甘肅風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)峰政策建議

鄭晶晶，楊 勇，杜培東，韓永軍

(國網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院，甘肅蘭州730050)

甘肅風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)峰政策建議

鄭晶晶，楊 勇，杜培東，韓永軍

(國網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院，甘肅蘭州730050)

甘肅風(fēng)電發(fā)展所面臨的這一難題，目前還沒有成功的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。為破解甘肅風(fēng)電消納這一現(xiàn)實(shí)難題，需要多方通力合作，并提出有建設(shè)性的解決方案，為甘肅風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展找到切實(shí)可行的出路。通過研究，提出了“以電源建設(shè)、電網(wǎng)建設(shè)為物理基礎(chǔ)，以市場(chǎng)建設(shè)、制度建設(shè)為突破口”的解決思路。

政策建議;結(jié)構(gòu);風(fēng)電消納;需求側(cè)管理、低碳經(jīng)濟(jì)

0 引言

截止2012年底，甘肅風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到了647.9萬kW，根據(jù)《甘肅酒泉千萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地規(guī)劃報(bào)告》，2020年前風(fēng)電總裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到1271萬kW。2012年，甘肅電網(wǎng)年度售電口徑、調(diào)度日?qǐng)?bào)口徑日最大用電負(fù)荷分別為11518MW、10819MW，增長率分別為3.78%、2.58%。全年日最大峰谷差2444MW，增長率9.4%。平均峰谷差1560.5MW，增長率10.83%。2011年，風(fēng)電棄風(fēng)限電比例在20%以上，棄風(fēng)嚴(yán)重的主要原因是由于負(fù)荷水平不足，系統(tǒng)調(diào)峰困難。

甘肅風(fēng)電發(fā)展所面臨的這一難題，目前還沒有成功的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。為破解甘肅風(fēng)電消納這一現(xiàn)實(shí)難題，需要多方通力合作，并提出有建設(shè)性的解決方案，為甘肅風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展找到切實(shí)可行的出路。

1 豐富電源結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)風(fēng)電發(fā)展

(1)明確風(fēng)電場(chǎng)的具體消納市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃布局與其消納市場(chǎng)相統(tǒng)籌。國家及地方主管部門在制定風(fēng)電規(guī)劃時(shí)，應(yīng)明確風(fēng)電項(xiàng)目的具體消納市場(chǎng)。即使是分散開發(fā)，隨著開發(fā)規(guī)模的不斷增加特別是開發(fā)速度過快，也可能造成部分年份難以消納，解決之道在于或擴(kuò)大消納市場(chǎng)范圍，或適度控制開發(fā)進(jìn)度，這些應(yīng)在規(guī)劃中予以具體明確［1］。

(2)明確風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)的具體電網(wǎng)項(xiàng)目，具體實(shí)現(xiàn)風(fēng)電規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃相統(tǒng)籌。

(3)明確風(fēng)電調(diào)峰調(diào)頻方案和具體電源項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電規(guī)劃與電源規(guī)劃相統(tǒng)籌。風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模需要與其他電源的調(diào)節(jié)能力以及系統(tǒng)調(diào)峰電源的規(guī)模相匹配，才能更好的消納，所以國家主管部門在研究制定風(fēng)電規(guī)劃過程中，既應(yīng)根據(jù)電源規(guī)劃等來確定中長期總量目標(biāo)和具體布局，又應(yīng)清晰明確電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻電源規(guī)模及其具體布局。

2 積極開辟外送通道，促進(jìn)省內(nèi)風(fēng)電消納

(1)積極開拓甘肅電網(wǎng)電力外送市場(chǎng)，打通物理“硬通道”及市場(chǎng)“軟通道”。建議甘肅省內(nèi)消納的風(fēng)電電量按照標(biāo)桿電價(jià)執(zhí)行，外送電量按照成本+合理利潤重新核算，這樣可以降低風(fēng)電外送的價(jià)格壁壘，增加風(fēng)電資源在終端市場(chǎng)的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。有關(guān)部門制定跨省跨區(qū)輸電定價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，考慮到風(fēng)電等大型可再生能源基地的地域分布特點(diǎn)及大規(guī)模外送的需要，在保證相關(guān)電網(wǎng)企業(yè)基本利益的前提下，盡可能降低風(fēng)火打捆外送的跨省跨區(qū)輸電價(jià)格，提高外送電能在終端市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力［3－8］。

(2)加快低碳能源消納機(jī)制建設(shè)，在國家平臺(tái)實(shí)現(xiàn)甘肅風(fēng)電消納。低碳能源消納機(jī)制(Low Carbon Energy Utilization Mechanism，LCEUM)的基本理念源自于可再生能源配額制，目標(biāo)是在電力行業(yè)內(nèi)建立起一個(gè)以市場(chǎng)為基礎(chǔ)、可操作性強(qiáng)的低碳能源鼓勵(lì)性政策，為全國性的風(fēng)電等低碳能源消納，提供制度保障與市場(chǎng)交易平臺(tái)。

(3)“風(fēng)火水打捆”外送，實(shí)現(xiàn)不同電源類型的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性互補(bǔ)。西北地區(qū)能源資源豐富、電源構(gòu)成多樣化，不同省區(qū)有著各自的資源分布優(yōu)勢(shì)，水電資源主要在青海、甘肅，尤其是黃河中上游梯級(jí)水電站，具有強(qiáng)大的調(diào)節(jié)能力，風(fēng)電主要在甘肅與新疆，火電主要分布于新疆、陜西、寧夏，省間電能資源季節(jié)性、時(shí)段性互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)明顯，潛力十分巨大［9］。因此，西北區(qū)域各省區(qū)電網(wǎng)特性的互補(bǔ)性與聯(lián)合運(yùn)行的自然需求，決定了不同省區(qū)、不同類型、不同成本電價(jià)以及不同特性的電力資源打捆外送是西北各省區(qū)電力送出的必然選擇。

3 積極發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，探索新技術(shù)應(yīng)用，形成甘肅省低碳產(chǎn)業(yè)鏈

(1)推廣電動(dòng)汽車技術(shù)，平衡風(fēng)電出力波動(dòng)。含有分布式移動(dòng)儲(chǔ)能單元的電動(dòng)汽車具有與大電網(wǎng)互補(bǔ)、可緩解電網(wǎng)供電緊張和提高電網(wǎng)可靠性等優(yōu)點(diǎn)。電動(dòng)汽車動(dòng)力電池移動(dòng)儲(chǔ)能最大的優(yōu)勢(shì)是，當(dāng)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行后，電動(dòng)汽車動(dòng)力電池移動(dòng)儲(chǔ)能可以通過充放電控制平抑風(fēng)電的波動(dòng)，由此可提高電力系統(tǒng)的風(fēng)電接納能力［10］。

(2)引入風(fēng)電下游產(chǎn)業(yè)群，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電就地消納。超前謀劃，以風(fēng)電發(fā)展為契機(jī)，以產(chǎn)業(yè)延伸為紐帶，以項(xiàng)目聚集為載體，以區(qū)域布局為依托，充分利用豐富的電能資源，推進(jìn)企業(yè)與風(fēng)電聯(lián)姻。利用國家鼓勵(lì)風(fēng)電發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策，引入發(fā)展風(fēng)電直接應(yīng)用的行業(yè)和產(chǎn)業(yè)，打包一批非并網(wǎng)直供項(xiàng)目，變限制類為鼓勵(lì)類核準(zhǔn)，重點(diǎn)發(fā)展適應(yīng)風(fēng)電波動(dòng)、高附加值的太陽能級(jí)硅材料、半導(dǎo)體級(jí)硅材料、石英制品等產(chǎn)業(yè)、適度發(fā)展硅鐵、鉻鐵、錳鐵、釩鐵等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，形成配套產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展的能源產(chǎn)業(yè)集群，就地消納部分電能，降低輸電成本和企業(yè)用電成本，減輕甘肅風(fēng)電大規(guī)模外送壓力。

(3)探索大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用，開展風(fēng)電儲(chǔ)能示范項(xiàng)目建設(shè)。風(fēng)電、太陽能發(fā)電自身所固有的隨機(jī)性、間歇性特征，決定了其規(guī)?；l(fā)展必然會(huì)對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰和系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來顯著影響，必須有先進(jìn)的儲(chǔ)能技術(shù)作支撐。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)與風(fēng)電場(chǎng)相結(jié)合，根據(jù)風(fēng)電功率的波動(dòng)情況和功率平抑目標(biāo)，控制電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電狀態(tài)，準(zhǔn)確快速地補(bǔ)償系統(tǒng)所需的有功功率和無功功率，平滑風(fēng)電功率波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影響，改善并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)的電能質(zhì)量，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，增加風(fēng)電功率的穿透極限和優(yōu)化電網(wǎng)的電源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)風(fēng)力發(fā)電更好更快的健康發(fā)展。

4 推進(jìn)電力市場(chǎng)建設(shè)，加強(qiáng)需求側(cè)管理，促進(jìn)可再生能源高效利用

(1)建立健全發(fā)電側(cè)峰谷電價(jià)機(jī)制，提高常規(guī)電源參與調(diào)峰的積極性。發(fā)電側(cè)峰谷分時(shí)電價(jià)在一定程度上反映了峰谷負(fù)荷下的發(fā)電成本，同時(shí)，利用價(jià)格的杠桿作用，可有效調(diào)節(jié)峰谷時(shí)段的供求關(guān)系。在負(fù)荷低谷時(shí)段，可適當(dāng)降低上網(wǎng)電價(jià)，引導(dǎo)火電水電等常規(guī)電源降低負(fù)荷，為風(fēng)電上網(wǎng)創(chuàng)造空間，峰荷時(shí)段可適當(dāng)增加電價(jià)水平，一方面彌補(bǔ)常規(guī)發(fā)電機(jī)組低谷時(shí)段降負(fù)荷運(yùn)行造成的損失，另一方面可激勵(lì)其積極參與調(diào)峰，滿足高峰時(shí)段的負(fù)荷供給［11］。

(2)制定合理的銷售側(cè)峰谷分時(shí)電價(jià)，引入電價(jià)聯(lián)動(dòng)機(jī)制，緩解大規(guī)模風(fēng)電接入的調(diào)峰壓力。建議甘肅省充分調(diào)研，獲取大量電力用戶數(shù)據(jù)，按照用戶類別確定電力用戶的電量電價(jià)彈性，結(jié)合大規(guī)模風(fēng)電接入后系統(tǒng)等效負(fù)荷特性，以需求彈性為依據(jù)，以效益為準(zhǔn)繩，分類制定各類用戶的峰谷分時(shí)電價(jià)，同時(shí)考慮用戶的用電習(xí)慣和系統(tǒng)負(fù)荷特性，科學(xué)地劃分峰谷時(shí)段，充分發(fā)揮峰谷電價(jià)的經(jīng)濟(jì)杠桿作用，盡可能減少電力系統(tǒng)調(diào)峰電源建設(shè)投資。同時(shí)，探索發(fā)電側(cè)、供電側(cè)電價(jià)聯(lián)動(dòng)機(jī)制，能使發(fā)、供電成本在電力生產(chǎn)鏈上及時(shí)傳遞，鼓勵(lì)發(fā)電商與用戶自覺調(diào)整生產(chǎn)消費(fèi)計(jì)劃，維持系統(tǒng)內(nèi)供需的平衡。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上挖掘調(diào)峰潛力，高效率利用目前的電力資源，從源頭上緩解風(fēng)電大規(guī)模接入的調(diào)峰壓力。

(3)推行高載能用戶錯(cuò)峰峰谷電價(jià)，引導(dǎo)高載能用戶有序用電。建議開展高載能用戶錯(cuò)峰峰谷電價(jià)試點(diǎn)項(xiàng)目，通過減少峰時(shí)段執(zhí)行次數(shù)和持續(xù)時(shí)間，降低高載能用戶參與調(diào)峰的成本，提高用戶參與調(diào)峰的積極性。探索以選擇權(quán)為基礎(chǔ)的市場(chǎng)化錯(cuò)峰電價(jià)決策機(jī)制，在該模式下，電力零售商可以通過機(jī)制設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出多種錯(cuò)峰峰谷電價(jià)選項(xiàng)供用戶選擇，極大的增加了用戶選擇的自由度。

(4)可中斷負(fù)荷與常規(guī)電源備用容量協(xié)調(diào)調(diào)度，增加風(fēng)電消納能力。作為需求側(cè)管理中的一項(xiàng)重要措施，可中斷負(fù)荷(Interruptible Load，IL)具有較快的響應(yīng)速度，能有效調(diào)動(dòng)用戶互動(dòng)積極性，參與到含可再生能源系統(tǒng)調(diào)控中來，實(shí)現(xiàn)以較小的經(jīng)濟(jì)代價(jià)維持有功供需平衡。

可中斷負(fù)荷的補(bǔ)償可以采用需求側(cè)競(jìng)價(jià)機(jī)制和合作博弈效益分配機(jī)制，前者屬于事前補(bǔ)償，后者屬于事后補(bǔ)償。合作博弈補(bǔ)償按照各參與方對(duì)調(diào)峰效益的邊際貢獻(xiàn)分配各方應(yīng)獲補(bǔ)償，看似為理想的補(bǔ)償辦法，但實(shí)際操作缺難度很大，需要精確的計(jì)算出調(diào)峰過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的成本和效益，并且由于是事后補(bǔ)償，難以調(diào)動(dòng)用戶參與調(diào)峰的積極性。而需求側(cè)競(jìng)價(jià)機(jī)制對(duì)數(shù)據(jù)的要求低，同時(shí)高載能用戶較多，能夠產(chǎn)生良性的競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)價(jià)調(diào)度的原則有助于有效傳遞市場(chǎng)信息，正確揭示價(jià)格、披露風(fēng)險(xiǎn)。建議在實(shí)施過程中首先采用需求側(cè)競(jìng)價(jià)機(jī)制。

(5)密切關(guān)注調(diào)峰用戶行業(yè)發(fā)展情況，適時(shí)做出政策調(diào)整。建議密切關(guān)注高載能行業(yè)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，結(jié)合大規(guī)模風(fēng)電接入后調(diào)峰容量的缺口情況，調(diào)整高載能用戶參與調(diào)峰的補(bǔ)償費(fèi)率，使補(bǔ)償費(fèi)用能覆蓋由于參與調(diào)峰造成的高載能用戶的損失。適時(shí)調(diào)整用戶參與調(diào)峰補(bǔ)償政策，調(diào)動(dòng)高載能用戶參與調(diào)峰的積極性，增加新能源在電能消費(fèi)中的比重，真正做到“高耗能‘向’高載能”的轉(zhuǎn)變。

(6)探索發(fā)、用電權(quán)交易機(jī)制，提高資源配置效率。用電權(quán)交易指各電力用戶根據(jù)自身需求，按照一定規(guī)則對(duì)用電權(quán)進(jìn)行交易，實(shí)現(xiàn)電能使用在用戶之間的自調(diào)整。交易模式可借鑒發(fā)電權(quán)交易，具有單位能耗GDP由高到低、缺電損失由小到多的方向性。用電權(quán)交易下開展電力用戶互濟(jì)是合理解決限電問題，促進(jìn)有序用電，以市場(chǎng)手段優(yōu)化配置資源、完善需求側(cè)市場(chǎng)的有效方式。用電權(quán)交易還可作為負(fù)荷調(diào)度的一種簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)方式，為風(fēng)電等間歇性電源并網(wǎng)提供備用，保證電力平衡并維持系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

(7)開展輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)，提高輔助服務(wù)資源配置效率。備用輔助服務(wù)是電力系統(tǒng)的重要特征之一，關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行與可靠性。許多發(fā)達(dá)國家已將備用輔助服務(wù)從電量交易市場(chǎng)中分離出來，建立了獨(dú)立競(jìng)價(jià)的備用市場(chǎng)，與電量交易市場(chǎng)并行。對(duì)建立備用市場(chǎng)競(jìng)價(jià)模式的建議如下:需要建立與電量市場(chǎng)獨(dú)立運(yùn)行的備用市場(chǎng)，通過備用的單獨(dú)報(bào)價(jià)，體現(xiàn)其市場(chǎng)價(jià)值，為市場(chǎng)成員提供經(jīng)濟(jì)信號(hào)。建立與電量市場(chǎng)協(xié)調(diào)組織的備用市場(chǎng)競(jìng)價(jià)模式，在保證公平性的前提下，實(shí)現(xiàn)對(duì)市場(chǎng)中各類商品購買計(jì)劃的綜合優(yōu)化。

5 結(jié)語

按照風(fēng)電規(guī)劃的發(fā)展速度，加之其他可再生能源的接入，對(duì)系統(tǒng)調(diào)峰能力要求越來越高，而甘肅省內(nèi)電力需求的發(fā)展速度難以滿足對(duì)新能源消納的要求。面對(duì)節(jié)能減排的新要求，如何采取措施、有效消納省內(nèi)豐富的風(fēng)能等新能源，將資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，成為甘肅電網(wǎng)迫在眉睫的現(xiàn)實(shí)難題。下一步在更大范圍開展實(shí)證研究，不斷探索和完善用戶參與調(diào)峰運(yùn)行模式和方法，并積極爭(zhēng)取國家科技部門的支持，深入開展研究工作。

［1］程路，白建華，賈德香，等.國外風(fēng)電并網(wǎng)特點(diǎn)及對(duì)我國的啟示［J］.中外能源，2011(6):30－34.

［2］孫元章，吳俊，李國杰.風(fēng)力發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2007，31(20):55－62.

［3］裴哲義，董存，辛耀中我國風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行最新進(jìn)展［J］.中國電力，2010，43(11):78－82.

［4］朱柯丁，宋藝航，譚忠富，等.中國風(fēng)電并網(wǎng)現(xiàn)狀及風(fēng)電節(jié)能減排效益分析［J］.中國電力，2011，44(6):67－70.

［5］徐國豐.風(fēng)電并網(wǎng)消納機(jī)制及可靠性穩(wěn)定性問題研究［D］.杭州:浙江大學(xué)，2012.

［6］王曉峰.東北電網(wǎng)風(fēng)電消納能力研究［D］.北京:華北電力大學(xué)，2011.

［7］凡鵬飛，張粒子，謝國輝.充裕性資源協(xié)同參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)的風(fēng)電消納能力分析模型［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2012，36(5):51－56.

［8］武俊芳，關(guān)蕾.可再生能源電能消納市場(chǎng)模式研究［J］.生產(chǎn)力研究，2009(24):87－88.

［9］王鵬，任沖，彭明僑.西北電網(wǎng)風(fēng)電調(diào)度運(yùn)行管理研究［J］.電網(wǎng)與清潔能源，2009(11):80－84.

［10］徐瑋，楊玉林，李政光.甘肅酒泉大規(guī)模風(fēng)電參與電力市場(chǎng)模式及其消納方案［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2010(6):71－76.

［11］孫元章，吳俊，李國杰.風(fēng)力發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2007，31(20):55－62.

The policy suggestions of wind power grid peak shaving in Gansu

Wind power development in gansu province are facing this problem，there is no successful experience for reference.Of gansu wind power given the reality of problem，need cooperation，“multi－pronged，multiple measures simultaneously”and multi－dimensional thinking and put forward the constructive solution，for the wind power industry in gansu province health，sustainable development to find the feasible way.Through research，it puts forward“on the physical basis of power construction，power grid construction，market construction，system construction as the breakthrough point”solution.

policy suggestions;structure;wind power given;demand side management;low carbon economy

TK81

B

1674－8069(2016)04－050－03

2016-01-25;

2016-02-21

鄭晶晶(1981-)，女，山東人，本科，高級(jí)工程師，從事電網(wǎng)無功和電能質(zhì)量分析工作。E－mail:jingjing110@126.com