DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20240605.03 文章編號:1003-0417(2024)07-89-09
摘 要:為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、建設(shè)新型能源體系,中國需要加大以風(fēng)能和太陽能為主的新能源開發(fā)利用規(guī)模,并網(wǎng)是風(fēng)光發(fā)電高效利用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來,國家出臺了一系列政策,指導(dǎo)構(gòu)建新型電力系統(tǒng);電網(wǎng)公司積極服務(wù)新能源發(fā)展,不斷加大新型電網(wǎng)建設(shè)力度。對風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀及政策趨勢進(jìn)行了梳理和分析,并提出了未來形勢下促進(jìn)新能源并網(wǎng)發(fā)展的相關(guān)建議。2023年,中國風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量激增、利用率保持較高水平、市場化交易電量快速增長、新能源云平臺建設(shè)取得巨大成就;同時,新能源政策呈現(xiàn)出加快大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)、推行新能源配置儲能、推動配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展、加快新能源全面入市等發(fā)展趨勢??傮w來看,風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存,如何統(tǒng)籌優(yōu)化利用好政策、技術(shù)、市場、商業(yè)模式等各類資源和手段,全面提升電力系統(tǒng)對新能源發(fā)展的承載能力,已成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵。
關(guān)鍵詞:新能源;風(fēng)電;光伏發(fā)電;并網(wǎng)發(fā)展;保供與消納;電網(wǎng)承載力
中圖分類號:TM614/TM615 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
0" 引言
自“雙碳”目標(biāo)提出以來,中國以風(fēng)電、光伏發(fā)電(下文簡稱為“風(fēng)光發(fā)電”)為主的新能源發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢,從2019年底二者的累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量均突破2億kW,到2023年底二者的累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量分別達(dá)到4.4億kW和6.1億kW,在4年間合計(jì)增長了約6.4億kW,合計(jì)發(fā)電量占比也從8.6%增長到15.8%,為中國2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰做出了積極貢獻(xiàn)。
風(fēng)光發(fā)電具有低碳、綠色的正向生態(tài)、環(huán)境效益,但由于其出力具有隨機(jī)性和波動性,缺乏電力平衡支撐能力,對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行、可靠供電,以及高利用率目標(biāo)來說,又具有負(fù)向的系統(tǒng)成本特性。隨著風(fēng)光發(fā)電在電力系統(tǒng)中的占比達(dá)到較高水平,對其他電源的靈活調(diào)節(jié)能力、電力系統(tǒng)的靈活運(yùn)行能力提出了更高要求,對多層次、多類型電力市場的建設(shè)提出了更精細(xì)化的要求。
為促進(jìn)新能源開發(fā)利用、不斷提升電力系統(tǒng)對新能源的承載能力,近年來國家發(fā)布了一系列相關(guān)政策,包括推動煤電靈活性改造、加快抽水蓄能與新型儲能建設(shè)、加快大型風(fēng)電及光伏發(fā)電基地(下文簡稱為“風(fēng)電光伏基地”)與跨區(qū)輸電通道建設(shè)、加快分布式新能源開發(fā),以及加快全國統(tǒng)一電力市場及各類市場與綠電、綠證機(jī)制建設(shè)等,且已取得較好成效。從經(jīng)濟(jì)社會、低碳目標(biāo)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等多方面綜合來看,在未來較長時期內(nèi),中國風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量將保持大規(guī)模增長趨勢,國家也已啟動“十五五”規(guī)劃相關(guān)研究工作,未來還需要統(tǒng)籌好速度與質(zhì)量、手段與成本之間的協(xié)同關(guān)系,實(shí)現(xiàn)可負(fù)擔(dān)與安全可靠的電力行業(yè)低碳高效轉(zhuǎn)型。本文對風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)和消納情況、電網(wǎng)建設(shè)、市場化交易發(fā)展、新能源云平臺建設(shè)等現(xiàn)狀進(jìn)行分析,對政策趨勢進(jìn)行梳理,并對未來發(fā)展提出相關(guān)建議。
1" 風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.1" 并網(wǎng)和消納情況
1.1.1" 2023年是中國新能源裝機(jī)與電源結(jié)構(gòu)發(fā)展的里程碑
2023年,中國風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量出現(xiàn)激增,二者合計(jì)年新增裝機(jī)容量達(dá)到2.9億kW;截至2023年底,二者合計(jì)的累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)到10.5億kW,占全口徑發(fā)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量的36.0%,光伏發(fā)電和風(fēng)電成為僅次于煤電(累計(jì)裝機(jī)容量為11.6億kW)的第2和第3大電源類型[1]。截至2023年底,中國全口徑發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)到29.2億kW,人均發(fā)電裝機(jī)容量首次突破2 kW/人,達(dá)到2.1 kW/人[2]。2014—2023年風(fēng)光發(fā)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量及其合計(jì)占比的變化情況如圖1所示。
1.1.2" 新能源利用率依然保持較高水平
2018年以來,在國家能源政策與發(fā)展規(guī)劃的引導(dǎo)下,經(jīng)過電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)及行業(yè)的共同努力,風(fēng)光發(fā)電的年新增并網(wǎng)裝機(jī)容量不斷創(chuàng)歷史新高,且利用率穩(wěn)定保持在95%以上,對推動電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)揮了重要作用[3]。
2023年,中國跨區(qū)輸送電量為8497億kWh,比上年增長9.7%;其中,西北區(qū)域外送電量為3097億kWh,占跨區(qū)輸送電量的36.5%。同年,中國跨省輸送電量為1.85萬億kWh,同比增長7.2%[4]。2023年,通過進(jìn)一步提升新能源跨區(qū)輸送能力、擴(kuò)大參與電力市場交易規(guī)模、優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行方式,以及加強(qiáng)煤電靈活性改造、多環(huán)節(jié)配置儲能等手段,不斷挖潛電力系統(tǒng)的新能源消納能力,中國的風(fēng)電利用率達(dá)到97.3%,光伏發(fā)電利用率達(dá)到98%[5]。2023年,并網(wǎng)風(fēng)電利用小時數(shù)為2225 h,同比提高了7 h;并網(wǎng)太陽能發(fā)電利用小時數(shù)為1286 h,同比降低了54 h。
1.1.3" 分布式光伏并網(wǎng)裝機(jī)容量呈現(xiàn)高速增長,中東部省份消納問題逐步凸顯
在國家政策支持、建設(shè)成本下降等因素推動下,中國分布式光伏裝機(jī)呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。截至2023年底,全國分布式光伏累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量達(dá)到2.54億kW,占光伏發(fā)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量的41.8%,2021—2023年間的平均增速達(dá)到54%。從區(qū)域分布來看,中國分布式光伏并網(wǎng)裝機(jī)容量主要分布在山東省、河南省、江蘇省、浙省江、河北省等中東部地區(qū),5省合計(jì)裝機(jī)容量占全國分布式光伏累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量的59%,各省裝機(jī)容量占其電源總裝機(jī)容量的比重在15.5%~22.3%之間。從項(xiàng)目類型來看,分布式光伏主要分為工商業(yè)分布式光伏和戶用光伏,其中,戶用光伏的累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量為1.16億kW,占全國分布式光伏累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量的45.5%。截至2023年底,中國主要省份的分布式光伏累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量如圖2所示。
但隨著分布式光伏滲透率的快速提升,山東省、河南省等地區(qū)已出現(xiàn)配變反向重過載、電壓越上限等影響配電網(wǎng)安全運(yùn)行的問題[6]。根據(jù)山東省能源局發(fā)布的《關(guān)于發(fā)布分布式光伏接入電
網(wǎng)承載力評估結(jié)果的公告》(魯能源公告[2023]第16號)[7],在山東省136個縣(市、區(qū))中,2024年有53個縣(市、區(qū))的低壓配網(wǎng)接網(wǎng)預(yù)警等級為“受限”,43個縣(市、區(qū))的低壓配網(wǎng)接網(wǎng)預(yù)警等級為“一般”。
1.2" 電網(wǎng)建設(shè)
1.2.1" 輸變電容量持續(xù)增長,跨區(qū)輸電工程建設(shè)進(jìn)一步加快
根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布的《全國電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)快報(bào)》[1],2023年,中國新增220 kV及以上等級輸電線路的長度為4.06萬km,同比增長4.6%;新增220 kV及以上等級公用變電設(shè)備容量為2.91億kVA,其中,直流部分為1752萬kVA,交流部分為2.73億kVA。截至2023年底,國家電網(wǎng)有限公司累計(jì)建成35項(xiàng)特高壓工程,其中19項(xiàng)為交流,16項(xiàng)為直流。2023年全年投產(chǎn)包括駐馬店—武漢1000 kV特高壓交流工程在內(nèi)的6項(xiàng)特高壓工程。2024年,將有武漢—南昌特高壓交流工程、川渝1000 kV特高壓交流工程等6項(xiàng)工程建成投運(yùn)[8-9]。
1.2.2" 電網(wǎng)投資穩(wěn)步增長,但與電源投資規(guī)模的差距逐步拉大
2023年,中國電力工程完成投資總額約為1.5萬億元。其中,電源工程完成投資額約為9675億元,占電力工程完成投資總額的64.7%,同比增長30.1%;電源工程中,太陽能發(fā)電工程和風(fēng)電工程的完成投資額分別增長了38.7%和27.5%。電網(wǎng)工程完成投資額約為5275億元,占電力工程完成投資總額的35.3%,同比增長5.4%;其中110 kV及以下等級電網(wǎng)工程的完成投資額占電網(wǎng)工程完成投資額的比重達(dá)到55.0%[2]。2015—2023年中國電源工程和電網(wǎng)工程的完成投資額情況如圖3所示。
從圖3可以看出:2020年是個“分水嶺”,在2020年前,電源工程完成投資額小于電網(wǎng)工程完成投資額;而從2020年開始,電源工程完成投資額不僅超過了電網(wǎng)工程完成投資額,且二者差額呈現(xiàn)快速拉大趨勢,這也與2020年以來風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量快速增長相對應(yīng)。
1.3" 市場化交易發(fā)展
1.3.1" 市場化交易電量占全社會用電量的比重超過60%
隨著中國電力市場化改革的深入和市場建設(shè)的持續(xù)推進(jìn),市場化交易電量在2020年后出現(xiàn)了大幅增長。2023年,全國各電力交易中心累計(jì)組織完成市場化交易電量達(dá)5.67萬億kWh,是2016年的5倍,同比增長7.9%,占全社會用電量的比重為61.4%[4]。其中,中長期電力直接交易電量為4.43萬億kWh,占總市場化交易電量的78%,是市場化交易的主體。
1.3.2" 新能源市場化交易電量快速增長
為支持新能源參與電力市場,省內(nèi)電力市場因地制宜,完善分時段交易機(jī)制,適應(yīng)新能源及靈活調(diào)節(jié)資源的短期市場交易需求,實(shí)現(xiàn)按工作日連續(xù)開市;依托省間中長期電力市場,以省間輸電通道剩余空間及送出省送電能力為邊界,開展省間多通道集中競價周交易結(jié)算試運(yùn)行,最大限度地挖掘省間新能源送電能力。2023年,新能源市場化交易電量達(dá)到6845億kWh[10],是2020年的5.2倍,占新能源總發(fā)電量的47.3%,占總市場化交易電量的12%。
2016—2023年中國市場化交易電量及其在全社會用電量的占比情況如圖4所示。
1.4" 新能源云平臺建設(shè)
隨著風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源并網(wǎng)裝機(jī)容量的占比快速增長,由于此類電源的單機(jī)容量多為兆瓦級及以下,與煤電、水電、核電等傳統(tǒng)電源百萬千瓦級的最大單機(jī)容量相比,電力系統(tǒng)接入的機(jī)組數(shù)量、控制參數(shù)及參與者呈千百倍的增長。因此,加快數(shù)字化、信息化、智能化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)與新型電網(wǎng)的必然選擇。
為加快推進(jìn)數(shù)字革命與能源革命融合發(fā)展,國家電網(wǎng)有限公司創(chuàng)新打造了新型能源數(shù)字經(jīng)濟(jì)平臺——新能源云。該平臺依托電網(wǎng)核心業(yè)務(wù)的主要環(huán)節(jié),連接供給側(cè)和消費(fèi)側(cè),拓展到全產(chǎn)業(yè)鏈,搭建了聚合政府、行業(yè)智庫、設(shè)備廠商、發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、用能企業(yè)、廣大用戶等在內(nèi)的新能源生態(tài)圈,打造“共創(chuàng)、共建、共享”價值創(chuàng)造體系,規(guī)劃建設(shè)了環(huán)境承載、資源分布、規(guī)劃計(jì)劃、廠商用戶、電源企業(yè)、電網(wǎng)服務(wù)、用電客戶、電價補(bǔ)貼、供需預(yù)測、儲能服務(wù)、消納計(jì)算、技術(shù)咨詢、法規(guī)政策、輔助決策、碳中和支撐服務(wù)15個子平臺,為國家機(jī)構(gòu)、科研院所、新能源企業(yè)及社會大眾提供新能源規(guī)劃設(shè)計(jì)、建站選址、接入并網(wǎng)、補(bǔ)貼結(jié)算、監(jiān)測運(yùn)維、能源資訊、數(shù)據(jù)分析等便捷化、智能化、定制化服務(wù),是具備“橫向協(xié)同、縱向貫通”和“全環(huán)節(jié)、全貫通、全覆蓋、全生態(tài)、全場景”特點(diǎn)的開放服務(wù)體系。截至2023年底,新能源云平臺已接入新能源場站超過530萬座,裝機(jī)容量達(dá)8.6億kW,服務(wù)各類企業(yè)1.6萬余家[11]。
新能源云平臺的總體設(shè)計(jì)框架如圖5所示。
2" 風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)政策發(fā)展趨勢
2.1" 加快大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)
為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo),未來中國還需要大幅提升風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)規(guī)模[12]。中國優(yōu)質(zhì)的風(fēng)電和光伏發(fā)電技術(shù)可開發(fā)資源分別主要分布在“三北”地區(qū)(即華北、西北、東北地區(qū))和西北地區(qū),通過集中開發(fā)方式將風(fēng)光發(fā)電接入電力系統(tǒng)主網(wǎng),或通過特高壓工程遠(yuǎn)距離輸送至電力負(fù)荷中心地區(qū),具有規(guī)模大、經(jīng)濟(jì)性好、易于集中配置調(diào)節(jié)資源和優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn),是中國新能源開發(fā)利用的重點(diǎn)方式。
2021年11月,國家發(fā)展改革委辦公廳、國家能源局綜合司印發(fā)了《第一批以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)項(xiàng)目清單的通知》(發(fā)改辦能源[2021]926號),計(jì)劃在內(nèi)蒙古自治區(qū)、青海省、甘肅省、陜西省等19個地區(qū)建設(shè)總裝機(jī)規(guī)模為9705萬kW的大型風(fēng)電光伏基地。2022年2月,國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)〈以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地規(guī)劃布局方案〉的通知》(發(fā)改基礎(chǔ)[2022]195號),規(guī)劃建設(shè)以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地,到2030年總裝機(jī)容量將達(dá)到4.55億kW。此外,在《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見》(發(fā)改能源[2022]206號)、《關(guān)于促進(jìn)新時代新能源高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案的通知》(國辦函[2022]39號)、《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》、《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》等多個文件中,都提到了“以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn),加快推進(jìn)大型風(fēng)電、光伏發(fā)電基地建設(shè)”“優(yōu)化推進(jìn)西部和北部地區(qū)陸上風(fēng)電和光伏發(fā)電基地化開發(fā)”“在‘三北’地區(qū)優(yōu)化推動風(fēng)電和光伏發(fā)電基地化規(guī)?;_發(fā)”。
到2023年4月底,第1批裝機(jī)容量為9705萬kW的大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目已全面開工,部分項(xiàng)目已建成投產(chǎn);第2批3048萬kW大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目已陸續(xù)開工;第3批大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目清單已正式印發(fā)實(shí)施。
2.2" 推行新能源配置儲能
通過配置儲能,就地控制和優(yōu)化風(fēng)電和光伏發(fā)電出力的波動性、間歇性問題,對提升新能源發(fā)電的系統(tǒng)接納能力、降低系統(tǒng)發(fā)展成本(例如:配套靈活性電源、電網(wǎng)改造等相應(yīng)增加的成本)具有重要作用和價值,已成為國內(nèi)外推進(jìn)新能源大規(guī)模發(fā)展的重要技術(shù)路線。
2021年7月,國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布了《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》(發(fā)改能源規(guī)[2021]1051號),要求大力推進(jìn)電源側(cè)儲能項(xiàng)目建設(shè),布局一批配置儲能的系統(tǒng)友好型新能源電站項(xiàng)目,以及探索分布式新能源與儲能融合發(fā)展的新場景。2022年1月,國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布了《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》,要求加大力度發(fā)展電源側(cè)新型儲能,在新能源資源富集地區(qū),例如:內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆維吾爾自治區(qū)、甘肅省、青海省等,以及其他新能源高滲透率地區(qū),重點(diǎn)布局一批配置合理新型儲能的系統(tǒng)友好型新能源電站。2023年5月,國家能源局批準(zhǔn)實(shí)施NB/T 11194—2023《新能源基地送電配置新型儲能規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》,用于指導(dǎo)新能源基地跨省區(qū)送電配置的新型儲能規(guī)劃。到2023年底,全國共有28個?。ㄗ灾螀^(qū))發(fā)布了新能源配置儲能的政策,其中23個省(自治區(qū))明確規(guī)定新能源配置儲能的比例在5%~30%之間、儲能時長為1~4 h[13]。河北省、山東省、河南省、江蘇省、浙江省、湖北省、廣東省、江西省等地區(qū)出臺了分布式光伏配置新型儲能的政策,鼓勵工商業(yè)、用戶分布式光伏通過自建、共建或租賃等方式配置一定比例的儲能,緩解電壓越限、配變電設(shè)備重過載、潮流大規(guī)模反送等安全運(yùn)行問題,提升電網(wǎng)對分布式光伏接入的承載能力,保障新能源高效消納利用。
2.3" 推動配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展
隨著越來越多的分布式光伏、分散式風(fēng)電、分布式儲能、充電樁等發(fā)、儲、充設(shè)備接入配電網(wǎng),以及微電網(wǎng)/綜合能源系統(tǒng)、電力需求響應(yīng)、虛擬電廠等電力新業(yè)態(tài)的涌現(xiàn),配電網(wǎng)的發(fā)展模式與功能形態(tài)都將發(fā)生重大改變,高質(zhì)量發(fā)展已成為配電網(wǎng)應(yīng)對未來錯綜復(fù)雜形勢的基本要求[14]。2023年6月,國家能源局綜合司發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)開展分布式光伏接入電網(wǎng)承載力及提升措施評估試點(diǎn)工作的通知》(國能綜通新能[2023]74號)[15],提出“著力解決分布式光伏接網(wǎng)受限等問題,擬在全國范圍選取部分典型省份開展分布式光伏接入電網(wǎng)承載力及提升措施評估試點(diǎn)工作”。2024年2月,國家發(fā)展改革委,國家能源局印發(fā)《關(guān)于新形勢下配電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》(發(fā)改能源[2024]187號)[16],提出“在增強(qiáng)保供能力的基礎(chǔ)上,推動配電網(wǎng)在形態(tài)上從傳統(tǒng)的‘無源’單向輻射網(wǎng)絡(luò)向‘有源’雙向交互系統(tǒng)轉(zhuǎn)變,在功能上從單一供配電服務(wù)主體向源網(wǎng)荷儲資源高效配置平臺轉(zhuǎn)變。到2025年,配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)強(qiáng)清晰,供配電能力合理充裕;配電網(wǎng)承載力和靈活性顯著提升,具備5億kW左右分布式新能源、1200萬臺左右充電樁接入能力”。
2.4" 加快推進(jìn)新能源入市
新能源參與電力市場交易,以市場機(jī)制和手段優(yōu)化各類電源運(yùn)行、靈活性資源配置,實(shí)現(xiàn)清潔電量、安全容量、靈活資源等不同價值的有機(jī)協(xié)同,是激發(fā)各類主體積極性、高效構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要選擇。2022年1月,國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《關(guān)于加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系的指導(dǎo)意見》(發(fā)改體改[2022]118號)[17],提出“到2025年,全國統(tǒng)一電力市場體系初步建成,國家市場與省(區(qū)、市)/區(qū)域市場協(xié)同運(yùn)行,電力中長期、現(xiàn)貨、輔助服務(wù)市場一體化設(shè)計(jì)、聯(lián)合運(yùn)營,跨省跨區(qū)資源市場化配置和綠色電力交易規(guī)模顯著提高,有利于新能源、儲能等發(fā)展的市場交易和價格機(jī)制初步形成。到2030年,全國統(tǒng)一電力市場體系基本建成,適應(yīng)新型電力系統(tǒng)要求,國家市場與?。▍^(qū)、市)/區(qū)域市場聯(lián)合運(yùn)行,新能源全面參與市場交易,市場主體平等競爭、自主選擇,電力資源在全國范圍內(nèi)得到進(jìn)一步優(yōu)化配置”的總體目標(biāo)。2023年10月,國家發(fā)展改革委辦公廳、國家能源局綜合司印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步加快電力現(xiàn)貨市場建設(shè)工作的通知》(發(fā)改辦體改[2023]813號)[18],提出“分布式新能源裝機(jī)占比較高的地區(qū),推動分布式新能源上網(wǎng)電量參與市場,探索參與市場的有效機(jī)制”。
目前,內(nèi)蒙古自治區(qū)、河南省、四川省、山東省等地區(qū)紛紛推動新能源(包括分布式光伏)電量參與電力市場交易。2024年5月,國家能源局發(fā)布《關(guān)于做好新能源消納工作 保障新能源高質(zhì)量發(fā)展的通知》(國能發(fā)電力[2024]44號)[19],指出應(yīng)充分發(fā)揮電力市場機(jī)制作用,提出“加快建設(shè)與新能源特性相適應(yīng)的電力市場機(jī)制。優(yōu)化省間電力交易機(jī)制,根據(jù)合同約定,允許送電方在受端省份電價較低時段,通過采購受端省份新能源電量完成送電計(jì)劃。加快電力現(xiàn)貨市場建設(shè),進(jìn)一步推動新能源參與電力市場。打破省間壁壘,不得限制跨省新能源交易。探索分布式新能源通過聚合代理等方式有序公平參與市場交易。建立健全區(qū)域電力市場,優(yōu)化區(qū)域內(nèi)省間錯峰互濟(jì)空間和資源共享能力”。
3" 發(fā)展建議
3.1" 加強(qiáng)規(guī)劃協(xié)同
隨著中國風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)進(jìn)入超大規(guī)模、多類復(fù)合型增長階段(例如:年新增裝機(jī)容量超過2億kW,大型發(fā)電基地與分布式發(fā)電形式并舉等),新型儲能也步入了爆發(fā)式增長階段(2024年第1季度投運(yùn)容量超過3500萬kW)。未來在“雙碳”與經(jīng)濟(jì)承受力、保供與消納等多目標(biāo)約束下,需要統(tǒng)籌考慮各地區(qū)的新能源資源條件、產(chǎn)業(yè)發(fā)展與負(fù)荷增長等因素,加強(qiáng)國家與地方、能源與電力、新能源與其他電源、電源與電網(wǎng)等各級、各類規(guī)劃的銜接協(xié)同,合理優(yōu)化新能源發(fā)展規(guī)模、布局、時序,實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲”協(xié)調(diào)發(fā)展。
3.2" 制定和完善并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
“雙碳”目標(biāo)下,一方面分布式新能源分布零散但大規(guī)模并網(wǎng),另一方面出現(xiàn)了“源網(wǎng)荷儲”一體化、綜合能源系統(tǒng)、負(fù)荷聚合、虛擬電廠等多種電力新業(yè)態(tài),以及構(gòu)網(wǎng)型并網(wǎng)技術(shù)(例如:儲能、新能源等)加快示范建設(shè),大幅增加了配電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)與安全運(yùn)行的復(fù)雜性。未來,亟需結(jié)合各種技術(shù)與電力新業(yè)態(tài)發(fā)展,前瞻性的制定與完善相關(guān)并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),以標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)和促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)與新型電力系統(tǒng)的規(guī)范發(fā)展。
3.3" 加強(qiáng)分布式新能源“四可”能力建設(shè)
預(yù)計(jì)到2025年底,中國分布式光伏累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量將實(shí)現(xiàn)翻番,并將配置大量的分布式儲能,這些將給配電網(wǎng)的負(fù)荷預(yù)測、規(guī)劃建設(shè)、調(diào)度運(yùn)行等帶來巨大影響。未來需要結(jié)合各地區(qū)分布式新能源的發(fā)展及其參與系統(tǒng)調(diào)峰與電力市場運(yùn)行等情況,加強(qiáng)可觀、可測、可調(diào)、可控“四可”能力建設(shè),提升配電網(wǎng)的透明度,為實(shí)現(xiàn)分布式新能源與配電網(wǎng)的安全、可靠、高效運(yùn)行提供基礎(chǔ)系統(tǒng)支撐。
3.4" 加快完善分布式新能源參與電力市場交易機(jī)制建設(shè)
分布式新能源參與電力市場交易已成為大勢所趨,也是實(shí)現(xiàn)以市場手段引導(dǎo)分布式新能源合理有序發(fā)展的重要方式。未來需要進(jìn)一步建立健全適應(yīng)各類分布式新能源的電力市場交易機(jī)制,研究并明確分布式新能源參與電力市場交易的準(zhǔn)入條件和資質(zhì)要求,以及參與電力市場交易的相關(guān)權(quán)利義務(wù)。推動各類分布式新能源統(tǒng)一納入省級交易平臺,有序、規(guī)范參與電力市場交易,與集中式新能源同等權(quán)責(zé)分?jǐn)傠娏o助服務(wù)等相關(guān)費(fèi)用,確保電力市場主體公平。
4" 結(jié)論
為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo),資源潛力大、技術(shù)進(jìn)步快和成本下降快的光伏發(fā)電和風(fēng)電已成為近中期新能源發(fā)展的主力,二者的裝機(jī)容量與發(fā)電量占比快速提升,已成為中國第2和第3大電源類型。多方研究表明,要實(shí)現(xiàn)碳中和,預(yù)計(jì)2060年風(fēng)光發(fā)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)容量將達(dá)到50億kW以上,未來發(fā)展需求巨大。但由于風(fēng)光發(fā)電出力“靠天吃飯”的特點(diǎn),也決定了未來電力系統(tǒng)中依然需要保持超大規(guī)模的常規(guī)電源和調(diào)節(jié)電源[20],將使電力系統(tǒng)備用冗余不斷增大。
總體來看,要保持風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)的躍升式增長態(tài)勢,未來機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存,需要統(tǒng)籌優(yōu)化利用好政策、技術(shù)、市場、商業(yè)模式等各類資源和手段,全面提升電力系統(tǒng)對新能源發(fā)展的承載能力。
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CURRENT STATES AND RECOMMENDATIONS FOR GRID INTEGRATION OF NEW ENERGY IN CHINA
Zhang Dong1,2,F(xiàn)eng Kaihui1,Shi Zhiyong1,Yu Qiuxia3
(1. State Grid Energy Research Institute Co.,Ltd.,Beijing 102209,China;
2. Chine renewable energy society,renewable energy grid integration committee,Beijing 102209,China;
3. State Grid Corporation of China,Beijing 100031,China)
Abstract:Achieving the goals of emission peak and carbon neutrality,building a new type of power system and establishing a new energy system require expanding the development and utilization scale of new energy sources,primarily wind and solar energy. Grid integration is a key link for the efficient utilization of wind and solar power generation. In recent years,the government has introduced a series of policies to guide the construction of a new type of power system. Power grid companies have actively supported the development of new energy by continuously strengthening the construction of new power grid. The current state and policy trends of grid integration for wind and solar power have been reviewed and analyzed in this paper,with suggestions proposed to promote new energy grid integration under future conditions. In 2023,China's grid integration installed capacity of wind and PV power surged,utilization rates remained high,market-based transaction volumes grew rapidly,and the construction of the new energy cloud platform achieved significant success. At the same time,new energy policies are trending towards accelerating the construction of large wind and PV power bases,promoting the integration of new energy with energy storage,advancing the high-quality development of distribution networks,and speeding up the full market transaction of new energy. Overall,opportunities and challenges coexist in the development of grid integration of wind and PV power. How to coordinate and optimize the use of various recourses and tools such as policies,technologies,markets,and business models to comprehensively enhance the power system's hosting capacity for new energy development is the key to build a new type of power system effectively and efficiently.
Keywords:new energy;wind power;PV power generation;grid integration development;supply security and consumption;power grid hosting capacity
收稿日期:2024-06-05
通信作者:張棟(1974—),男,博士、正高級工程師,主要從事能源轉(zhuǎn)型、新能源消納等方面的研究。xtsa@163.com