高比例可再生能源系統(tǒng)中的電網(wǎng)規(guī)劃—中國(guó)未來(lái)能源系統(tǒng)規(guī)劃

dena、giz和國(guó)家可再生能源中心發(fā)布《高比例可再生能源系統(tǒng)中的電網(wǎng)規(guī)劃—中國(guó)未來(lái)能源系統(tǒng)規(guī)劃》（推薦）

ERR能研微訊（左）丨ERR能研君（右）

翻譯：江河＠ERR能研微訊團(tuán)隊(duì)

校核：Mirakuru＠ERR能研微訊團(tuán)隊(duì)

編輯：Yeti＠ERR能研微訊團(tuán)隊(duì)

2019年6月，dena、giz和國(guó)家可再生能源中心發(fā)布《高比例可再生能源系統(tǒng)中的電網(wǎng)規(guī)劃—中國(guó)未來(lái)能源系統(tǒng)規(guī)劃》，在此ERR能研微訊研究團(tuán)隊(duì)對(duì)報(bào)告的執(zhí)行摘要進(jìn)行了翻譯，分享給大家，歡迎轉(zhuǎn)發(fā)擴(kuò)散！ 

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ERR能研微訊團(tuán)隊(duì)可再生能源團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人：Maggie、Evelyn

執(zhí)行摘要

電網(wǎng)規(guī)劃是設(shè)計(jì)和實(shí)施能源系統(tǒng)向高比例可再生能源（RE）轉(zhuǎn)型的一項(xiàng)重要任務(wù)。在規(guī)劃如何整合可再生能源時(shí)，需要重視電網(wǎng)規(guī)劃中的各種不同方面和相互依賴(lài)性，并關(guān)注整個(gè)能源系統(tǒng)的優(yōu)化。可再生能源比例較高的能源系統(tǒng)日益復(fù)雜，因此在規(guī)劃過(guò)程中考慮一些技術(shù)和經(jīng)濟(jì)影響因素以及政策目標(biāo)非常重要。

中國(guó)目前的電力規(guī)劃程序由三部分構(gòu)成：需求、發(fā)電和傳輸，與需求預(yù)測(cè)、電源規(guī)劃和電網(wǎng)規(guī)劃相對(duì)應(yīng)。在過(guò)去的幾十年中，電力規(guī)劃不斷得到改善。中國(guó)的電力規(guī)劃分為國(guó)家（包括地區(qū)）和省級(jí)電力規(guī)劃。國(guó)家電力規(guī)劃集成了單獨(dú)的省級(jí)電力規(guī)劃結(jié)果，并與省級(jí)規(guī)劃并行編制。最終的國(guó)家電力規(guī)劃由國(guó)家能源局（NEA）在獲得國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)（NDRC）批準(zhǔn)后發(fā)布。省電力規(guī)劃在完成與國(guó)家電力規(guī)劃的銜接后提交給國(guó)家能源局，然后由省政府發(fā)布。國(guó)家電力規(guī)劃研究中心和其他具備資格的研究機(jī)構(gòu)承擔(dān)這些規(guī)劃。重要的規(guī)劃項(xiàng)目完成后，能源主管部門(mén)將讓咨詢機(jī)構(gòu)和專(zhuān)家對(duì)規(guī)劃文件進(jìn)行審查。環(huán)境和水資源專(zhuān)題將由相關(guān)政府部門(mén)處理。

中國(guó)電網(wǎng)規(guī)劃的第一步是潮流分析，并與電力平衡仿真計(jì)算同步進(jìn)行。第二步是對(duì)擬議的傳輸線進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和技術(shù)分析，以優(yōu)化電網(wǎng)布局。經(jīng)濟(jì)分析旨在評(píng)估線路建設(shè)的最低成本。技術(shù)分析評(píng)估新線路對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響，考慮不同區(qū)域和電壓水平。規(guī)劃人員針對(duì)投資需求進(jìn)行項(xiàng)目特定和年度靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)算，旨在降低年度總成本。此外，規(guī)劃原則中列出了詳細(xì)的環(huán)境和社會(huì)影響分析要素。

歐洲的電網(wǎng)規(guī)劃方法分為三個(gè)步驟，以制定歐盟（EU）十年電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃（TYNDP）：第一步是情景設(shè)定。分析了能源系統(tǒng)的發(fā)展?jié)摿?，以確定歐洲在電力傳輸基礎(chǔ)設(shè)施方面的需求。這些情景旨在解決不確定性，而不是對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)。各種利益攸關(guān)方，如非政府組織（NGO）、科學(xué)家、代表輸電網(wǎng)用戶（如發(fā)電廠、配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、供應(yīng)商和貿(mào)易商）的行業(yè)協(xié)會(huì)、市場(chǎng)參與者、消費(fèi)者（包括工業(yè)）、電力交易所和國(guó)家監(jiān)管機(jī)構(gòu)（酌情）參與咨詢期間的情景創(chuàng)建。第二步稱(chēng)為規(guī)劃研究。TYNDP通常包含四個(gè)描述未來(lái)電力系統(tǒng)潛在發(fā)展的情景。有一個(gè)關(guān)于利用可再生能源的激進(jìn)目標(biāo)，一個(gè)側(cè)重于更分散的電力系統(tǒng)的影響的場(chǎng)景和一個(gè)側(cè)重于政治考慮的場(chǎng)景，如強(qiáng)大的歐洲法律框架。使用市場(chǎng)和電網(wǎng)建模等常用方法，來(lái)自所有歐盟成員國(guó)的專(zhuān)家研究了2030年和2040年歐洲在不同情景方面的電力流動(dòng)情況。這使他們能夠預(yù)測(cè)瓶頸可能發(fā)生的位置以及邊界管理這些流量需要多少傳輸容量。至于方案、項(xiàng)目清單和區(qū)域投資計(jì)劃在最終確定之前向公眾開(kāi)放咨詢。在第三步中，評(píng)估單個(gè)項(xiàng)目。在此階段，規(guī)劃人員評(píng)估項(xiàng)目的成本和效益，同時(shí)考慮項(xiàng)目如何支持環(huán)境、社會(huì)福利、供應(yīng)安全以及其他有關(guān)社會(huì)總成本和效益的標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)這一多標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估，TYNDP的報(bào)告會(huì)公布每個(gè)被推薦的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目的價(jià)值和意義所在。TYNDP正在為決策者提供對(duì)傳輸基礎(chǔ)設(shè)施強(qiáng)大而詳細(xì)的分析，為他們的決策提供參考。歐洲能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)合作機(jī)構(gòu)（ACER）審查歐洲輸電系統(tǒng)電力運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)（ENTSO－E）的TYNDP草案是否與聯(lián)盟的政策目標(biāo)、監(jiān)管框架和成員國(guó)的國(guó)家規(guī)劃相一致。ACER在將規(guī)劃提交給歐洲委員會(huì)之前會(huì)裁定TYNDP報(bào)告是否合適。歐盟委員會(huì)使用最終的TYNDP報(bào)告來(lái)決定哪些項(xiàng)目是共同利益項(xiàng)目（PCI），因此有資格獲得實(shí)施的資金支持。

本文展示了基于場(chǎng)景建模結(jié)果的高級(jí)多標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)規(guī)劃方法的優(yōu)勢(shì)。它將實(shí)施了優(yōu)化規(guī)劃和電網(wǎng)擴(kuò)建的中國(guó)可再生能源展望（CREO）2018既定政策情景與沒(méi)有電網(wǎng)規(guī)劃和電網(wǎng)擴(kuò)建的情景（這意味著電網(wǎng)將保持不變）進(jìn)行了比較。仿真模擬結(jié)果表明，合理規(guī)劃的電網(wǎng)可以降低整體系統(tǒng)成本和排放，更好地整合可再生能源，減少限電，如下圖所示。

圖1：2016～2050年累積系統(tǒng)成本（人民幣）和二氧化碳排放量

根據(jù)分析結(jié)果，本報(bào)告對(duì)中國(guó)的電網(wǎng)規(guī)劃提出以下建議：

中國(guó)的電網(wǎng)規(guī)劃方法應(yīng)該進(jìn)一步考慮電網(wǎng)規(guī)劃的不確定性，并分析不同政策和發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)的影響。電網(wǎng)規(guī)劃可用于說(shuō)明不同政策的影響以及電力系統(tǒng)的最終發(fā)展，例如新的發(fā)電裝機(jī)容量，不同的價(jià)格水平和各種市場(chǎng)設(shè)計(jì)。利用這些不確定性，可以開(kāi)發(fā)不同的情景，并使用能源系統(tǒng)模型進(jìn)行分析，以評(píng)估不同情景下電網(wǎng)投資的需求。

為了使電網(wǎng)規(guī)劃達(dá)到政策制定者的最高價(jià)值，電力規(guī)劃應(yīng)包括電網(wǎng)規(guī)劃者、政治利益相關(guān)者和受其決策影響的人民（公民、各省、公司）之間的雙向互動(dòng)。在中國(guó)電力規(guī)劃中實(shí)施電力市場(chǎng)的重要性預(yù)計(jì)將大幅提升，更多基于市場(chǎng)的分析將整合電力市場(chǎng)的影響，如跨省交易。

中國(guó)的電網(wǎng)規(guī)劃流程應(yīng)該轉(zhuǎn)變?yōu)槿到y(tǒng)優(yōu)化。系統(tǒng)范圍的優(yōu)化意味著在綜合的視角下優(yōu)化整體成本效率、電力流向和系統(tǒng)穩(wěn)定性，而不是僅考慮如何優(yōu)化每條新輸電線路的投資。這將有助于降低總體成本并增加電力系統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)的效益。

除投資成本和關(guān)稅外，中國(guó)還應(yīng)將社會(huì)福利、減排和環(huán)境評(píng)估納入輸電線路投資評(píng)估。

對(duì)于每個(gè)電網(wǎng)區(qū)域，建議在電網(wǎng)規(guī)劃程序中包括其各自替代傳統(tǒng)發(fā)電容量的可再生能源安全發(fā)電容量。在電網(wǎng)規(guī)劃中使用投資組合效應(yīng)（即，在考察大型區(qū)域時(shí)平滑可再生能源出力）可降低對(duì)備用容量的需求，以確保供應(yīng)安全。

圖2 中國(guó)電網(wǎng)區(qū)域劃分與“西電東送”電力流向

圖3 2006～2017年地區(qū)間傳輸電量（TWh）

圖4 2017年省間送入／送出電量占消費(fèi)／發(fā)電電量的比例（注：僅展示了2017年凈送入／送出電量超過(guò)10 TWh的省份）

圖5 中國(guó)電力規(guī)劃研究和準(zhǔn)備工作流程

表1 電源規(guī)劃中考慮的因素

表2 中國(guó)輸電和配電網(wǎng)電壓等級(jí)

表3 需要考慮的環(huán)境和社會(huì)影響因素

圖6 歐洲輸電系統(tǒng)電力運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)成員國(guó)及區(qū)域

圖7 歐盟十年電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃（TYNDP）操作流程

圖8 兩種情景下測(cè)算的不同能源的平準(zhǔn)化度電成本

圖9 兩種情景下的系統(tǒng)總成本和總排放量對(duì)比（2016～2050年的累計(jì)值）

圖10 國(guó)家既定政策情景下各?。ㄊ校┦￠g互聯(lián)電網(wǎng)投資

圖11 國(guó)家既定政策和固定電網(wǎng)情景下電量交易赤字和超額

圖12 兩種情況下的系統(tǒng)成本（電網(wǎng)成本和發(fā)電成本）

圖13 與國(guó)家既定政策情景相比，固定電網(wǎng)情景下風(fēng)電和光伏的棄電比例增加額

圖14 與國(guó)家既定政策情景相比，固定電網(wǎng)情景下的CO2排放增量

圖15 與國(guó)家既定政策情景相比，固定電網(wǎng)情景下不同能源發(fā)電量差額

圖16 與國(guó)家既定政策情景相比，固定電網(wǎng)情景下不同電源裝機(jī)容量差額

圖17 中國(guó)大陸地區(qū)電網(wǎng)區(qū)域劃分和高壓直流輸電線路

提高系統(tǒng)靈活性方法的成本和收益

解決高比例間歇性可再生能源融入電網(wǎng)的方法

電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀2019