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可再生能源时代——基荷供给将缩小直至消失,剩余负荷曲线形状与“一条直线”差别越来越大。
在可控电源时代,存在着大量的基荷供给者,去满足基荷(也就是长期相对稳定)的需求。计划调度还是市场调度,理论上,在信息足够充分(这一点在现实中很难满足,比如机组的最小出力信息,在计划调度体系下,电厂有充足的激励隐藏这一信息,从而在负荷低谷时期保持出力从而多发电量,即使调度采用经济调度原则)的情况下,完全可以得到相同的有效率的结果。但是,这一期望在随机性、间歇性的可再生能源进入系统之后就彻底破产了。
由于可再生能源边际成本为零,所以它需要随时优先调度,从而留给其他机组一条“剩余负荷曲线”去满足。这条剩余负荷曲线,会随着可再生能源的增加,越来越陡峭,越来越朝向原点方向弯曲,直至出现“过发电”(可再生能源总出力大过总负荷),以及化石能源机组完全沦为大部分时间的备用。
这个时候的备用的唯一选择,将是灵活无比、启停迅速廉价、轻资产的单循环天然气机组。基于最大负荷的规划方式,将产生的不是误差,而是彻底错误的电源结构。
可再生能源满足全部新增需求与否是个伪命题
“先来后到”的思维方式,也深刻的影响着对可再生能源这一特定能源形式进入市场的理解。比如很多文章对可再生能源角色与作用分阶段阐述:可再生能源电力将从满足新增电力需求,逐渐过渡到替代现存化石能源机组发电,最终成为主力电源。
从以上的可再生能源进入系统的影响可以看出,可再生能源随着天气出力变化,其进入系统将持续的改变剩余负荷曲线的形状,从而对其他机组的利用时间、平均意义上的利用水平产生影响。风电光伏对传统化石能源的替代,从来没有增量还是存量的区别。
因此,所谓可再生能源到底能否满足全部新增需求的问题,是一个十足的伪命题,是再一次基于基荷思维方式的理解。从全年来看,可再生能源的发电量如果高于需求的新增电量,不意味着其他机组就不需要了;如果低于需求的新增电量,不意味着传统化石能源机组不受影响,不意味着属于“纯增量”替代。更不意味着可再生能源“不能”满足全部新增需求,其原因往往是弃风限电,或者传统机组利用率过度的结果。这其中往往混杂着“倒果为因”的逻辑问题。
十四五规划抉择:必须基于8760小时负荷曲线做投资决策模拟
从操作环节,考虑电力负荷的波动,是给出一个对应于系统成本最小化最优结构的必要前提。
在可再生能源越来越多的情况下,与运行模拟模型的连接迭代或者耦合已经成为必须。因为只有生产环节的模拟,才能弄清楚传统能源的利用率是多大,从而关系到它们的长期成本与新增的合理性;才能弄清楚可再生能源可以获得多大的收益(其市场价值),从而关系到其与自身成本相比的竞争力。
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