中国应建立适应可再生能源特点的电力系统

     随着可再生能源发电的发展，电力系统将会从目前的以集中电源为主转向集中电源和分散电源相结合的状态。

     从我国风电发展情况来看，并网运行问题已成为风电发展最重要的制约因素，突出表现为对电力系统如何适应风电规模化开发研究不够。

     近日，国家能源局相关负责人在北京召开的第四届再生能源金融论坛上透露，《新能源振兴规划》即将出台，随着相关发展目标的调整，中国在新能源领域的总投资将超过3万亿元。在政策出台前夕，《中国能源报》记者围绕着可再生能源未来发展与电力体系的关系，采访了国家能源局新能源与可再生能源司副司长史立山。

     电力系统制约可再生能源发展

     中国能源报：可再生能源发电是可再生能源利用的主要形式，目前技术水准与常规能源发电技术相比，处在一种什么水平上？

     史立山：目前，风能和太阳能发电技术已非常成熟，基本具备了扩大应用的条件。由于可再生能源资源自身的固有特性，如风能资源时大时小、时有时无，太阳能资源白天有、夜间没有，再加上目前可再生能源技术仍是发展中的技术，成本还比较高。在不考虑化石能源外部成本情况下，可再生能源发电还不具备市场竞争力，需要政策支持和资金补贴。并面临着认识、技术和管理方面的多重制约。

      中国能源报：以可再生能源发电目前的技术水平，如何协调与电力系统的关系？

     史立山：目前的电力系统是建立在可控电源基础之上的，电力系统管理者可以根据电力负荷的需要来安排发电。虽然电力管理体制在改革和变化，但无论是实行%26ldquo;厂网分开、竞价上网%26rdquo;改革，还是由发电企业和电力用户签订合同进行所谓的%26ldquo;直供%26rdquo;改革，电力系统的这一特点改变不了。正是由于电力系统的这种特性，业内普遍认为，虽然可再生能源是%26ldquo;绿色能源%26rdquo;资源，但由于其间歇和随机特性，所发电力是%26ldquo;劣质电力%26rdquo;。因此认为，可再生能源发电在电力系统中的比重不能大，否则电力系统将难以安全运行。

      此外，可再生能源发电是从解决分散用电发展起来的。长期以来，可再生能源发电技术研究主要集中在机组开发和产品制造方面，如风电机组的技术进步很快，不仅单机容量快速增加，从过去的几十千瓦、几百千瓦到了现在的几千千瓦，而且发电成本也下降很多，已基本可以与常规能源发电相竞争，但在可再生能源发电并网问题方面重视不够。从我国风电发展的情况看，并网运行问题已成为风电发展最重要的制约因素，突出表现为对电力系统如何适应风电规模化开发研究不够，仍是从传统的电力系统特性出发，简单地要求风电去适应用电的需要。其它可再生能源发电技术也面临类似的问题。总体来看，还没有形成适应可再生能源资源特点的电力系统运行技术和管理方式。建立适应可再生能源特点的电力系统，是推动可再生能源发电，实现能源供应由以化石能源为主转向以可再生能源为主的重要步骤。

     抓紧三方面的技术准备工作

     中国能源报：适应可再生能源资源特点的新的电力系统与现在的电力系统有什么区别？

     史立山：目前的电力系统以集中的大型电站为主要电源构成，电源完全可以调控，可以根据电力负荷的需要来安排发电。电力的流动方向是固定的，主要是从发电厂输向电力用户，发电厂发电经升压后送往用电地区，再逐级降压至用户需要的电压等级，以满足用户的电力需要。目前电力系统的特点是发电站数量较少，而用户数量很多，电力系统管理者可以根据用电负荷的需要调度发电站，要求发电站增加发电容量或减少发电容量，以保持电力系统的供需平衡，确保电力系统的安全可靠运行。

      随着可再生能源发电的发展，电力系统将会从目前的以集中电源为主转向集中电源和分散电源相结合的状态。如每个电力用户（包括家庭）都可以安装光伏电站，电力系统会像目前的互联网络，每个用户都同时是发电站，既可以从电网内得到电力，也可以向电网输送电力。风力发电和太阳能发电将是重要的发电技术，广袤的沙漠可能将是未来太阳能发电站最理想的建设场址，今天看似没用的沙漠将来可能是重要的能源来源。可再生能源的这些特性，要求未来的电力系统应尽可能的大，以覆盖更多的风电和沙漠太阳能发电，同时也要适应从集中电源向分散电源转变的管理要求。可以设想，未来电力系统将是由众多分散式可再生能源发电为支撑、以可以灵活运行的水电为补充、以集中抽水蓄能电站和分散式蓄电装置为调节、由坚强输电和配电线路相连接的智能化的庞大系统。

     中国能源报：长期以来，电力系统运行管理主要是根据用电负荷来安排发电容量，这是建立在发电机组出力可以调控基础之上的。但受再生能源资源特性的影响，可再生能源发电无法保持一贯的平稳，这个问题未来电力系统如何解决？　

    史立山：这就需要建立适应可再生能源特点的电力系统调度运行技术。确保电力系统安全可靠运行是电力系统管理的首要任务，但可再生能源发电是难以控制的，如风电要根据来风情况来发电，而不能根据用电需要来发电。很可能是在需要用电的时候没有风，使风电不能发挥作用。太阳能发电也是这样，不能根据用电需要来发电，而只能根据自然条件进行发电。这就需要建立适应可再生能源特点的电力系统运行管理技术，加强对可再生能源资源规律性的研究。实践表明，从统计规律来看，风能、太阳能都是有规律可循的，由此可以对风力发电和太阳能发电的出力进行预测预报，并在此基础上建立新的电力系统运行管理技术，确保可再生能源发电容量可按自然条件进行发电，以发挥可再生能源发电在增加电力系统电量方面的突出作用。

     中国能源报：%26ldquo;发电并网%26rdquo;问题一直是制约可再生能源发展的一大瓶颈，您认为在构建新的电力体系时对这一问题应如何考虑？ 史立山：当下要做好小型分布式发电系统并网技术准备工作。受资源特性的影响，可再生能源发电是最适合分散建设的，如太阳能资源分布十分广泛，地球上任何有太阳照射的地方，理论上讲都可以建设太阳能光伏电站。随着光伏发电技术的进步和成本的降低，太阳能发电会得到广泛的应用，特别是每个家庭都可以建设一定规模的太阳能光伏电站，以满足自身的用电需要。但太阳能光伏发电必须联网运行，即白天太阳光照强的时候可向电网送电，在夜间没有太阳的时候向电网购电。这样，在电力系统内将会出现数量众多的小型太阳能光伏发电站系统。解决好小型太阳能光伏发电系统并网问题，包括并网技术和电力系统管理要求，以保证整个电力系统的安全可靠运行，是推动可再生能源发电发展的重要措施。

    中国能源报：当可再生能源发电出现过剩时，如何解决与电力需求之间不匹配的问题？

    史立山：解决可再生能源发电与电力需求之间不匹配问题的最佳措施，是研究开发大容量高效率的电力储存技术。目前，可大规模进行电力储存的是抽水蓄能电站。事实上，抽水蓄能电站不是进行电力储存，而是进行能量转换，将电力系统多余的电能通过水泵转化为水的势能，在电力系统需要电力时再由水轮机转化为电能。如果能够开发出真正的电力储存技术，如大容量高效率的蓄电池，把可再生能源在用电低谷时的所发电力储存起来，将会很好地解决可再生能源发电面临的制约问题。如果能够开发出这样的电能储存技术，在每个家庭和用户都安装一定规模的电能储存设施，以解决各自用电不均匀的问题，并可由电力系统管理者进行集中控制，在可再生能源发电多时进行充电，缓解电力系统的供需矛盾问题，将会对推动可再生能源发展起到重要的作用。

    可再生能源不会影响电力系统安全

     中国能源报：对于这种新型电力系统的前景您是如何看待的？

     史立山：国内外实践证明，增加可再生能源发电在电力结构中的比重，从技术上讲是不会有制约的，不会因为可再生能源比重大而影响电力系统的安全运行。但增加可再生能源发电会在经济上付出更多的代价，要求电力系统有更多的发电备用容量。电网输送能力也要更大些，电网结构更坚强些，整个电力系统发电设备利用小时会降低，电力系统运行管理的要求会更高，电力用户也需承担更高的电价。也就是说节能与节约是不可能兼得的，要实现能源节约须付出更多的经济代价。从能源可持续发展角度看，这种代价是必须的。总体来看，开发利用可再生能源不仅是当前实现节能减排的需要，更是解决未来能源可持续供应问题不可替代的措施。从目前能源技术和管理来看，推动可再生能源发电的发展，必须解决好可再生能源发电与现代电力系统的融合问题。要根据可再生能源的特点，构建适应可再生能源发展的新的电力系统，既要保障电力系统的安全可靠运行，又要充分发挥可再生能源清洁环保的作用，以推动能源体系由以化石能源为主向以可再生能源为主的转变。