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研究显示,当前电网系统调峰能力存在缺额,不足以支撑高比例新能源消纳,加剧了迎峰度夏期间的电网挑战。2030年,若保证新能源100%全额消纳,国家电网经营区的调峰能力缺额为3.98亿千瓦;若保证新能源利用率95%,国家电网经营区的调峰能力缺额为1.96亿千瓦。
电网平衡特征发生深刻变化
在业内人士看来,新能源占比增大给电力平衡带来新的挑战,电网平衡特性也随之发生深刻变化,从传统的“依赖常规电源”转变为“高度依赖新能源”,从“电力电量富余”转变为“电量整体富余、电力部分紧缺”新形态,平衡安全将成为电网清洁转型过程中的主要矛盾。
记者从陕西省电网公司了解到,以新能源出力创历史纪录的4月4日为例,新能源一天之内最大峰谷差达到963万千瓦,占当天最大负荷的47%。今年以来,平均峰谷差达到517万千瓦。新能源的不稳定性决定了其有效支撑电力平衡的难度大。
“在新能源高比例接入电力系统后,常规电源不仅要跟随负荷变化,还要平衡新能源出力波动。电网负荷变化规律性强,用电高峰、低谷明显;风电出力随机性、波动性强,预测难度大,大规模接入后极大增加了电网平衡困难。”中国科学院院士陈祖煜表示,“如今,电网系统调峰能力存在缺额,不足以支撑高比例新能源消纳。2030年,若保证新能源100%全额消纳,国家电网经营区的调峰能力缺额为3.98亿千瓦;若保证新能源利用率95%,国家电网经营区的调峰能力缺额为1.96亿千瓦。”
华北能监局曾预测,2021年迎峰度夏期间,华北电网最大负荷预计2.7亿千瓦,同比增长9.3%,存在约200万千瓦缺口,但如遭遇持续高温闷热天气,最大负荷预计2.8亿千瓦,电力缺口可能达1200万千瓦。同时,京津唐电网、河北南网和蒙西电网也都预计将出现不同程度电力缺口。
国家能源局近日发布的2021年6月各省级区域新能源并网消纳情况显示,北京、浙江、江苏、上海、江西等15个省1-6月的光伏利用率达到100%;天津、安徽、福建等14个省前6个月风电利用率达100%。虽然我国新能源消纳能力有所提升,但应对高比例新能源并网调峰问题仍是未来需重点解决的难题。
特别是今年的迎峰度夏,电网面临前所未有的挑战——暴雨、台风、高温、大比例新能源消纳等多重因素叠加,使电网安全稳定运行面临极大考验。为应对极端天气下的负荷激增,多地电网企业因地制宜探索实践了需求侧响应,实现了电网运行模式从传统的“源随荷动”向“源网荷储互动”模式转变。
新能源高比例并网加剧挑战
挖潜需求响应优势应对调峰
在碳达峰、碳中和以及电力需求快速增加的背景下,多省按下新能源转型的加速键,目前已有21个省市公布了“十四五”能源规划,16个省份明确了超258GW的光伏等可再生能源新增装机目标。
记者不完全统计发现,目前,全国6个省新能源装机占比超过30%,局部地区已形成了高比例新能源电力系统。例如,今年4月4日江苏新能源出力创历史纪录,最高达2370.5万千瓦,当时在江苏省用电负荷和发电出力中的比重首次双双突破40%。再如,今年4月30日陕西新能源发电首次突破千万千瓦大关,同比增长59.2%,首次超过火电发电电力,承担了当时陕西省用电负荷的53.7%,成为当时网内发电电力最大的电源类型。
多位业内人士对记者直言,随着新能源高比例并网,叠加多地刷新用电最大负荷纪录,今年或成为供电形势最严峻的一年。今年电网迎峰度夏最大的一个特点是,新能源消纳占比越来越大。预计“十四五”期间,新能源高比例并网将从局部向全国扩展,给迎峰度夏期间的电力调配带来更大挑战。
国网浙江电力调度控制中心副主任项中明直言,近年来,浙江省新增电源以风光新能源为主,而新能源电力供应受天气影响,随机性波动性较大。“加之浙江电力供应高度依赖四川、宁夏等送端和周边省份的支援,今年迎峰度夏期间全国送、受端供需平衡都偏紧,同时华东区域各省电力需求都有较快增长,跨省支援浙江能力下降,省外来电不确定性很大。”
如何缓解电力缺口?实际上,电网企业像个管道商,此前在供给侧做了很多工作,目前正在消费侧、需求侧深度挖潜。例如,山东省莱芜供电公司已将需求响应推广到电力用户、负荷聚合商、虚拟电厂运营商、新能源发电企业四类用户,近日有13家企业客户自主参与电力需求响应,原目标响应负荷4万千瓦,实际最大响应负荷为11万千瓦,超过目标值175%,缓解了电力供需矛盾。
“浙江省电网公司今年应对迎峰度夏的最大特点是大力推动需求响应。”国网浙江电力营销部副主任沈百强表示,需求响应是供电公司根据电网供需平衡的需要,向电力用户发出减少或者增加用电的邀约,电力用户自愿响应并在约定时间内短时优化用电负荷,达到削峰填谷的作用,缓解电力供需矛盾,保障电网稳定运行。
作为有别于“有序用电”的一种市场化模式,参与需求响应的用户可以获得相应的补贴,从而激发了电力用户的积极性和主动性。
沈百强介绍,在今年初严寒期间,他们就通过需求响应的方式,有效缓解了电网供需压力,平稳度过用电高峰,最高响应负荷达到650万千瓦。“目前,我们已经在全省建设储备了千万千瓦的需求响应资源池,且具备了最高用电负荷5%以上的削峰能力,同时实现了从潜力挖掘、响应实施、补贴发放等全业务过程线上化、数字化,使响应更加精准高效。”
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3月3日,安徽省工业和信息化厅关于做好全国工业领域电力需求侧管理典型案例(2025年)及第七批参考产品(技术)申报工作的通知。本次申报重点方向包括电力可调节负荷资源开发及应用、需求响应、电能替代、新型用户侧储能、虚拟电厂、源网荷储一体化、多能协同、能源数字化管理、用能智能化控制、电能质
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