构建多元供应体系 夯实电力保障基础

2020-10-28 09:39:34 来源:中国能源报 作者:王旭辉 张晋芳   点击量: 评论 (0)
今年8月,美国加州地区20年来首次实施电力三级紧急状态,拉响了加强电力供应保障的警报。加州连续限电的主要原因之一是陆续关停核电、退役...

今年8月,美国加州地区20年来首次实施电力三级紧急状态,拉响了加强电力供应保障的警报。加州连续限电的主要原因之一是陆续关停核电、退役气电后,在极端高温天气下的用电高峰时段,本地高比例新能源发电出力水平较低,系统备用容量出现缺口所致。此次危机事件凸显了实施多元化电力供应的重要性,不可将电力供应保障的“鸡蛋”放在“一个篮子里”,迫切需要考虑能源转型趋势、电力供应方式及系统平衡能力等关键因素,不断夯实电力供应可靠保障的发展基础。

能源清洁低碳转型已成世界发展趋势,我国能源电力供应保障具有“保增长”同时“调结构”的特殊性

欧美等世界发达国家是在电力需求进入饱和阶段后再着重开启清洁低碳转型发展,发展重点是调整能源电力供应结构,主要通过提升可再生能源占比实现能源电力清洁化。与之不同,我国能源电力发展必须在满足未来中低速能源消费需求增长的同时,推动实现能源电力结构转型。国网能源研究院院长张运洲认为,构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系,必须统筹兼顾“保增长”和“调结构”双重要求。

我国能源电力结构持续优化,非化石能源占比不断提升。“十三五”期间,我国风光引领非化石能源保持较快增长,2019年风电、太阳能发电装机分别达2.1亿、2.0亿千瓦,均超过“十三五”规划发展目标。风光等新能源装机占比超过20%,发电量占比达到8.5%,推动我国非化石能源占比达到15.3%,提前一年实现15%发展目标,为后续优化非化石能源发展打下良好基础。

中长期能源电力需求仍将保持增长。随着我国经济迈向高质量发展阶段,逐步形成“以国内大循环为主体、国内国际双循环”相互促进的新发展格局,新型基础设施建设也为经济发展提供新动力,我国经济长期向好的基本面没有改变,能源电力需求仍将保持一定增长。预计2025、2035年全社会用电量分别达到9.4-9.8万亿、11.4-12.4万亿千瓦时。

能源供应清洁化的重点仍在“水核风光”。若2025年、2030年非化石能源占比目标提升到20%、25%左右,需不断提高非化石能源装机规模和比重。其中,水电资源有限,预计2035年装机4.8亿千瓦,基本达到技术经济可开发上限;核电发展仍然面临一定不确定性,2035年沿海站址资源基本开发完毕,装机规模1.6亿千瓦。因此,随着技术成熟度不断提升和发电成本持续下降,未来我国非化石能源发展仍需大力推动风电、太阳能发电的规模化发展,中国工程院院士罗安指出,未来新能源装机占比将达到30%甚至50%。

我国中长期电力需求仍将保持较快增长,应在电力供应结构和方式上多做文章,高质量地满足未来需求变化

满足未来能源电力需求不能偏离我国的基本国情,在科学认识能源资源禀赋特征基础上,持续夯实电源清洁化发展基础,充分发挥水、核、风、光、煤、气等多能互补优势,构建多元化电力供应体系,更加清洁低碳地满足中长期电力需求,同时要注重协调供应结构和供应方式,保障能源电力供应安全。

构建多元绿色低碳电源供应结构。合理的电源结构是保障电力系统高效安全稳定运行的基础,应科学有序安排新增电源装机规模、结构和布局。分电源类型看,负荷中心地区宜就地就近布局一定规模、有支撑作用的清洁高效煤电,在电价承受能力较高的地区有序发展天然气发电,积极推进西南地区常规水电开发,安全高效推进沿海核电建设,以集中与分布式并举开发方式,大力发展风光等新能源,因地制宜发展生物质能发电,通过各类电源的科学发展,共同形成相互补充、相互促进的多元化电力供应体系。

统筹协调不同电力供应方式发展,远距离输电与就地平衡相结合。我国西部北部地区要着力提升新能源就近消纳利用规模,不断优化跨区通道送端配套电源结构,持续提高输电通道利用率水平和清洁能源电量比重,东中部地区新增电力需求主要由新建本地电源和加大接受区外清洁能源电力满足,为此,需加强受端交流网架以支撑直流能力提升,保障安全运行,切实解决韩英铎院士强调的“东部负荷中心特别是多直流落点地区的电压、频率稳定问题”。

集中式和分布式发展相协调。中国工程院院士杜祥琬呼吁“积极储备新技术以应对较高比例、较大规模分布式电源发展”。考虑消纳市场空间和经济承受能力,因地制宜选择新能源开发模式,系统评估新能源并网对系统整体成本影响,同时充分发挥微电网对大电网的补充作用,合理布局城市综合能源服务/能源互联网项目,不断提高能源效率水平,正如中国工程院院士干勇指出的:“持续推动以虚拟电厂技术从试验示范到推广实践为龙头,高效聚合用户侧的电动汽车、热泵、蓄热式电锅炉甚至石化、冶金等领域二次能源利用、氢储能技术等多类型资源。”

电力系统作为实现多元化电力供应的载体,未来面临电力电子化程度加深和系统惯量水平下降等挑战,电力供应平衡和调节能力需持续提升

高电力电子化程度和高可再生能源比例是未来电力系统发展的显著特征,也对系统安全稳定运行提出更高要求,迫切要求在推动电力系统转型升级过程中,积极应对电源侧大规模波动性新能源并网以及用户侧尖高峰负荷屡创新高、负荷特性持续变化等挑战,坚持多措并举、综合施策,高效保障系统电力电量平衡和调峰平衡。

不断提升电力平衡保障水平。规划层面,科学研判“十四五”及中长期我国局部区域电力平衡形势,合理优化电源结构,促进常规电源与新能源协调发展,有效计及新能源容量价值和设置新能源合理利用率水平,充分考虑用户侧资源参与系统平衡力度,统筹安全质量和效率效益,力求用好电力平衡资源存量、做优电力供应资源增量,不断推进需求侧管理、备用共享、省间互济等手段应用广度和深度;运行层面,开展源网荷储多元协调调度控制,建立多级调度电网互动响应机制,实现泛在可调资源的感知、汇聚、共享和调控,同时纳入气象数据信息不断提升新能源功率预测精度,降低常规机组应对源荷双重不确定性叠加压力,持续提高新能源耐压耐频能力,推动新能源配置适当比例储能方式参与解决电力高峰缺口问题。

加快推进系统调峰能力建设。重点在于进一步挖掘电力系统源网荷灵活性资源潜力。其中,电源侧不断提高灵活性电源比例,发挥煤电在电力系统调节资源中的“压舱石”作用,持续推进火电灵活性改造,积极探索容量市场等多种机制,切实解决财务生存压力,合理安排调峰气电布局,规划建设一批单循环燃气机组,优化流域梯级水电联合调度,有效发挥龙头水电站作用,有序推进抽水蓄能电站建设,加速推进电化学储能规模化应用等。同时,考虑区域内多品种能源综合协调,例如以电-气联合调峰、清洁电力制氢等实现跨系统调节;电网侧提高跨区输电通道运行方式灵活性,持续推动跨区跨省间调节能力互济,不断完善送受端电网网架结构;构建需求侧资源利用体系,在全面部署信息双向互动设备基础上,针对性开展用户侧资源的挖掘、开发、交易等业务,切实提高各类电力用户积极性和参与度。

当前国内国际形势深刻变化,又值“十四五”规划编制重要时期,加州电力危机类似事件可能时有发生,我国能源电力发展应将系统思维贯穿电力供应保障研究和实践全过程

未来,要继续坚持以战略思维、辩证思维、系统思维、创新思维和底线思维考虑安全与发展关系,充分归纳总结“十三五”能源电力发展经验,科学分析判断国内外发展环境变化,切实提高能源电力趋势预见性和判断力,抓住电力供应多元化发展思路不放松,着力提升核心元器件、“大云物移智链”、技术管理等领域科技创新水平,注重常规电源与新能源、电网与电源、经济效益与社会效益之间协同,坚持走中国特色的能源电力供应道路,持续夯实我国能源电力供应保障体系基础,推动电力系统向能源互联网更高发展阶段迈进,以更经济更安全的方式实现能源发展多目标统筹,妥善处理不同发展阶段面临的资源、技术、政策和体制机制挑战,高质量满足人民美好生活用能用电需求。

(王旭辉系本报电网版主编;张晋芳系国网能源研究院能源战略与规划研究所研究员)

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责任编辑:张桂庭

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