技术创新,推动构建全国统一电力市场,因地制宜,持续推动完善促进新能源消纳长效机制。
 
  消纳破局,并非单一方努力可得。新能源行业仍前景可期,只有市场里的各类主体通力合、协调发展,新能源行业才能走得更稳、走得更远,在推动能源变革中发挥更大的作用。

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