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“弃电率”不应成为可再生能源并网的拦路虎

北极星风力发电网  来源:天工开物  作者:杨萌 孙浩 高超  2021/2/5 11:40:38  我要投稿  

北极星风力发电网讯:“弃电率”作为国家能源主管部门严控的新能源消纳指标,长期以来受到广泛关注,但随着“碳中和”目标的提出和新能源规模的高速增长,应该重新审视这一指标对于新能源并网的约束力。

十三五期间,“新能源弃电”问题长期困扰着新能源的发展。国家能源主管部门采取了大量措施减少弃电,并取得了显著成效。以风电为例,2016年我国风电装机1.49亿千瓦,年弃电量497亿千瓦时,2020年风电装机达到2.81亿千瓦,年弃电量约166亿千瓦时,实现了装机容量增加同时,新能源弃电量的减少。

新能源弃电量下降的同时,新能源并网难的问题却不容忽视。国家发改委、国家能源局于2018年底联合下发了《清洁能源消纳行动计划(2018-2020年)》,提出将新能源弃电率严控在5%以内的要求。但是,执行过程中,部分区域以无法完成弃电率要求为由,对新能源并网加码,造成了新能源并网难的问题,甚至屡屡出现建设完成后“晒太阳”的情况。

随着“碳中和”宏伟愿景的提出,需要新能源以更快的速度进行建设和替代。2020年在去补贴政策刺激下,新增风电装机7167万千瓦,太阳能发电4820万千瓦,风、光新增装机之和约为1.2亿千瓦,但这仅是一个开始。根据国家发改委能源研究所的预计,实现2060年碳中和目标需要“60亿千瓦风电+太阳能”发电装机,这需要风电和太阳能发电的继续保持2020年跨越式发展的势头。未来新能源并网比例的高速增长将成为常态,而继续保持其高利用率则面临着严峻的挑战,以严控弃电率为由限制新能源并网的方式需要进行调整。对于电力系统而言,促进新能源消纳,主要可以从规划和运行两个角度考虑:

从电力系统规划的角度,中国能源转型需要能源结构的全局优化,尤其是用能结构的调整。新能源消纳的关键在中东部地区,而非新能源资源丰富的“三北”地区。“三北”地区仅依靠各自优化系统调度和提升系统灵活性,充其量只能解决现有存量问题,仍需进一步发展本地负荷,并开拓新能源发电外送的途径。近年东部地区已经上了大批的火电项目,压缩了远端新能源的消纳空间,从而导致能源整体布局不合理。需从全局出发,以负荷水平作为设定新能源消纳责任权重的主要依据,发挥中东部地区消纳新能源的潜力。

从电力系统运行的角度,新能源间歇性的出力特点需要更充裕的系统灵活性。由于电力系统的特殊性,在近期内尚无法实现电能的大规模经济存储的情况下,电力实时平衡仍然是电力系统安全稳定运行的必要条件。间歇性发电难以实现全天候的负荷跟踪,需要灵活性资源适时弥合其发电出力与负荷需求之间的偏差。系统灵活性的有效提升,有赖于“源网荷”资源的共同参与。电源侧需要大力发展灵活发电技术。

对于常规电源,一方面投建具有大范围调节能力的机组,另一方面对存量机组进行灵活性改造。对于新能源,应多途径提升自身并网友好性,例如:除在经济性允许情况下加装储能外,风电也可借鉴《光伏发电系统效能规范》的思路,适当调整风电场的容量核定依据,由投资商根据技术经济性,灵活选择机组额定容量配置,在不超核定容量的运行要求下,允许其通过主动弃风、抬高出力、预留容量等方式降低峰谷差,主动优化和平滑输出曲线,减少小概率风电出力时段对灵活性资源和备用的大幅占用。

电网侧需发挥资源配置平台的枢纽作用,统筹调配灵活性资源,消除新能源送出的线路阻塞,提升输电网络利用率,优化跨省区跨通道运行曲线。需求侧需挖掘柔性调节潜力,适应新能源出力的时间特性,在“削峰”的基础上,还要具备“填谷”的能力。

系统性的问题,需要系统性的方法来解决。为实现“30·60”的宏伟目标,传统电力系统的规划和运行方式已遇到瓶颈,需要依赖新技术、新模式、新机制的整体创新,通过科学规划、潜力挖掘和市场引导,切实提升新能源消纳水平,而不应因噎废食,反过来将“弃电率”目标作为限制新能源发展的边界约束。

作者系金风设计研究院杨萌 孙浩 高超

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