山西電網(wǎng)高比例風(fēng)電光伏接入應(yīng)對(duì)思路

:8月7日-8日，由華北電力大學(xué)、中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)主辦的“第一屆中國(guó)儲(chǔ)能學(xué)術(shù)論壇暨風(fēng)光儲(chǔ)創(chuàng)新技術(shù)大會(huì)”在北京召開(kāi)，在8月8日分論壇一“風(fēng)光儲(chǔ)創(chuàng)新技術(shù)專場(chǎng)”中，國(guó)網(wǎng)山西電科院電網(wǎng)技術(shù)中心主任王金浩作“山西電網(wǎng)高比例風(fēng)電光伏接入趨勢(shì)與應(yīng)對(duì)思路”報(bào)告。

5月29日，中央全面深化改革委員會(huì)第八次會(huì)議審議通過(guò)了《關(guān)于在山西開(kāi)展能源革命綜合改革試點(diǎn)的意見(jiàn)》，山西作為能源革命的排頭兵，就要有比較大的動(dòng)作。新能源是轉(zhuǎn)型驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力，是低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型的需求，對(duì)山西能源革命的發(fā)展將會(huì)發(fā)揮很大的推動(dòng)作用。

7月28日，國(guó)網(wǎng)山西電力對(duì)山西電網(wǎng)“十三五”期間新能源消納能力進(jìn)行了滾動(dòng)測(cè)算，預(yù)計(jì)2021年山西電網(wǎng)新能源裝機(jī)將突破4000萬(wàn)。這表明，在山西省發(fā)電結(jié)構(gòu)里將有50%是新能源發(fā)電，按裝機(jī)來(lái)算，如果按照實(shí)際某一天運(yùn)行的負(fù)荷來(lái)講，可能實(shí)際負(fù)荷里新能源能占到70%-80%，這是非常可觀的。

山西電網(wǎng)在全國(guó)電網(wǎng)中的位置比較特殊，處于中心地帶。整個(gè)山西新能源的接入情況沒(méi)有特色，然而沒(méi)有特色就是最大的特色。雖然山西新能源占比不是最高的，但在全國(guó)范圍內(nèi)，也算較高。

山西的風(fēng)電和光伏雖然起步比較晚，但是發(fā)展速度很快。最新數(shù)據(jù)，山西省新能源裝機(jī)以及達(dá)到2500萬(wàn)，這是目前已經(jīng)在電網(wǎng)運(yùn)行的容量。其中，省調(diào)集中式的風(fēng)電是占主體。

山西的風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到1100萬(wàn)千瓦，在國(guó)家電網(wǎng)區(qū)域排名第五，在全國(guó)排名第六。雖然整體規(guī)模不是最大的，但是利用小時(shí)率較高，在全國(guó)數(shù)一數(shù)二。山西省集中式光伏裝機(jī)將近650萬(wàn)千瓦，再加上分布式光伏，光伏裝機(jī)接近千萬(wàn)千瓦的級(jí)別。

2019年上半年，山西新能源發(fā)電量175億千瓦時(shí)，同比增加將近20億千瓦時(shí)，增長(zhǎng)11%，新能源的利用率在99%以上。從調(diào)度運(yùn)行角度來(lái)說(shuō)，省間互濟(jì)，進(jìn)行聯(lián)合的消納。

新能源接入沖擊電網(wǎng)規(guī)劃

新能源消納，首先面臨和傳統(tǒng)電網(wǎng)融合的問(wèn)題。

目前，電網(wǎng)側(cè)對(duì)新能源的認(rèn)知在慢慢轉(zhuǎn)變，從排斥到接納，從不積極到主動(dòng)去調(diào)整。這個(gè)過(guò)程中會(huì)有很多矛盾，這非常正常，需要從量變到質(zhì)變的角度去理解它，最終目的是要實(shí)現(xiàn)新能源高效利用。

此外，新能源有自己的特性，和傳統(tǒng)的火電機(jī)組特性不一樣。

原來(lái)做火電電網(wǎng)規(guī)劃的時(shí)候，火電機(jī)組可以根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)去設(shè)置。比如北部電網(wǎng)比較弱，重新配置一個(gè)火電機(jī)組。風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站不一樣，例如某一地方光資源好，在那里建光伏電站，但是周邊沒(méi)有電網(wǎng)或者連線路都沒(méi)有，就會(huì)造成對(duì)電網(wǎng)整體規(guī)劃的沖擊。

除集中式的新能源外，分布式新能源的發(fā)展也不容忽視?？梢哉f(shuō)，最近兩年分布式發(fā)電呈井噴式發(fā)展。2018年分布式發(fā)電比2017年增加了1.5倍，已經(jīng)發(fā)展到了百萬(wàn)千瓦的量級(jí)。分布式新能源會(huì)引起電網(wǎng)負(fù)荷特性發(fā)生很大變化。

分布式新能源接入的無(wú)序狀態(tài)更突出。其發(fā)展的核心問(wèn)題就是分布式新能源更接近用戶側(cè)，雖然可觀可測(cè)，但比較分散，要怎么對(duì)它進(jìn)行整體的監(jiān)測(cè)和調(diào)度。當(dāng)前，分布式新能源已經(jīng)不完全是自發(fā)自用了，很大程度上需要上網(wǎng)，電網(wǎng)負(fù)荷發(fā)生了很大變化。從調(diào)度側(cè)看，日常調(diào)度曲線是按照負(fù)荷曲線來(lái)配置的，而整體負(fù)荷變化之后，調(diào)度又是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。

新能源的出力波動(dòng)大也是對(duì)電網(wǎng)的一大挑戰(zhàn)。無(wú)論風(fēng)還是光，都受自然條件影響，這是不可控的因素。同時(shí)，新能源功率峰值預(yù)測(cè)存在難點(diǎn)，主要是新能源發(fā)電的曲線無(wú)法準(zhǔn)確把握。

七大舉措提升新能源消納

1.輸送通道建設(shè)

山西乃至中國(guó)能源都是不平衡的，從全國(guó)來(lái)說(shuō)，西部資源比較豐富，東部是負(fù)荷中心。從山西來(lái)看，北部資源富集，南部是負(fù)荷中心。輸送通道的能力提升是新能源電力配置一個(gè)重要的手段，這是中國(guó)特色。歐洲和美國(guó)對(duì)這方面要求可能不是很強(qiáng)烈。

2.火電的靈活性改造

調(diào)度運(yùn)行的時(shí)候，因?yàn)樾履茉吹囊恍┨匦裕茈y作為可靠的電源?；痣娦枰o新能源做后備，山西在全國(guó)比較領(lǐng)先，做了火電機(jī)組的靈活性改造，可以更大程度釋放火電機(jī)組的調(diào)峰能力。

3.提升負(fù)荷側(cè)的調(diào)峰能力

對(duì)新能源的要求會(huì)有所降低。包括從政策上，電價(jià)包括用電模式都可以采取一些措施。

4.大規(guī)模儲(chǔ)能的應(yīng)用

未來(lái)新能源和儲(chǔ)能的結(jié)合，將是一個(gè)重要手段，或者是一個(gè)必然的趨勢(shì)。新能源本身的特點(diǎn)就是不可靠，而系統(tǒng)是需要可靠的電源，誰(shuí)來(lái)發(fā)揮作用讓風(fēng)電、光伏可靠起來(lái)？就是儲(chǔ)能。儲(chǔ)能和新能源的結(jié)合是一個(gè)比較確定的方向，這里面涉及到技術(shù)、政策以及消納等問(wèn)題，不需要等電網(wǎng)做調(diào)度，可以自己內(nèi)部消納和轉(zhuǎn)移。

5.優(yōu)化跨區(qū)互濟(jì)

互濟(jì)是調(diào)度上一個(gè)比較專業(yè)的詞，原來(lái)消納都是以省或者某一區(qū)域?yàn)閱挝?，但?shí)際上應(yīng)該跨區(qū)跨省，甚至全國(guó)范圍內(nèi)消納?？梢酝ㄟ^(guò)這些聯(lián)絡(luò)的線路進(jìn)行新能源大范圍的轉(zhuǎn)移，但是需要一些相關(guān)配套制度，比如現(xiàn)貨交易甚至體制上的變化。

6.政府部門加大協(xié)調(diào)

為什么新能源會(huì)有利用不充分或者發(fā)展不平衡的情況？更多的是在電網(wǎng)企業(yè)和政府溝通的時(shí)候出現(xiàn)了問(wèn)題，基本上哪有資源就往哪建。其實(shí)還是要做一些取舍，在資源相對(duì)不錯(cuò)的地區(qū)，為了配套建設(shè)，要做電網(wǎng)投資或者其他投資，這是需要政府協(xié)調(diào)考慮的。

新能源地位越來(lái)越高，這是不爭(zhēng)的事實(shí)。未來(lái)新能源的發(fā)展必定會(huì)走向主力化的路徑，而新能源成為主力的前提是自身必須完善，打鐵還需自身強(qiáng)，新能源當(dāng)“自強(qiáng)”。上述六大措施都是通過(guò)別的途徑解決新能源的問(wèn)題，這都是被動(dòng)的解決。

換個(gè)思路，一百年以前，火電機(jī)組還很弱，但是一百年以后，電網(wǎng)這么堅(jiān)強(qiáng)，很少碰到很長(zhǎng)時(shí)間停電的情況。如今看來(lái)，新能源就是當(dāng)年的火電，現(xiàn)在新能源不穩(wěn)定、不可靠，經(jīng)過(guò)幾十年不停地自我升級(jí)和發(fā)展，新能源也會(huì)變成一個(gè)穩(wěn)定可靠的電源。