提高新能源消納能力的解決之道

提高新能源消納能力的解決之道自20世紀(jì)80至90年代以來，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)隨著能源革命的浪潮快速成長，成為我國少數(shù)具有國際競爭力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，取得了舉世矚目的成就。2010年以后，新能源進(jìn)入了高速增長期，尤其是以光伏、風(fēng)力發(fā)電為代表的新能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模出現(xiàn)爆發(fā)式增長。近年來，隨著新能源產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，我國已經(jīng)成為全球新能源利用規(guī)模最大的國家。依靠政策扶持和技術(shù)創(chuàng)新，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)保持著高質(zhì)量發(fā)展，裝機(jī)規(guī)模日益壯大。我國風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模呈平穩(wěn)上升趨勢，新增裝機(jī)規(guī)模和累計(jì)裝機(jī)規(guī)模多年來均位列世界首位。2020年全年，全國電源新增裝機(jī)容量1.9億千瓦，其中新增風(fēng)電裝機(jī)容量7167萬千瓦，新增水電裝機(jī)容量1323萬千瓦。裝機(jī)容量保持穩(wěn)步增長勢頭，消納情況持續(xù)好轉(zhuǎn)。10年來，風(fēng)電年上網(wǎng)電量穩(wěn)步增長，占總上網(wǎng)電量的比重也穩(wěn)步提高。風(fēng)電開發(fā)重心加快轉(zhuǎn)向中東南部，開發(fā)模式進(jìn)一步豐富，創(chuàng)新能力突飛猛進(jìn)。?如何解決棄風(fēng)棄光的“頑疾”風(fēng)電裝機(jī)容量大幅提升，是否會產(chǎn)生新的消納難題呢？其實(shí)，從目前的數(shù)據(jù)來看，風(fēng)電裝機(jī)容量的增長處于合理范圍內(nèi)，屬于平穩(wěn)增長。此外，隨著國家能源局推出風(fēng)電監(jiān)測投資預(yù)警，處于紅色和橙色預(yù)警的區(qū)域，已經(jīng)分別暫停風(fēng)電開發(fā)建設(shè)和新增風(fēng)電項(xiàng)目，目前的新增裝機(jī)主要集中在消納條件較好的地區(qū)，不會出現(xiàn)消納困難。另外，就國家能源局發(fā)布的棄風(fēng)率數(shù)據(jù)而言，大部分棄風(fēng)限電嚴(yán)重地區(qū)的形勢進(jìn)一步好轉(zhuǎn)。其中，棄風(fēng)率較高的新疆、甘肅、內(nèi)蒙古等地區(qū)，棄風(fēng)率近三年來均呈現(xiàn)大幅下降的趨勢。隨著這些年產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我們對風(fēng)電光伏發(fā)電消納的認(rèn)識和理解也有新的變化。消納不能僅僅從并網(wǎng)的角度來看，還要統(tǒng)籌考慮火電、水電、核電等資源的經(jīng)濟(jì)利用以及社會承載力的問題。由于風(fēng)能、太陽能等新能源具有顯著的隨機(jī)性和波動性，導(dǎo)致規(guī)?；男履茉窗l(fā)電接入電力系統(tǒng)后，系統(tǒng)供應(yīng)側(cè)可調(diào)控性降低，電力系統(tǒng)呈現(xiàn)出較強(qiáng)的供需雙側(cè)隨機(jī)性。而這種雙側(cè)隨機(jī)性不僅會對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定產(chǎn)生影響，還會造成一定比例的棄風(fēng)棄光。棄風(fēng)現(xiàn)象是困擾風(fēng)電發(fā)展的一個(gè)頑疾，但在政府和電網(wǎng)企業(yè)的協(xié)同努力下，近年來我國棄風(fēng)率總體呈下降趨勢。2018年，棄風(fēng)限電狀況更是得到明顯好轉(zhuǎn)，棄風(fēng)電量為277億千瓦時(shí)，同比減少142億千瓦時(shí)，平均棄風(fēng)率7%，同比下降5%；2019年，風(fēng)電平均棄風(fēng)量和棄風(fēng)率再創(chuàng)新低，進(jìn)一步說明了我國風(fēng)電消納情況得到了很好改善。為保障風(fēng)電消納，一方面，政府部門推出多項(xiàng)強(qiáng)有力的措施。2016年，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于做好風(fēng)電、光伏發(fā)電全額保障性收購管理工作有關(guān)要求的通知》，明確了棄風(fēng)、棄光地區(qū)風(fēng)電、光伏發(fā)電收購最低年利用小時(shí)數(shù)。自2016年起，國家能源局每年定期發(fā)布風(fēng)電投資監(jiān)測預(yù)警信息，確保了風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)投資建設(shè)的合理性。2017年，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《解決棄水棄風(fēng)棄光問題實(shí)施方案》，提出要采取有效措施推動棄水棄風(fēng)棄光問題的有效解決，到2020年在全國范圍內(nèi)有效解決棄水、棄風(fēng)、棄光問題。另一方面，多年來，電網(wǎng)企業(yè)在新能源消納方面做了很多工作，實(shí)現(xiàn)了大范圍資源優(yōu)化配置。電網(wǎng)企業(yè)通過發(fā)揮平臺作用、加強(qiáng)風(fēng)電優(yōu)先調(diào)度、拓展省間發(fā)電權(quán)交易等多項(xiàng)舉措，在多方共同努力下，棄風(fēng)限電率得到有效控制。在智能化、信息化、數(shù)字化的時(shí)代背景下，為了提高風(fēng)電機(jī)組的可靠性和可利用率，增加電量產(chǎn)出，提升發(fā)電效益，企業(yè)紛紛著手對設(shè)計(jì)、運(yùn)營、大數(shù)據(jù)管理、能源管理、風(fēng)電場場群管理等進(jìn)行了智能化升級改造。比如近年來出現(xiàn)的無人機(jī)、激光雷達(dá)、風(fēng)電場智能管理平臺等，通過提前感知與預(yù)警，使風(fēng)機(jī)運(yùn)行處于最優(yōu)狀態(tài)，保障電量的穩(wěn)定可控；通過將采集、處理和分析機(jī)組運(yùn)行的數(shù)據(jù)反饋至前端設(shè)計(jì)研發(fā)環(huán)節(jié)，可以促進(jìn)風(fēng)機(jī)迭代升級，推出適應(yīng)性更好、運(yùn)行更可靠、發(fā)電更穩(wěn)定的風(fēng)機(jī)設(shè)備，增加其并網(wǎng)友好性；通過采用先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)，提高風(fēng)功率預(yù)測的準(zhǔn)確性，最大效率實(shí)現(xiàn)風(fēng)電平穩(wěn)地并網(wǎng)消納。在發(fā)電環(huán)節(jié)，利用新能源發(fā)電精確預(yù)測技術(shù)、新型發(fā)電設(shè)備及控制技術(shù)，最大程度做到對風(fēng)電等新能源發(fā)電出力的可調(diào)可控；在輸配環(huán)節(jié)，應(yīng)用新型的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、先進(jìn)的輸配電方式、控制和安全防御系統(tǒng)及儲能設(shè)施，使電網(wǎng)對新能源擁有足夠的接納能力。信息技術(shù)的應(yīng)用是解決棄風(fēng)限電、促進(jìn)風(fēng)電消納利用的有效手段，今后要繼續(xù)大力推進(jìn)智能化的進(jìn)程。智能化是新信息技術(shù)時(shí)代電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，能夠提高風(fēng)能等可再生能源的生產(chǎn)、輸送及消費(fèi)的靈活性和兼容性。無論是國家電網(wǎng)公司提出建設(shè)“三型兩網(wǎng)”世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，還是上線新能源云這一開放性新能源服務(wù)平臺，概括來說，有兩個(gè)重要作用:一方面是加速推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的有力保障。通過加強(qiáng)智能電網(wǎng)促進(jìn)可再生能源并網(wǎng)消納，對于實(shí)現(xiàn)到本世紀(jì)中葉我國能源發(fā)展的“兩個(gè)50%”目標(biāo)意義重大。另一方面是提升電網(wǎng)服務(wù)能力和效率的有效措施。通過新能源云等大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的互聯(lián)互通，提供準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的應(yīng)用信息，提高“源網(wǎng)荷儲”的協(xié)調(diào)性，增進(jìn)交互體驗(yàn)。?走向平價(jià)，走向現(xiàn)貨交易市場隨著新能源行業(yè)內(nèi)生需求持續(xù)旺盛以及補(bǔ)貼缺口日益擴(kuò)大，補(bǔ)貼退坡直至完全退出成為大勢所趨。2019年1月9日，國家發(fā)展改革委、國家能源局出臺了《關(guān)于積極推進(jìn)風(fēng)電、光伏發(fā)電無補(bǔ)貼平價(jià)上網(wǎng)有關(guān)工作的通知》，標(biāo)志著風(fēng)電、光伏發(fā)電行業(yè)邁進(jìn)平價(jià)時(shí)代。走向平價(jià)，有助于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)保持高質(zhì)量發(fā)展。發(fā)展新能源友好并網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，風(fēng)電將以更強(qiáng)的實(shí)力與傳統(tǒng)化石能源競爭，占據(jù)更大的市場份額，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)風(fēng)電從替代能源向主體能源的轉(zhuǎn)變?？梢哉f，平價(jià)上網(wǎng)是大勢所趨，是風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展走向成熟的應(yīng)有之義。在新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，政策補(bǔ)貼起到了市場導(dǎo)入、加速培育和調(diào)配外部效應(yīng)的作用。實(shí)際上，隨著技術(shù)的進(jìn)步，在資源優(yōu)良、建設(shè)成本低、投資和市場條件好的地區(qū)，風(fēng)電已基本具備與燃煤標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)平價(jià)的條件。平價(jià)上網(wǎng)對于風(fēng)電產(chǎn)業(yè)來說是正向刺激。為了平價(jià)上網(wǎng)的順利實(shí)施，政策給予了充分的支持和保障，破除附加稅費(fèi)、各類違規(guī)收費(fèi)等非技術(shù)成本障礙；明確各相關(guān)主體為迎接平價(jià)上網(wǎng)需要做出的努力。比如，地方政府應(yīng)優(yōu)先供應(yīng)平價(jià)項(xiàng)目用地。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)按國家法律和政策要求承擔(dān)接網(wǎng)等配套電網(wǎng)工程建設(shè)投資，做好項(xiàng)目建設(shè)銜接，保障項(xiàng)目建成后能夠及時(shí)并網(wǎng)運(yùn)行，保障優(yōu)先發(fā)電和全額收購項(xiàng)目電量。再比如，金融機(jī)構(gòu)應(yīng)支持無補(bǔ)貼風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)，創(chuàng)新金融服務(wù)產(chǎn)品和模式。降本增效是新能源產(chǎn)業(yè)面對的首要課題，無補(bǔ)貼平價(jià)上網(wǎng)政策有助于推動發(fā)電企業(yè)不斷改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)。在利好政策的支持下，企業(yè)應(yīng)逐步走出“舒適區(qū)”，主動適應(yīng)新時(shí)代，在條件具備的情況下積極先行先試，為實(shí)現(xiàn)全面平價(jià)上網(wǎng)做好充足的準(zhǔn)備:對設(shè)計(jì)、開發(fā)建設(shè)、運(yùn)維管理等各環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)和方案優(yōu)化創(chuàng)新；推進(jìn)數(shù)字化、智能化、信息化在風(fēng)電中進(jìn)行應(yīng)用；加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同合作，在保障產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高風(fēng)能的利用率。通過合理有效的措施，企業(yè)必將不斷降低全生命周期度電成本，掌握平價(jià)上網(wǎng)的主動權(quán)，實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的發(fā)展。同時(shí)，建立電力現(xiàn)貨市場交易為新能源消納提供了更多的可能。電力現(xiàn)貨市場是一種短期和即時(shí)市場，能夠兼容新能源波動性、隨機(jī)性等特點(diǎn)，有利于擴(kuò)大新能源消納空間?，F(xiàn)貨市場，是電力體制改革的必然方向。電力現(xiàn)貨市場建設(shè)是落實(shí)國家電力體制改革和能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的要求，是發(fā)揮區(qū)域經(jīng)濟(jì)能源互補(bǔ)特點(diǎn)、解決新能源消納的需要，對能源電力行業(yè)提質(zhì)增效、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整至關(guān)重要。由于傳統(tǒng)能源外部成本較高，如果建立了完善的現(xiàn)貨市場，那么風(fēng)電可以憑借邊際成本低的優(yōu)勢贏得更大的市場份額，其消納比重將會大幅上升。也就是說，現(xiàn)貨交易機(jī)制將掃清可再生能源發(fā)展的障礙，為風(fēng)電大規(guī)模消納的市場化解決提供新的可能途徑。我們還需要重視調(diào)峰、調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)的作用。通過電力現(xiàn)貨市場與調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)市場的有機(jī)結(jié)合，保證以風(fēng)電、光伏發(fā)電為主的新能源電量在現(xiàn)貨市場獲得更多交易份額。建立輔助服務(wù)市場一方面可以實(shí)現(xiàn)輔助