東部地區(qū)間歇性電源發(fā)展新趨勢及經(jīng)濟(jì)消納

摘要：隨著國家大力推進(jìn)清潔能源建設(shè)，東部地區(qū)間歇性電源迎來快速發(fā)展，呈現(xiàn)出風(fēng)電上網(wǎng)電量占比較高、光伏電站漸成主角、局部地區(qū)領(lǐng)先發(fā)展等新趨勢。大量間歇性電源的并網(wǎng)接入除了直接影響供電公司的售電量、售電收入和利潤總額以外，對電網(wǎng)規(guī)劃、運(yùn)行和檢修也帶來影響。文章對東部地區(qū)間歇性電源發(fā)展新趨勢及經(jīng)濟(jì)消納進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：東部地區(qū)；間歇性電源；發(fā)展趨勢；經(jīng)濟(jì)消納；清潔能源建設(shè)；光伏電站 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM71 文章編號：1009-2374（2016）23-0086-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.23.041

隨著綠色發(fā)展理念在全球逐漸深入人心，清潔能源的開發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段，這在資源稟賦相對不足的中國東部地區(qū)體現(xiàn)得更為明顯。本文擬探討的清潔能源重點(diǎn)指核能以外包括風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電在內(nèi)的間歇性電源。實(shí)際上，在風(fēng)力發(fā)電依舊保持快速穩(wěn)健增長的同時(shí)，自2012年10月國家電網(wǎng)公司發(fā)布《關(guān)于做好分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)服務(wù)工作的意見》后，國內(nèi)的光伏發(fā)電迅速迎來井噴式的快速發(fā)展階段。2015年以來，東部地區(qū)間歇性電源發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的新趨勢，有必要對這些新的趨勢特征進(jìn)行梳理，深入分析其對供電公司各方面的影響，并提出經(jīng)濟(jì)消納的實(shí)現(xiàn)途徑。

1 東部地區(qū)間歇性電源發(fā)展新趨勢

1.1 風(fēng)電發(fā)展有一定規(guī)律性，上網(wǎng)電量占比較高

筆者曾以浙江省電力公司為例，在《供電公司如何實(shí)現(xiàn)間歇性電源的經(jīng)濟(jì)消納》一文中指出，2010～2014年浙江省風(fēng)電裝機(jī)容量從24.917萬千瓦增長到72.992萬千瓦，增幅達(dá)196%，并據(jù)此進(jìn)行擬合推演，得到2015～2018年風(fēng)電裝機(jī)容量規(guī)模，結(jié)論是風(fēng)電裝機(jī)容量仍會保持較快增長。需要強(qiáng)調(diào)的是，與光伏發(fā)電相比，風(fēng)電上網(wǎng)電量的占比明顯高出很多。表1以嘉興供電公司2015年全年數(shù)據(jù)為例，展示了風(fēng)電上網(wǎng)電量與光伏上網(wǎng)電量占比的對比。從表1可以看出，光伏發(fā)電上網(wǎng)電量的平均占比為23.8%，而風(fēng)電上網(wǎng)電量的平均占比則高達(dá)96.74%。

1.2 光伏發(fā)電高歌猛進(jìn)，光伏電站漸成主角

在國家及地方政府的多重刺激下，東部地區(qū)光電裝機(jī)容量雖然總體上稍稍慢于相關(guān)規(guī)劃，但未來幾年仍將繼續(xù)呈現(xiàn)高歌猛進(jìn)的增長態(tài)勢，其中值得重視的新趨勢是光伏電站漸成為主角。此前無論是相關(guān)規(guī)劃還是建設(shè)單位，普遍認(rèn)為東部地區(qū)光電的主要形式是分布式光伏發(fā)電且因?yàn)榱己玫奈蓓斮Y源較為稀缺等客觀原因，對東部地區(qū)分布式光伏發(fā)電的前景抱有一定的懷疑態(tài)度。但在省、市、縣三級補(bǔ)貼模式的驅(qū)動下，光伏投資正從傳統(tǒng)的屋頂向漁光互補(bǔ)、荒山開發(fā)轉(zhuǎn)變，小型光伏電站漸成主角（盡管具體光伏項(xiàng)目有時(shí)還冠以分布式光伏的名義），與此相應(yīng)的則是光伏上網(wǎng)電量從無到有、從少到多。以嘉興供電公司為例，2013年10月底，光伏裝機(jī)容量達(dá)到81.8MW，此前累計(jì)發(fā)電量1009.9萬千瓦時(shí)全部屬于自發(fā)自用；2014年底，光伏裝機(jī)容量達(dá)到226.3MW，全年發(fā)電量11095萬千瓦時(shí)，上網(wǎng)電量1881.5萬千瓦時(shí)，上網(wǎng)電量為發(fā)電量的16.96%；2015年底，光伏裝機(jī)容量達(dá)到624.8MW，全年發(fā)電量42014.5萬千瓦時(shí)，上網(wǎng)電量9999.3萬千瓦時(shí)，上網(wǎng)電量為發(fā)電量的23.80%。

1.3 局部地區(qū)領(lǐng)先發(fā)展，相關(guān)影響不容忽視

筆者曾撰文指出，浙江省2014年底風(fēng)電和光電發(fā)電量占全社會用電量的比例為0.44%，2018年這一比例將達(dá)到2.5%左右。但從總體上看，局部地區(qū)存在領(lǐng)先發(fā)展的問題，同樣以嘉興供電公司為例，2015年風(fēng)電發(fā)電總量為12034.87萬千瓦時(shí)，光伏發(fā)電總量為42014.45萬千瓦時(shí)，而全社會用電量為4133515.5萬千瓦時(shí)，風(fēng)電與光伏發(fā)電總量已經(jīng)占到全社會用電量的1.31%，對供電公司經(jīng)營管理產(chǎn)生了不容忽視的影響，需要盡早籌劃相應(yīng)的對策。

2 間歇性電源發(fā)展新趨勢對供電企業(yè)的影響

風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電等間歇性電源快速發(fā)展有利于整個(gè)社會的可持續(xù)發(fā)展，對供電企業(yè)的日常運(yùn)行和經(jīng)營管理帶來一系列新挑戰(zhàn)。其突出影響首先直接體現(xiàn)在減少供電企業(yè)的售電量、售電收入、利潤總額，此前相關(guān)研究已有涉及，筆者也曾以國網(wǎng)浙江省電力公司為例，將研究場景分為居民用戶、工業(yè)用戶、商業(yè)用戶3個(gè)典型場景，并對3個(gè)場景設(shè)置不同的比例進(jìn)行分析，這里不再贅述，僅就其對電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)運(yùn)行、電網(wǎng)檢修的影響加以必要的說明。

2.1 間歇性電源發(fā)展新趨勢對電網(wǎng)規(guī)劃的影響

能否準(zhǔn)確預(yù)測負(fù)荷是做好配網(wǎng)規(guī)劃工作的前提。大量間歇性電源發(fā)電并網(wǎng)，尤其是上網(wǎng)電量逐漸增加，增加了其所在地區(qū)的負(fù)荷預(yù)測難度，改變了原來的負(fù)荷增長方式。由于間隙性電源的不穩(wěn)定性，將極大地增加配網(wǎng)規(guī)劃、電源布點(diǎn)等相關(guān)工作的難度，并對配網(wǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深刻影響，具體涉及到電壓調(diào)整、無功平衡和繼電保護(hù)等一系列綜合性問題，這些問題會不同程度地影響到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)問題是，大量間歇性電源發(fā)電并網(wǎng)之后，配網(wǎng)系統(tǒng)需要預(yù)留大量備用容量，彌補(bǔ)間隙性電源的不足（通常風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在風(fēng)速小于2米/秒時(shí)無法發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)在陰雨天和夜間不能發(fā)電）。這些問題需要規(guī)劃人員和設(shè)計(jì)人員認(rèn)真考慮，并落實(shí)到具體的規(guī)劃和設(shè)計(jì)工作中，防止電力系統(tǒng)在大量接入間歇性電源之后出現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 間歇性電源發(fā)展新趨勢對電網(wǎng)運(yùn)行的影響

電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行必須時(shí)刻關(guān)注發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行情況。間歇性電源若是以10kV接入現(xiàn)有電網(wǎng)，則對電網(wǎng)運(yùn)行的影響較小。但風(fēng)力發(fā)電原本以電量上網(wǎng)為主，光伏發(fā)電正從分布式向光伏電站轉(zhuǎn)變，未來將主要通過35kV或110kV接入現(xiàn)有電網(wǎng)，這就對電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生較大的影響，使電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的范圍需要有很大延伸。間歇性電源發(fā)電作為新的發(fā)電模式，實(shí)時(shí)監(jiān)測的信息類型與傳統(tǒng)發(fā)電模式有很大差異，供電企業(yè)的調(diào)控中心必須對原有的電網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展、升級，才能滿足監(jiān)測間歇性電源的需要。同時(shí)大量間歇性電源接入也會大大增加配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，如何實(shí)現(xiàn)故障的快速定位與隔離也成為調(diào)控中心面臨的新難題，只有提高技術(shù)應(yīng)用、改進(jìn)管理方法，才能提高快速排障能力。

2.3 間歇性電源發(fā)展新趨勢對電網(wǎng)檢修的影響

通常風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)都是由建設(shè)單位獨(dú)立建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)維，因此間歇性電源對電網(wǎng)檢修的影響便主要體現(xiàn)為光伏發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)檢修的影響。光伏系統(tǒng)對電網(wǎng)檢修的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先，大量光伏系統(tǒng)接入后，如何維持光伏發(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行以及在設(shè)備故障發(fā)生后，如何迅速地完成檢修任務(wù)，這對供電公司現(xiàn)有運(yùn)檢人員的技術(shù)水平提出了新的要求；其次，對供電公司界定故障責(zé)任帶來了難題。用電系統(tǒng)發(fā)生故障后，客戶由于缺少必要的專業(yè)知識，絕大多數(shù)情況下難以區(qū)分故障類型，無法判斷清楚是內(nèi)部光伏設(shè)備故障還是外部電網(wǎng)故障。而供電公司檢修人員到場后，也需要進(jìn)一步確認(rèn)故障來源，并根據(jù)雙方事先達(dá)成的協(xié)議采取相應(yīng)對策。屬于光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部故障，原則上應(yīng)由客戶負(fù)責(zé)組織維修；而外部電網(wǎng)故障，則由檢修人員即時(shí)在現(xiàn)場排除故障。

3 間歇性電源經(jīng)濟(jì)消納途徑研究

3.1 購電成本由相關(guān)國家政策確定

按照國家相關(guān)政策，供電企業(yè)應(yīng)優(yōu)先消納包括間歇性電源在內(nèi)的清潔能源，但其消納成本則是由國家相關(guān)政策決定的，供電企業(yè)無法改變現(xiàn)行政策。

在光伏發(fā)電價(jià)格方面，根據(jù)國家發(fā)改委相關(guān)文件，浙江省屬于Ⅲ類太陽光資源區(qū)，對光伏電站執(zhí)行統(tǒng)一的標(biāo)桿上網(wǎng)價(jià)格1.0元。高出浙江省燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)（含脫硫等環(huán)保電價(jià)）的部分，通過可再生能源發(fā)展基金予以補(bǔ)貼。對分布式光伏發(fā)電，按照全電量實(shí)行補(bǔ)貼，補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)為每千瓦時(shí)0.42元（含稅，下同），通過可再生能源發(fā)展基金予以支付，由供電企業(yè)轉(zhuǎn)付（實(shí)際做法是由供電企業(yè)先向光伏發(fā)電方墊付補(bǔ)貼，再與政府的可再生能源發(fā)展基金結(jié)算）。此外，浙江省政府對光伏發(fā)電，在國家規(guī)定的基礎(chǔ)上再補(bǔ)貼0.1元/千瓦時(shí)。到省內(nèi)各市、縣（區(qū)）層級，各地政府補(bǔ)貼幅度略有不同。以嘉興市為例，對市本級已并網(wǎng)運(yùn)行項(xiàng)目實(shí)行0.1

元/千瓦時(shí)的電價(jià)補(bǔ)貼。

在風(fēng)電價(jià)格方面，國家和地方層面現(xiàn)在均沒有電價(jià)補(bǔ)貼。根據(jù)國家發(fā)改委最新政策，2017年以前（不含2017年）投運(yùn)的近海風(fēng)電項(xiàng)目上網(wǎng)電價(jià)為每千瓦時(shí)0.85元（含稅），潮間帶風(fēng)電項(xiàng)目上網(wǎng)電價(jià)為每千瓦時(shí)0.75元。通過以上分析可知，供電企業(yè)想通過降低購電成本實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)消納在可以預(yù)見的時(shí)間內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)。

3.2 有序發(fā)展間歇性電源是經(jīng)濟(jì)消納的首要選擇

對供電企業(yè)而言，引導(dǎo)間歇性電源有序發(fā)展在當(dāng)前階段具有現(xiàn)實(shí)可行性。

一方面，通過研判本地區(qū)風(fēng)電、光電等裝機(jī)容量發(fā)展趨勢，把握本地區(qū)間歇性電源的發(fā)展趨勢，密切關(guān)注相關(guān)產(chǎn)業(yè)動態(tài)，并與間歇性電源企業(yè)加強(qiáng)聯(lián)系，了解其開發(fā)本地區(qū)間歇性電源的意愿和動力，能夠?yàn)橐龑?dǎo)間歇性電源有序發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)；另一方面，大量間歇性電源接入將對電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)運(yùn)行、電網(wǎng)檢修產(chǎn)生較大影響。供電公司應(yīng)首先確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，對短期內(nèi)大量要求并網(wǎng)發(fā)電的企業(yè)，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷消納情況加以引導(dǎo)，深入溝通接入并網(wǎng)方案，必要時(shí)應(yīng)建議其暫緩?fù)顿Y建設(shè)。

3.3 降低接入運(yùn)維成本是經(jīng)濟(jì)消納的關(guān)鍵所在

大量間歇性電源的接入必然增加供電企業(yè)的接入成本和運(yùn)維成本，如何有效降低接入運(yùn)維成本成為經(jīng)濟(jì)消納的關(guān)鍵所在。對風(fēng)力發(fā)電，電網(wǎng)企業(yè)無需承擔(dān)相應(yīng)的接入成本和運(yùn)維成本。對光伏發(fā)電，需要根據(jù)用戶類型進(jìn)行具體分析：居民用戶的接入成本完全由供電企業(yè)承擔(dān)，無法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移；對自發(fā)自用余量上網(wǎng)的工業(yè)用戶，相關(guān)接入成本由供電企業(yè)承擔(dān)，但后期運(yùn)維可由項(xiàng)目投資方或建設(shè)方負(fù)責(zé)，相應(yīng)的成本也由其承擔(dān)，這樣可部分降低供電公司運(yùn)維成本；大型光伏園區(qū)內(nèi)所有光伏系統(tǒng)可由項(xiàng)目建設(shè)方負(fù)責(zé)運(yùn)維，降低供電公司的日常運(yùn)維成本。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋紅芳，金燁，鄭琦.供電公司如何實(shí)現(xiàn)間歇性電源的經(jīng)濟(jì)消納[J].中國科技縱橫，2016，（3）.

（責(zé)任編輯：王 波）