新能源促電網(wǎng)變革

姚堯

在中國，新能源和分布式電源已經(jīng)得到快速發(fā)展，但電網(wǎng)卻成了最大阻礙，電網(wǎng)自身的問題亟待改善。

“要改善環(huán)境，促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型就要大力發(fā)展新能源，而要發(fā)展以風(fēng)電和光伏為代表的新能源，就需要電網(wǎng)能夠適應(yīng)這些間歇式電源對電網(wǎng)帶來的沖擊，改變自身服務(wù)電源接入的管理模式?！?014年7月28日，華泰證券電力設(shè)備與新能源行業(yè)分析師鄭丹丹告訴《中國經(jīng)濟(jì)信息》記者。

新能源接入電網(wǎng)的方式主要有二。一種是將分布式電源直接接入35千伏和更低電壓的電網(wǎng)，第二種是將大型風(fēng)電和光電接入110千伏及更高電壓電網(wǎng)。這兩種接入方式都由于新能源的隨機(jī)和間歇特征而對電網(wǎng)造成影響，在輸電和配電領(lǐng)域都需要隨之改變。

以德國為代表的歐洲國家在發(fā)展新能源方面已經(jīng)取得重要進(jìn)展，新能源接入電網(wǎng)已經(jīng)不僅僅是個(gè)技術(shù)問題，而是要形成信息、市場和技術(shù)等多位一體的電力交易系統(tǒng)。

新能源已到來

——拷問電網(wǎng)傳統(tǒng)管理模式

今年入夏以來，為了刺進(jìn)新能源行業(yè)的發(fā)展，一系列風(fēng)電及光伏新政策連續(xù)出臺。2014年6月19日，國家能源局發(fā)布了海上風(fēng)電標(biāo)桿電價(jià)，規(guī)定凡2017年之前投入運(yùn)行的近海和潮間帶項(xiàng)目的上網(wǎng)電價(jià)分別為每千瓦小時(shí)0.85元和0.75元。據(jù)預(yù)測，這樣的電價(jià)將使海上風(fēng)電項(xiàng)目內(nèi)部收益達(dá)12%左右，是極大的利好。

同日，國家能源局還就有關(guān)分布式光伏的問題召開研討會，進(jìn)一步確認(rèn)了今年底前要完成分布式光伏千萬千瓦的裝機(jī)目標(biāo)。為完成這一目標(biāo)，與會者提出將擴(kuò)大分布式定義，除了屋頂項(xiàng)目，可將農(nóng)業(yè)大棚及漁光互補(bǔ)項(xiàng)目等也列入分布式范圍，執(zhí)行地面電站上網(wǎng)電價(jià)政策。

過去十幾年間，中國風(fēng)光等可再生能源發(fā)展迅速，這給電網(wǎng)帶來了一系列挑戰(zhàn)。這其中最突出的問題就是“三北”地區(qū)大型風(fēng)光電站嚴(yán)重的限電問題。

究其原因，據(jù)鄭丹丹分析，是因?yàn)轱L(fēng)電和光伏屬于間歇式能源，其實(shí)際發(fā)電情況受不同時(shí)點(diǎn)的風(fēng)力和光照強(qiáng)度等波動性因素影響。間歇式能源發(fā)電并入電網(wǎng)后，會對電網(wǎng)瞬時(shí)平衡造成一定程度的沖擊。當(dāng)然也有新能源建設(shè)速度超出規(guī)劃，“三北”地區(qū)消納能力也有限，電網(wǎng)入網(wǎng)和遠(yuǎn)距離輸電發(fā)展跟不上等問題。

在分布式電源方面，問題更為突出。據(jù)國家電網(wǎng)公司（下稱，國網(wǎng)）發(fā)展策劃部副主任張正陵介紹，之前地市一級的電網(wǎng)公司工作人員極少處置電源問題。以分布式光伏的審批流程為例，企業(yè)首先要向省級電網(wǎng)公司提出申請，同時(shí)還要取得省發(fā)改委出具的“通行證”，獲得開通許可后，才能開工建設(shè)，最后并網(wǎng)發(fā)電。但分布式光伏業(yè)主又以個(gè)人或小企業(yè)為主，上述手續(xù)對他們來講難度過高。

此外，國家還規(guī)定，自發(fā)自用的分布式光伏屬于自備電廠，這就要征收系統(tǒng)自備費(fèi)，不但需要接受電網(wǎng)的日常調(diào)度，還要向電網(wǎng)調(diào)度中心實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)。這些復(fù)雜的手續(xù)，技術(shù)和管理上的復(fù)雜性，阻礙了分布式光伏的發(fā)展。

國網(wǎng)積極面對

——改善輸配電及儲能設(shè)施

新能源來襲，對國網(wǎng)是巨大挑戰(zhàn)。為了讓新能源順利接入，電網(wǎng)專門為分布式電源及大型地面新能源電站制定了配電和輸電兩套方案。

在輸電方面，如果將大型新能源地面電站直接接入主干輸電網(wǎng)，有可能影響輸電網(wǎng)的安全和傳輸效率，但如果進(jìn)行限電又涉嫌違反《可再生能源法》。為此，國網(wǎng)正在建立一套能夠預(yù)測風(fēng)功率和光功率的系統(tǒng)，這套系統(tǒng)將根據(jù)所在地歷史數(shù)據(jù)，對風(fēng)光電站發(fā)電時(shí)間和功率進(jìn)行提前預(yù)測，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行調(diào)峰準(zhǔn)備。

以“三北”地區(qū)為例，頻繁限電還有另一重要原因，就是當(dāng)?shù)氐南{能力有限，為此國網(wǎng)規(guī)劃了數(shù)條電力外送通道，至今已有“哈密-鄭州”特高壓直流工程投入使用，可有效緩解甘肅新疆等風(fēng)電基地電力外送問題。就在不久前，12條大容量遠(yuǎn)距離輸電項(xiàng)目也獲得了國家認(rèn)可，計(jì)劃于2017年全部投產(chǎn)，這將更大程度上解決一直困擾“三北”地區(qū)的電力外送問題。

在配電方面，分布式電源對電網(wǎng)的管理及建設(shè)提出了最為深刻的挑戰(zhàn)。這主要是因?yàn)橹袊潆娋W(wǎng)的功能都是只對接用戶的，而分布式電源則要求電網(wǎng)即要對接用戶還能對接向電網(wǎng)送電的電源。國網(wǎng)發(fā)展策劃部二處處長黃震說：“從單純對接用戶到有電源，是配電形態(tài)重大改變。”鄭丹丹說：“國網(wǎng)2013年2月發(fā)布《關(guān)于做好分布式電源并網(wǎng)服務(wù)工作的意見》，已不再將分布式電源當(dāng)做常規(guī)電源，并通過一系列標(biāo)準(zhǔn)和細(xì)則的制定，優(yōu)化并網(wǎng)流程，簡化并網(wǎng)手續(xù)，提升效率。”

除了簡化流程，更重要的是配電網(wǎng)要在規(guī)劃建設(shè)和服務(wù)管理等方面進(jìn)行全面改造。有電網(wǎng)內(nèi)部人士介紹，為了讓地市級員工掌握更多分布式電源入網(wǎng)配電知識，國網(wǎng)已經(jīng)對全員進(jìn)行了培訓(xùn)。分布式光伏用戶也不再需要到省級電網(wǎng)公司遞交申請，僅僅在能源主管部門備案，然后就可以直接到所在地電網(wǎng)企業(yè)營業(yè)所直接申請分布式光伏并網(wǎng)了。

此外，為了分布式電源順利入網(wǎng)，國網(wǎng)還在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工工藝上進(jìn)行了規(guī)范。通過對配電網(wǎng)和智能電網(wǎng)加大投入力度，國網(wǎng)正逐步實(shí)現(xiàn)分布式電源“可測、可視、可控”的目標(biāo)。據(jù)國網(wǎng)內(nèi)部人士介紹，國網(wǎng)正在建立一個(gè)自動化配電系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和調(diào)度。國網(wǎng)的目標(biāo)是，打造一種類似互聯(lián)網(wǎng)智能互動平臺，通過用戶智能電表采集的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)用戶、分布式電源和電網(wǎng)的徹底互動。在儲能等前沿技術(shù)方面，國網(wǎng)也在發(fā)力，如果這一技術(shù)獲得突破將解決新能源難題。

借鑒德國經(jīng)驗(yàn)

——提出電網(wǎng)多維發(fā)展思路

中國是新能源領(lǐng)域的后來者，有先行者的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)可資借鑒，德國就是新能源領(lǐng)域的樣板。2030年，德國計(jì)劃將可再生能源占電力供給的比例提高至50%。早先，其也曾通過補(bǔ)貼風(fēng)電、光伏大力推動新能源發(fā)展。但德國在推動智能電網(wǎng)建設(shè)時(shí)，絕不是簡單增加配電網(wǎng)絡(luò)，而是依靠其消化新能源同時(shí)，優(yōu)化用電、配電和發(fā)電，更重要的是努力建設(shè)信息、市場和技術(shù)多位一體的電力交易系統(tǒng)，從而提高效率，節(jié)約資源。

早在5年前，德國有些地區(qū)就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了有一半電力供應(yīng)來自可再生能源。這些地方都需要解決風(fēng)電上網(wǎng)問題，但他們并沒有簡單增加配電網(wǎng)建設(shè)。據(jù)了解，負(fù)責(zé)當(dāng)?shù)靥烊粴狻㈦娏δ茉春碗娦诺然A(chǔ)事業(yè)的公司與德國某研究所合作，對當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)進(jìn)行了系統(tǒng)改造。

在開發(fā)儲存電力的冷卻系統(tǒng)同時(shí)，他們征集了近千戶志愿家庭，將他們的住宅、泳池、水處理設(shè)施與熱電廠、電力供應(yīng)方組成一個(gè)信息通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了對電壓和電流的實(shí)時(shí)監(jiān)測。并建立了電力交易市場，即每周定時(shí)進(jìn)行電力交易。

通過數(shù)年的試運(yùn)行，該系統(tǒng)的用戶在電價(jià)高峰期自覺減少了12%用電量，而這也降低了該系統(tǒng)中電力存儲設(shè)施7%左右的成本。

該系統(tǒng)有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，“這樣做最直接的效果是電壓波動被穩(wěn)定了下來，可再生能源的供應(yīng)得到了正確的預(yù)期，信息、電力、市場的網(wǎng)絡(luò)被融合在了一起?！?/p>

就算取得了這樣的進(jìn)展，德國與中國一樣在智能電網(wǎng)建設(shè)上仍跟不上新能源的進(jìn)度。據(jù)悉，到2015年，德國將有30%電力供應(yīng)來自新能源，解決電壓不穩(wěn)和控制系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)十分迫切。如果電動汽車大量上網(wǎng)，將對電網(wǎng)造成巨大負(fù)擔(dān)，所以智能電網(wǎng)必須加快進(jìn)度。而早在五年前，默克爾政府出臺的政策就更傾向于電力交易及市場等智能電網(wǎng)的建設(shè)，可謂具有先見之明。

德國國際合作機(jī)構(gòu)某能源領(lǐng)域負(fù)責(zé)人表示：“市場是智能電網(wǎng)的前提，只有市場才能讓技術(shù)智能，否則好比電腦只有硬件而沒有軟件?！钡聡艘巡皇菍⒅悄茈娋W(wǎng)看做解決分布式電源入網(wǎng)的問題，而是要建立基于信息和價(jià)格等市場因素的電力交易系統(tǒng)，從而解決從發(fā)電、儲能、一直到電力消費(fèi)的智能化問題。endprint