電力系統(tǒng)可再生能源消納

電力系統(tǒng)可再生能源消納

I目錄

■CONTENTS

第一部分可再生能源消納概述................................................2

第二部分影響可再生能源消納的因素..........................................4

第三部分可再生能源消納技術途徑............................................8

第四部分電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力提升.............................................12

第五部分需求側響應與儲能協(xié)同.............................................15

第六部分市場機制與政策支持...............................................18

第七部分可再生能源消納評估與預測.........................................21

第八部分可再生能源消納未來趨勢...........................................24

第一部分可再生能源消納概述

可再生能源消納概述

可再生能源消納是指將間歇性、波動性的可再生能源，如風能、太陽

能等，安全、可靠、經(jīng)濟地并入現(xiàn)有的電力系統(tǒng)，滿足電力負荷需求

的過程?？稍偕茉聪{面臨著諸多挑戰(zhàn)，包括：

間歇性和波動性：可再生能源的輸出高度依賴于自然條件，如風速、

日照，具有很強的間歇性和波動性。這使得電力系統(tǒng)無法準確預測可

再生能源的發(fā)電量，從而增加了供需平衡的難度。

棄電問題：當可再經(jīng)能源發(fā)電量超過電力系統(tǒng)需求時，會出現(xiàn)棄電問

題。棄電會導致可再生能源投資浪費，并抑制可再生能源的發(fā)展。

系統(tǒng)慣量下降：傳統(tǒng)火電、水電等發(fā)電設備具有高慣量，可以穩(wěn)定系

統(tǒng)頻率。隨著可再生能源發(fā)電量的增加，系統(tǒng)慣量下降，導致頻率波

動風險增加。

電網(wǎng)穩(wěn)定性問題：可再生能源發(fā)電的波動性和間歇性，會導致電網(wǎng)電

壓和頻率波動，增加電網(wǎng)穩(wěn)定性風險。

經(jīng)濟性問題：可再”能源發(fā)電成本較高，需要政府補貼才能與傳統(tǒng)化

石能源競爭。隨著可再生能源發(fā)電量的增加，補貼成本也會增加，給

政府財政帶來壓力C

技術措施：

為了解決可再生能源消納問題，需要采取一系列技術措施，包括：

儲能技術：儲能技術可以彌補可再生能源發(fā)電的間歇性和波動性，在

可再生能源發(fā)電量不足時釋放電能，在可再生能源發(fā)電量過剩時吸收

電能。

需求側響應：需求側響應是指通過價格信號或其他激勵機制，引導用

戶改變用電行為，以適應可再生能源的發(fā)電特性。例如，通過峰谷電

價機制，引導用戶在可再生能源發(fā)電量充足時增加用電量，減少棄電。

電網(wǎng)柔性調(diào)節(jié)：電網(wǎng)柔性調(diào)節(jié)技術可以提高電網(wǎng)的適應性，增強電網(wǎng)

對可再生能源發(fā)電波動的響應能力。例如，采用調(diào)相設備、儲能裝置

等，對電網(wǎng)參數(shù)進行快速調(diào)節(jié)。

輸電網(wǎng)絡優(yōu)化：輸電網(wǎng)絡優(yōu)化可以改善可再生能源發(fā)電的傳輸和分配,

提高消納能力。例如，建設特高壓輸電線路，擴大輸電范圍。

政策措施：

除了技術措施外，還需要采取一系列政策措施來促進可再生能源消納,

包括：

可再生能源優(yōu)先調(diào)度：優(yōu)先調(diào)度可再生能源發(fā)電，減少棄電。

補貼政策：提供財政補貼，降低可再生能源發(fā)電成本。

綠證交易：建立綠證交易機制，鼓勵可再生能源發(fā)電。

容量市場：建立容量市場，保障可再生能源電廠的收益。

數(shù)據(jù)和信息共享：建立完善的可再生能源發(fā)電數(shù)據(jù)共享平臺，提高電

力系統(tǒng)對可再生能源發(fā)電的預測能力。

可再生能源消納目標：制定可再生能源消納目標，明確階段性目標，

推動可再生能源發(fā)展。

結語

可再生能源消納是實現(xiàn)可持續(xù)能源轉型的重要環(huán)節(jié)。通過采取綜合的

技術和政策措施，可以有效解決可再生能源消納問題，促進可再生能

源的健康發(fā)展，為低碳社會建設和生態(tài)文明建設做出貢獻。

第二部分影響可再生能源消納的因素

關鍵詞關鍵要點

可再生能源特性

*間歇性、波動性：可再生能源以自然資源為驅(qū)動，受季節(jié)、

天氣等因素影響，發(fā)電輸出具有不穩(wěn)定、unpredictable特

性，難以預測和控制。

*分布式、分散性：可再生能源發(fā)電設施往往分布廣泛，具

有分散式特征，對電網(wǎng)運行平穩(wěn)和安全帶來一定考驗。

*規(guī)模波動性：隨著可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)，其裝機容量和

出力波動對電網(wǎng)穩(wěn)定性、可拿性提出更高要求。

電網(wǎng)特性

*慣性不足：可再生能源電站慣性較低，缺乏旋轉質(zhì)量，在

系統(tǒng)頻率擾動時，對電網(wǎng)穩(wěn)定性支撐不足。

*電壓穩(wěn)定性：可再生能源發(fā)電依賴外部電源，當電網(wǎng)電壓

下降時，其出力可能下降或退出，進一步加劇電壓穩(wěn)定性問

題。

*電能質(zhì)量：可再生能源發(fā)電輸出中可能含有諧波、電壓波

動等電能質(zhì)量問題，對電網(wǎng)諧波污染、電壓穩(wěn)定性和電器設

備運行產(chǎn)生影響。

負荷特性

*負荷彈性：負荷彈性是指負荷對價格、可靠性等因素的響

應能力，可調(diào)節(jié)負荷通過主動參與需求響應等方式平衡可

再生能源出力波動。

*負荷預測：準確的負荷預測是穩(wěn)定電網(wǎng)運行、保障電能供

需平衡的基礎，對于可再生能源消納尤為重要。

*負荷轉移：靈活轉移負荷可以平衡可再生能源出力波動，

緩解電網(wǎng)壓力，提高可再生能源利用率。

儲能技術

*調(diào)峰調(diào)頻：儲能系統(tǒng)可通過充放電快速響應電網(wǎng)需求，為

電網(wǎng)提供調(diào)峰調(diào)頻服務，平衡可再生能源出力波動。

*備用電源：儲能系統(tǒng)可作為備用電源，在電網(wǎng)故障或可再

生能源出力不足時提供支撐，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定。

*電能質(zhì)量改善：儲能系統(tǒng)可通過平滑出力曲線、抑制諧波

污染等方式改善電能質(zhì)量，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性和安全性。

智能電網(wǎng)技術

*先進測量技術：提升對電網(wǎng)狀態(tài)的感知與監(jiān)測能力，為可

再生能源消納提供實時、精準的數(shù)據(jù)支持。

*信息通信技術：通過強大通信網(wǎng)絡和信息傳輸技術，實現(xiàn)

電網(wǎng)各環(huán)節(jié)信息互通共享，為可再生能源消納提供決策依

據(jù)。

*決策優(yōu)化技術：利用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術，建立智能

決策模型，優(yōu)化調(diào)度、控制策略，最大化可再生能源利用效

率。

市場機制

*可再生能源補貼：政府通過補貼政策支持可再生能源發(fā)

展，鼓勵其大規(guī)模并網(wǎng)，促進可再生能源消納。

*可再生能源配額制：設置可再生能源發(fā)電配額，強制電網(wǎng)

企業(yè)采購一定比例的可再生能源電量，保障可再生能源消

納渠道。

*可再生能源綠色證書交易：建立綠色證書交易機制，通過

市場化手段，鼓勵可再生能源發(fā)電，促進可再生能源消納。

影響可再生能源消納的因素

可再生能源消納受多種因素影響，包括：

發(fā)電特性

*間歇性和波動性：太陽能和風能等可再生能源發(fā)電受天氣條件影響,

具有間歇性和波動性，導致電網(wǎng)輸出不穩(wěn)定。

*峰谷差：可再生能源發(fā)電的峰谷差較大。如光伏發(fā)電在中午時段發(fā)

電量大，而風電在夜間發(fā)電量大。

*不確定性：可再竺能源發(fā)電受天氣等因素影響，其出力預測存在不

確定性，給電網(wǎng)調(diào)度帶來挑戰(zhàn)。

電網(wǎng)結構

*電網(wǎng)容量：當可再生能源發(fā)電量超過電網(wǎng)容量時，會導致棄電。

*輸電能力：電網(wǎng)輸電能力不足會限制可再生能源送出電量，導致棄

電。

*調(diào)峰能力：電網(wǎng)缺乏足夠的調(diào)峰能力難以應對可再生能源的間歇性

和波動性，導致電網(wǎng)不穩(wěn)定。

系統(tǒng)運行

*發(fā)電成本：可再芻能源發(fā)電成本較傳統(tǒng)化石能源發(fā)電成本高，導致

其消納困難。

*電價機制：電價機制不合理會制約可再生能源消納。

*電網(wǎng)調(diào)度策略：不合理的電網(wǎng)調(diào)度策略會導致可再生能源出力受限,

造成棄電。

政策因素

*可再生能源配額：政府出臺可再生能源配額政策，要求電網(wǎng)企業(yè)消

納一定比例的可再生能源，促進可再生能源消納。

*可再生能源補貼：政府對可再生能源發(fā)電企業(yè)提供補貼，降低其發(fā)

電成本，促進可再生能源發(fā)展。

*市場機制：建立可再生能源交易市場，通過市場機制促進可再生能

源消納。

技術因素

*儲能技術：儲能技術可以儲存可再生能源發(fā)電的過剩電量，在電網(wǎng)

需求高時釋放，彌補可再生能源發(fā)電的間歇性和波動性。

*靈活發(fā)電技術：靈活發(fā)電技術（如燃氣輪機等）可以快速啟停，適

應可再生能源發(fā)電的波動性，保證電網(wǎng)穩(wěn)定。

*智能電網(wǎng)技術：智能電網(wǎng)技術可以實時監(jiān)測和控制電網(wǎng)運行，提高

電網(wǎng)的調(diào)峰能力，促進可再生能源消納。

需求側響應

*需求響應機制：需求響應機制可以通過價格信號或其他激勵措施引

導用戶在可再生能源發(fā)電量充足時主動減少用電，促進可再生能源消

納。

*用戶側儲能：用戶側儲能可以通過儲存可再生能源發(fā)電的過剩電量,

在電網(wǎng)需求高時釋放，降低電網(wǎng)負荷，促進可再生能源消納。

*電動汽車：電動汽車可以通過儲存可再生能源發(fā)電的過剩電量，在

電網(wǎng)需求高時向電網(wǎng)放電，參與電網(wǎng)調(diào)峰，促進可再生能源消納。

數(shù)據(jù)

*中國可再生能源消納率：2021年，中國可再生能源棄電率為11.7%,

同比下降2.2個百分點。

*美國可再生能源消納率：2021年，美國可再生能源發(fā)電量占總發(fā)

電量的27%,但棄電率高達15%。

*全球可再生能源消納現(xiàn)狀：截至2021總，全球可再生能源棄電率

約為10%o

不斷發(fā)展的領域

可再生能源技術進步：可再生能源發(fā)電技術不斷進步，如光伏電池轉

換效率提高，風機更大更輕，降低了發(fā)電成本。

儲能技術創(chuàng)新：儲能技術不斷創(chuàng)新，降低了儲能成本，提高了可再生

能源消納能力。

智能電網(wǎng)發(fā)展：智能電網(wǎng)技術的發(fā)展，提高了電網(wǎng)靈活性，適應了可

再生能源發(fā)電的波動性。

需求側響應策略：需求側響應策略不斷優(yōu)化，提高了可再生能源消納

能力。

第三部分可再生能源消納技術途徑

關鍵詞關鍵要點

智能電網(wǎng)建設

1.利用信息通信技術，增強電網(wǎng)可觀測性、可控性和靈活

性，提高可再生能源消納能力。

2.構建分布式智能電網(wǎng)架構，實現(xiàn)電網(wǎng)扁平化、智能化，

促進分布式可再生能源接入。

3.發(fā)展柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)技術，提升電網(wǎng)對可

再生能源波動性的適應性。

儲能技術應用

1.抽水蓄能、飛輪儲能、電池儲能等技術廣泛應用，熨平

可再生能源出力波動，彌補間歇性問題。

2.探索新型儲能技術，如液流電池、超級電容器、氫儲能，

提高儲能效率和經(jīng)濟性。

3.推進儲能技術與可再生能源協(xié)同發(fā)展，形成“源-網(wǎng)-荷-

儲”一體化系統(tǒng)。

負荷側管理

1.通過智能電表、智能終端，實現(xiàn)用電側的實時監(jiān)測、控

制和優(yōu)化，調(diào)整負荷曲線，消納可再生能源。

2.發(fā)展可調(diào)節(jié)負荷，如電動汽車、冷熱負荷，參與需求響

應，增加可再生能源消綱空間。

3.推行時間電價、容量電價等激勵措施，引導用戶錯峰用

電，優(yōu)化負荷分布。

可再生能源預測與調(diào)度

1.采用先進的氣象預報技術、大數(shù)據(jù)分析和機器學習算法，

提高可再生能源出力預測精度。

2.構建可再生能源優(yōu)化調(diào)度平臺，基于預測結果科學安排

可再生能源出力，平衡電網(wǎng)供需。

3.推動可再生能源與常規(guī)電源協(xié)同調(diào)度,保障電網(wǎng)安全穩(wěn)

定運行。

市場機制創(chuàng)新

1.建立可再生能源綠色電力交易機制，為可再生能源消納

提供價格支持。

2.發(fā)展輔助服務市場，鼓勵可再生能源參與頻率調(diào)節(jié)、備

用容量等服務，提高其消納利用率。

3.推行容量電價機制，保證可再生能源發(fā)電項目的經(jīng)濟可

行性。

技術研發(fā)與示范

1.加強可再生能源消納技術的研發(fā)與創(chuàng)新，探索前沿技術，

提高消納能力。

2.建設可再生能源消納示范基地，驗證新技術、新模式，

推動產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

3.培育可再生能源消納技術產(chǎn)業(yè)鏈，形成自主可控的研發(fā)、

生產(chǎn)和供應體系。

可再生能源消納技術途徑

一、需求側管理

1.負荷側儲能

利用儲能設備在可再生能源出力不足時釋放儲備電能，彌補電網(wǎng)供需

缺口。

2.需求響應

通過價格機制或其他激勵手段，引導用戶在可再生能源高發(fā)電時段減

少用電，低發(fā)電時段增加用電。

3.電動汽車可控充電

通過對電動汽車充電過程進行優(yōu)化管理，在可再生能源高發(fā)電時段優(yōu)

先充電，錯峰時段充電。

二、電源側調(diào)控

1.風電場出力預測和調(diào)控

利用風場出力預測技術，提前預知可再生能源出力變化，并通過儲能

或其他調(diào)節(jié)手段平滑出力波動。

2.光伏發(fā)電出力調(diào)節(jié)

通過跟蹤系統(tǒng)或其他技術手段，調(diào)整光伏組件的傾角或光伏逆變器的

輸出功率，優(yōu)化光伏發(fā)電出力。

3.抽水蓄能

利用抽水蓄能電站，在可再生能源出力高時抽水蓄能，低發(fā)電時段放

水發(fā)電，實現(xiàn)電網(wǎng)能量的時移儲能。

三、電網(wǎng)優(yōu)化

1.柔性輸電

采用柔性輸電技術，提升電網(wǎng)的調(diào)控能力，增強可再生能源并網(wǎng)穩(wěn)定

性。

2.虛擬慣量控制

通過利用儲能設備或其他調(diào)控手段，提供虛擬慣量，彌補可再生能源

對電網(wǎng)慣量不足的影響。

3.電網(wǎng)拓撲結構優(yōu)化

通過優(yōu)化電網(wǎng)拓撲結構，合理配置輸電線路和變電站，增強電網(wǎng)對可

再生能源的消納能力。

四、市場機制

1.電力市場改革

建立完善的電力市場機制，引入容量市場、輔助服務市場等，為可再

生能源消納提供經(jīng)濟激勵。

2.綠色證書制度

通過發(fā)放綠色證書，對可再生能源發(fā)電企業(yè)進行補貼，促進可再生能

源發(fā)展和消納。

五、技術突破

1.高效儲能技術

研發(fā)高容量、高效率、低成本的儲能技術，提升可再生能源消納能力。

2.智能電網(wǎng)技術

運用信息技術、自動化技術，實現(xiàn)電網(wǎng)的智能化運營，提升電網(wǎng)對可

再生能源的消納效率。

3.柔性分散電網(wǎng)

構建柔性分散電網(wǎng)，利用分布式電源和儲能技術，增強電網(wǎng)對可再生

能源的消納能力。

六、政策支持

1.政策法規(guī)

制定支持可再生能源消納的政策法規(guī)，明確相關目標、責任和激勵措

施。

2.規(guī)劃引導

在電網(wǎng)規(guī)劃和建設中，充分考慮可再生能源消納需求，科學布局輸電

線路和變電站。

3.財政補貼

對可再生能源發(fā)電企業(yè)、儲能設備制造商等提供財政補貼，促進可再

生能源消納技術發(fā)展。

第四部分電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力提升

關鍵詞關鍵要點

柔性直流輸電（柔直）

1.促進電能遠距離輸送：采用電壓源換流器（VSC）技術，

實現(xiàn)電能功率流的雙向可控，打破傳統(tǒng)交流輸電距離限制。

2.提升電網(wǎng)動態(tài)穩(wěn)定性：利用柔直調(diào)節(jié)系統(tǒng)慣性和阻尼，

抑制系統(tǒng)低頻振蕩，增強電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

3.優(yōu)化可再生能源消納：柔直可將遠距離可再生能源資源

匯集到負荷中心，減輕區(qū)間歇性和波動性帶來的負面影響。

可調(diào)速儲能技術

1.靈活性增強：儲能系統(tǒng)采用可調(diào)速技術，可實現(xiàn)充放電

功率和充電/放電速率的快速調(diào)節(jié)，適應不同場景需求C

2.提供快速響應能力：可調(diào)速儲能響應速度快，可在電網(wǎng)

頻率或電壓異常時快速提供支撐，保持電網(wǎng)平衡。

3.優(yōu)化可再生能源利用：配合可再生能源，可調(diào)速儲能可

儲存多余電量，在低發(fā)電時段釋放電量，平滑可再生能源

出力。

虛擬同步機（VSG）技術

1.模擬同步機特性：通過控制電子電力設備，VSG技術模

擬同步機的慣性和響應特性，參與系統(tǒng)調(diào)頻。

2.增強頻率慣量：VSG技術增加電網(wǎng)系統(tǒng)中的虛擬慣量，

抑制頻率偏差，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。

3.提高可再生能源滲透率：VSG技術可提升電網(wǎng)對可再生

能源高比例并網(wǎng)的支持能力，降低可再生能源波動性對電

網(wǎng)的影響。

需求側響應（DSR）

1.主動參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)：DSR技術使電網(wǎng)需求側可響應電網(wǎng)

信號，主動調(diào)整用電行為，幫助平衡電網(wǎng)供需。

2.提高電網(wǎng)規(guī)劃效率：通過聚集可調(diào)節(jié)負荷，DSR技術提

供電網(wǎng)規(guī)劃決策的有價值信息，優(yōu)化電網(wǎng)投資。

3.促進可再生能源消納：DSR技術可配合可再生能源，在

可再生能源出力高時減少用電，在出力低時增加用電，提

高可再生能源利用率。

分布式發(fā)電（DG）

1.就近消納可再生能源：DG通常部署在可再生能源資源

豐富的地區(qū)，就近消納可再生能源，減少遠距離輸電損耗.

2.增強電網(wǎng)彈性：DG分布分散，提高了電網(wǎng)的彈性，在主

電網(wǎng)故障時可繼續(xù)提供電力供應。

3.促進電網(wǎng)互動：DG可與電網(wǎng)雙向互動，利用電網(wǎng)資源

優(yōu)化自身運行，同時為電網(wǎng)提供調(diào)節(jié)能力。

智能電網(wǎng)技術

1.實時監(jiān)測與控制：智能電網(wǎng)技術利用傳感器、通信和控

制系統(tǒng)，實時監(jiān)測和控制電網(wǎng)運行，提高系統(tǒng)可觀測性和

可控性。

2.優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)度：通過大數(shù)據(jù)分析和算法優(yōu)化，智能電網(wǎng)

技術提升電網(wǎng)調(diào)度效率，協(xié)調(diào)可再生能源消納和負荷需求。

3.推動電網(wǎng)數(shù)字化轉型：智能電網(wǎng)技術促進電網(wǎng)數(shù)字化轉

型，使電網(wǎng)更加智能化、自動化和信息化，為可再生能源大

規(guī)模并網(wǎng)提供基礎。

電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力提升

在電力系統(tǒng)可再生能源消納中，電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力至關重要。電力系

統(tǒng)中可再生能源的波動性和間歇性對電網(wǎng)穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)。為了有

效消納可再生能源并保持電網(wǎng)可靠性，需要提升電網(wǎng)的靈活調(diào)節(jié)能力。

靈活調(diào)節(jié)能力的組成

電網(wǎng)的靈活調(diào)節(jié)能力包括以下幾個方面的能力：

*發(fā)電側調(diào)節(jié)：傳統(tǒng)火電機組、燃氣輪機和蓄能裝置可以快速調(diào)節(jié)出

力，滿足電網(wǎng)對功率平衡的要求。

*電網(wǎng)側調(diào)節(jié)：調(diào)相器、可調(diào)式無功補償裝置和輸電線路可控開關設

備可以快速調(diào)節(jié)無功功率，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓。

*需求側調(diào)節(jié)：可控負荷、儲能裝置和電動汽車可以響應電網(wǎng)調(diào)度，

調(diào)整用電負荷。

提升電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力的措施

為了提升電網(wǎng)的靈活調(diào)節(jié)能力，需要采取乂下措施：

1.加強發(fā)電側調(diào)節(jié)能力

*增加燃氣輪機、蓄能裝置等調(diào)峰調(diào)頻電廠的裝機容量。

*改造現(xiàn)有火電機組，提高其出力調(diào)節(jié)速度和頻率響應能力。

*優(yōu)化調(diào)度策略，充分利用現(xiàn)有發(fā)電資源的調(diào)節(jié)能力。

2.優(yōu)化電網(wǎng)側調(diào)節(jié)設備

*增加調(diào)相器、可控無功補償裝置的容量和分布。

*優(yōu)化輸電線路可控開關設備的配置，提高電網(wǎng)的無功傳輸能力。

*引入電壓動態(tài)穩(wěn)定器，提高電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性。

3.發(fā)展需求側調(diào)節(jié)資源

*鼓勵可控負荷參與需求側響應，為電網(wǎng)提供可調(diào)的負荷調(diào)節(jié)能力。

*推廣儲能裝置的應用，為電網(wǎng)提供快速、大容量的電力調(diào)節(jié)。

*支持電動汽車的雙向充電技術，利用電動汽車電池作為分布式儲能

資源。

4.完善電網(wǎng)調(diào)度和控制體系

*采用先進的調(diào)度優(yōu)化技術，提高電網(wǎng)對波動性可再生能源的響應能

力。

*構建實時調(diào)度與控制平臺，實現(xiàn)電網(wǎng)狀態(tài)的實時監(jiān)測和調(diào)節(jié)。

*加強電網(wǎng)的故障恢復能力，提高電網(wǎng)應對擾動的適應性。

5.推動新興技術的研究和應用

*探索分布式可再生能源、可控電流限制器等新興技術的應用，增強

電網(wǎng)的分布式調(diào)節(jié)能力。

*研究和開發(fā)新型儲能技術，提高儲能裝置的容量、效率和壽命。

*推進智慧電網(wǎng)技術，提升電網(wǎng)的數(shù)字化和智能化水平。

數(shù)據(jù)支持

根據(jù)國家能源局數(shù)據(jù)，截至2022年底，中國可再生能源發(fā)電裝機容

量達11.99億千瓦，占總裝機容量的45.7%o其中，風電裝機容量

3.84億千瓦，太陽能裝機容量3.68億千瓦，均居世界第一。

隨著可再生能源的快速發(fā)展，電網(wǎng)對靈活調(diào)節(jié)能力的需求也越來越大。

2022年，全國電力系統(tǒng)調(diào)峰容量為1.31億千瓦，調(diào)頻容量為15630

萬千瓦，分別比2021年增長5.5%和2.3%o

結論

提升電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力是實現(xiàn)電力系統(tǒng)可再生能源大規(guī)模消納的關

鍵。通過采取以上措施，可以增強電網(wǎng)對波動性可再生能源的響應能

力，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。未來，隨著可再生能源的進一步發(fā)展，

電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力將成為電力系統(tǒng)發(fā)展的核心競爭力。

第五部分需求側響應與儲能協(xié)同

關鍵詞關鍵要點

需求側響應與儲能協(xié)同

1.需求響應與儲能的互補性：需求側響應（DR）可通過調(diào)

整用電時間和負荷，緩解可再生能源波動帶來的電網(wǎng)壓力，

而儲能系統(tǒng)可存儲可再生能源富余電量，在需求高峰時釋

放電能，實現(xiàn)電網(wǎng)平衡。

2.協(xié)調(diào)優(yōu)化協(xié)同：DR和儲能協(xié)同優(yōu)化可提高電網(wǎng)靈活性，

降低棄電率。通過DR削峰填谷，儲能系統(tǒng)可有效填補DR

調(diào)整后的電能缺口，實現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定運行。

3.經(jīng)濟效益提升：DR和儲能協(xié)同可降低電網(wǎng)運行成本。

DR通過降低峰值負荷，減少輸電損耗和電網(wǎng)投資；儲能系

統(tǒng)可平抑電價波動，降低用電成本。

需求側響應的激勵機制

1.時間電價：根據(jù)不同時段電價的高低浮動，引導用戶在

低價時段用電，在高價時段減少用電，從而緩解電網(wǎng)壓力。

2.直接激勵：向用戶提供直接的經(jīng)濟補償，如補貼或折扣，

以鼓勵其參與DRt,

3.間接激勵：通過政策或法規(guī)等措施，如設定棄電考核指

標或懲罰機制，促使用戶參與DR,從而降低棄電率。

儲能系統(tǒng)的技術發(fā)展

1.新材料突破：電極材料、隔膜材料等新材料的應用，提

高儲能系統(tǒng)能量密度和循環(huán)壽命。

2.新型儲能技術：全機液流電池、壓縮空氣儲能、飛輪儲

能等新型儲能技術興起，拓展了儲能應用場景。

3.智能控制優(yōu)化：人工智能、大數(shù)據(jù)等技術應用于儲能系

統(tǒng)控制，提升儲能系統(tǒng)調(diào)度效率和響應速度。

需求側響應與儲能的應月前

景1.分布式能源接入：DR和儲能協(xié)同可有效提高分布式可

再生能源接入比例，促進清潔能源發(fā)展。

2.電網(wǎng)彈性提升：通過DR和儲能協(xié)調(diào)優(yōu)化，電網(wǎng)對可再

生能源波動的適應能力增強，提升電網(wǎng)彈性。

3.用能側智能化：DR和儲能協(xié)同推動用能側智能化，用戶

可便捷參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)，提升電能利用效率。

當前面臨的挑戰(zhàn)

1.用戶參與度低：用戶對DR和儲能認識不足，激勵機制

不完善，導致參與度低。

2.電網(wǎng)調(diào)度協(xié)同難：DR和儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)調(diào)度互動加同

難度大，需要完善的調(diào)度策略和管理體系。

3.成本效益平衡：DR和儲能協(xié)同需要權衡成本和收益，優(yōu)

化投資策略，實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。

需求側響應與儲能協(xié)同

需求側響應(DR)是一種通過激勵用戶改變用電模式，從而實現(xiàn)電網(wǎng)

負荷削峰填谷的手段。儲能系統(tǒng)則通過存儲電能，在電網(wǎng)需要時釋放

電能，從而平衡電力供需。將需求側響應與儲能協(xié)同，可以有效提高

可再生能源的消納，提升電力系統(tǒng)的靈活性。

協(xié)同機制

需求側響應與儲能協(xié)同的機制主要包括：

*DR信號觸發(fā)儲能充放電：當電網(wǎng)負荷較高時，DR系統(tǒng)向用戶發(fā)送

信號，激勵用戶減少用電，同時觸發(fā)儲能系統(tǒng)放電，向電網(wǎng)提供電能。

當電網(wǎng)負荷較低時，DR系統(tǒng)向用戶發(fā)送信號，鼓勵用戶增加用電，同

時觸發(fā)儲能系統(tǒng)充電，吸收電網(wǎng)中的過剩電能。

*儲能容量優(yōu)化：根據(jù)DR信號和電網(wǎng)負荷預測，優(yōu)化儲能系統(tǒng)的容

量和充放電策略。在電網(wǎng)負荷高峰時，儲能系統(tǒng)優(yōu)先放電，為DR創(chuàng)

造條件；在電網(wǎng)負荷低谷時，儲能系統(tǒng)優(yōu)先充電，吸收過剩電能。

*用戶參與激勵：為用戶參與需求側響應和儲能協(xié)同提供激勵機制，

鼓勵用戶積極響應3R信號，優(yōu)化用電模式，并合理利用儲能系統(tǒng)。

協(xié)同優(yōu)勢

需求側響應與儲能協(xié)同具有以下優(yōu)勢：

*提高可再生能源消納：可再生能源出力波動性大，需求側響應和儲

能協(xié)同可以靈活調(diào)整負荷曲線，削峰填谷，提高可再生能源的消納能

力。

*提升電力系統(tǒng)靈活性：通過快速響應DR信號，儲能系統(tǒng)可以為電

力系統(tǒng)提供調(diào)頻、調(diào)壓等輔助服務，增強電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

*優(yōu)化電力系統(tǒng)成本：需求側響應和儲能協(xié)同可以減少棄風棄光，提

高電網(wǎng)運行效率，降低電力系統(tǒng)運行成本。

*降低用戶電費支出：用戶參與需求側響應，可以通過改變用電模式,

調(diào)整用電負荷峰谷差，降低電費支出。

協(xié)同實踐

近年來，國內(nèi)外已開展了一系列需求側響應與儲能協(xié)同的實踐，取得

了較好的效果：

*加州DemandResponseAuctionMechanism(DRAM)：加州采用容

量市場機制，通過拍賣的方式向需求側響應資源和儲能系統(tǒng)提供補償,

促進其參與電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻。

*德國虛擬電廠：德國建立了虛擬電廠，將分布式儲能系統(tǒng)、司再生

能源發(fā)電設備和電動汽車等資源整合起來，參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻。

*中國山西大同需求響應儲能示范項目：山西大同建設了

120MW/240MWh儲能系統(tǒng),通過配合需求側響應,消納可再生能源，降

低棄風率。

展望

需求側響應與儲能協(xié)同是提高可再生能源消納、提升電力系統(tǒng)靈活性

的重要手段。隨著可再生能源滲透率的不斷提高和電網(wǎng)智能化的發(fā)展,

需求側響應與儲能協(xié)同將發(fā)揮越來越重要的作用。未來，需要進一步

完善DR信號機制、優(yōu)化儲能運營策略、探索多元化激勵方式，推動

需求側響應與儲能協(xié)同健康發(fā)展。

第六部分市場機制與政策支持

關鍵詞美鍵要點

市場機制

1.可再生能源優(yōu)先調(diào)度磯制：優(yōu)先調(diào)度可再生能源發(fā)電，

保證其消納；建立綠色電力交易市場，促進可再生能源電力

的交易。

2.容量市場：通過容量支付機制，補償可再生能源發(fā)電企

業(yè)在提供容量保障時的損失，確?？稍偕茉措娏Φ姆€(wěn)定

供應。

3.綠色證書市場：為可再生能源發(fā)電頒發(fā)綠色證書，允許

發(fā)電企業(yè)出售證書以獲得額外收益，促進可再生能源投資。

政策支持

1.可再生能源補貼：政府為可再生能源發(fā)電提供財政補貼，

降低可再生能源發(fā)電成本，提高其競爭力。

2.減免稅收：對可再生能源企業(yè)提供稅收減免優(yōu)惠，降低

其運營成本，促進可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3.并網(wǎng)優(yōu)先權：規(guī)定可再生能源發(fā)電項目優(yōu)先接入電網(wǎng)，

確保其消納；建立綠色通道審批機制，簡化可再生能源電站

的并網(wǎng)手續(xù)。

市場機制與政策支持

市場機制

*市場化定價和競價機制：通過市場機制確定可再生能源電力的收購

價格，促進可再生能源發(fā)電企業(yè)競爭，降低發(fā)電成本。

*容量市場：通過容量拍賣機制，保障可再生能源電站的穩(wěn)定出力，

確保電力系統(tǒng)安全可靠運行。

*綠色電力交易機制：建立綠色電力交易平臺，支持可再生能源電力

與傳統(tǒng)能源電力的交易，提高可再生能源的市場價值。

政策支持

財政政策：

*可再生能源電站投資補貼：對可再生能源電站新建、改造和升級項

目提供財政補貼，降低投資成本。

*可再生能源發(fā)電獎勵：對可再生能源發(fā)電企業(yè)提供每度電補貼，提

高可再生能源的經(jīng)濟性。

*可再生能源綠色信貸：為可再生能源項目提供低息貸款，降低融資

成本。

稅收政策:

*可再生能源免稅：對可再生能源電站免征營業(yè)稅、增值稅等稅項,

減輕企業(yè)負擔。

*可再生能源加速折舊：允許可再生能源電站資產(chǎn)加速折舊，提高前

期收益率。

電網(wǎng)接入政策：

*優(yōu)先并網(wǎng)：優(yōu)先為可再生能源電站提供接入電網(wǎng)的機會，確?？稍?/p>

生能源電力消納。

*電網(wǎng)增容：根據(jù)可再生能源發(fā)電規(guī)劃，對電網(wǎng)進行增容改造，提高

輸送可再生能源電力的能力。

*電網(wǎng)靈活性改造：通過電網(wǎng)靈活性改造，提高電網(wǎng)適應可再生能源

間歇性和波動性的能力。

其他政策支持：

*可再生能源配額制：強制要求電網(wǎng)企業(yè)采購一定比例的可再生能源

電力，保障可再生能源的市場份額。

*綠色能源證書制度：通過發(fā)行綠色能源證書，體現(xiàn)可再生能源的環(huán)

保價值，增加可再生能源電力的市場競爭力。

*可再生能源目標規(guī)劃：制定可再生能源發(fā)展目標，為可再生能源消

納提供政策依據(jù)和市場預期。

數(shù)據(jù)支持

中國國家能源局數(shù)據(jù)顯示，截至2022年底，中國可再生能源裝機容

量達12.1億千瓦,占總裝機容量的47.3%?？稍偕茉窗l(fā)電量達到

27.2萬億千瓦時，占全社會用電量的32.5機

為推動可再生能源消納，中國政府出臺了一系列市場機制和政策支持

措施。例如，2021年國務院辦公廳印發(fā)了《關于加快建設全國統(tǒng)一電

力市場體系的指導意見》，提出建立容量市場、綠色電力交易機制和

綠證交易機制等市場機制。同時，國家財政對可再生能源的投資補貼

超過3萬億元人民幣。

結論

通過市場機制與政策支持的結合，中國有效促進了可再生能源消納,

實現(xiàn)了可再生能源的高質(zhì)量發(fā)展。這些措施為推動能源轉型、保障能

源安全和實現(xiàn)碳達峰碳中和目標提供了重要保障。

第七部分可再生能源消納評估與預測

關鍵詞關鍵要點

可再生能源消納預測方積

1.基于時間序列分析的方法：利用歷史可再生能源發(fā)電數(shù)

據(jù)、負荷數(shù)據(jù)和其他相關因素，建立時間序列模型進行預

測。

2.基于物理模型的方法：基于可再生能源發(fā)電特性和電網(wǎng)

運行規(guī)律，建立物理模型進行模擬和預測。

3.基于人工智能技術的方法：利用機器學習、深度學習等

人工智能技術，從歷史數(shù)據(jù)中挖掘規(guī)律進行預測。

可再生能源消納風險評缶

1.可再生能源發(fā)電量的不確定性：可再生能源發(fā)電受氣象

條件、環(huán)境因素等影響，存在較大的不確定性。

2.電網(wǎng)穩(wěn)定性和安全風險：大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)可能對

電網(wǎng)的頻率、電壓穩(wěn)定性造成影響，增加系統(tǒng)事故風險。

3.棄風棄光風險：當可再生能源發(fā)電量超過電網(wǎng)需求時，

可能會出現(xiàn)棄風棄光現(xiàn)象，造成電能浪費和經(jīng)濟損失。

可再生能源消納評估與預測

一、消納評估

可再生能源消納評估是對電力系統(tǒng)中可再生能源發(fā)電能力與電網(wǎng)負

荷需求之間的平衡關系進行評價。其目的在于識別并解決可能出現(xiàn)的

消納問題，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。消納評估主要涉及以下內(nèi)容：

*發(fā)電能力評估：預測和評估風電、光伏等可再生能源的裝機容量和

發(fā)電量，考慮天氣條件、設備運行情況等影響因素。

*負荷需求評估：預測和分析不同時期、不同區(qū)域的電力負荷變化,

考慮經(jīng)濟發(fā)展、人口增長、能源效率提升等因素。

*電網(wǎng)消納能力評估：分析電網(wǎng)輸電、變電和配電能力，評價電網(wǎng)對

可再生能源發(fā)電的接納能力和消納潛力。

二、消納預測

可再生能源消納預測是對未來一定時期內(nèi)可再生能源發(fā)電量和習網(wǎng)

負荷需求變化趨勢的預估。其目的是為電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度和規(guī)劃提供

依據(jù)。消納預測主要涉及以下內(nèi)容：

*短時預測：預測未來1-24小時內(nèi)的可再生能源發(fā)電量，考慮天氣

預報、機組運行狀杰等因素，為電網(wǎng)調(diào)度提供實時支持