西北區(qū)域新能源監(jiān)管報告：棄光將依然嚴重 調(diào)峰能力不足是主導(dǎo)因素

:西北區(qū)域是我國能源資源聚集地之一，擁有豐富的風力資源和充足的光照環(huán)境，是發(fā)展風電、光伏等新能源的良好地帶。近幾年，在國家政策的大力扶持下西北區(qū)域五?。▍^(qū)）的新能源發(fā)展迅速，對電力系統(tǒng)的運行、規(guī)劃和發(fā)展帶來了深遠的影響。同時，由于遠距離大容量輸電、調(diào)峰能力不足等問題，西北各?。▍^(qū)）存在不同程度的棄風、棄光現(xiàn)象，隨著用電需求的變化和新能源裝機的迅速增長，未來西北地區(qū)的新能源消納形勢將會更加嚴峻。

為了對大規(guī)模新能源接入形勢下西北區(qū)域五省（區(qū)）電力系統(tǒng)的運行特點進行全面把控，以便進一步統(tǒng)籌源網(wǎng)總體規(guī)劃、提高系統(tǒng)運行管理效率，減少棄風棄光，推動新能源發(fā)電科學規(guī)劃、合理運行、有效監(jiān)管，2016年西北能源局進行了西北區(qū)域新能源發(fā)展規(guī)劃及運行監(jiān)管。結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)管情況，深入分析了電力系統(tǒng)的電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)發(fā)展協(xié)調(diào)程度、新能源消納情況、供電可靠程度、經(jīng)濟運行水平等重要信息，科學、客觀評估了西北區(qū)域新能源發(fā)電運行現(xiàn)狀；摸清了制約新能源消納的具體薄弱環(huán)節(jié)和限制因素，對癥下藥，提出解決建議；并根據(jù)“十三五”規(guī)劃最新信息，通過預(yù)測2020年西北區(qū)域新能源發(fā)電運行情況，針對性地提出了新能源發(fā)電規(guī)劃優(yōu)化建議、消納策略及監(jiān)管建議。

一、西北區(qū)域新能源發(fā)展規(guī)劃情況

通過對西北五省(區(qū))電網(wǎng)的現(xiàn)狀和“十一五”發(fā)展規(guī)劃情況分析，得出相關(guān)結(jié)論如下：

1、西北區(qū)域未來棄風棄光現(xiàn)象將依然嚴重

2020年西北區(qū)域各省(區(qū))依然會存在較為嚴重的棄風棄光，表1為模擬評估的2020年各省新能源消納水平與2015年情況的對比，可見西北各省的棄風棄光率仍然偏高，距離實現(xiàn)新能源全額消納的目標，仍然還有很長的路要走。其中甘肅和新疆即使考慮了新建直流工程以利于新能源外送消納，棄風棄光率預(yù)計仍將超過20%，消納壓力較大；寧夏、青海整體棄新能源率在10%左右，還存在部分消納的壓力；陜西如果新建了陜北-關(guān)中二通道，棄光棄風率將維持在較低水平。

表1西北區(qū)域各省(區(qū))新能源消納情況模擬結(jié)果對比

如果要求西北區(qū)域五省(區(qū))保持棄風率和棄光率都在5%以內(nèi)，則此時各省的風電和光伏裝機大小和占比應(yīng)該如表2所示，可以看到，除了陜西外，西北區(qū)域其余四省(區(qū))的新能源規(guī)劃裝機規(guī)模都已經(jīng)超過了系統(tǒng)可以正常消納的范圍，部分省份的棄風棄光情況理論上已經(jīng)不允許在2020年以前再新增新能源裝機，例如甘肅省即使2015年之后不再新增風電裝機，也很難保證將棄風率控制在5%。

表2 2020年西北區(qū)域保證新能源正常消納合理裝機表

2、西北區(qū)域發(fā)生棄風棄光的原因逐漸變化，調(diào)峰能力不足問題凸顯

西北區(qū)域棄風棄光的兩大主要原因為系統(tǒng)調(diào)峰能力不足和傳輸容量受限。由表3，隨著西北區(qū)域電源電網(wǎng)的發(fā)展，兩大原因?qū)夛L棄光的影響占比正在發(fā)生變化。2015年調(diào)峰能力不足已是西北電網(wǎng)棄風棄光的主導(dǎo)因素，但新能源傳輸容量受限問題依然不容忽視。2020年對于西北大部分省份來說，傳輸容量受限的導(dǎo)致棄風棄光占比已經(jīng)很小，而調(diào)峰能力不足問題將會越來越嚴重。

表3西北區(qū)域各省(區(qū))棄風棄光原因模擬結(jié)果對比

按照國家“十三五”規(guī)劃，西北區(qū)域各省(區(qū))網(wǎng)架結(jié)構(gòu)將顯著加強，特別是陜西陜北-關(guān)中750千伏第二通道、青海750千伏北通道和日月山-塔拉-海南-西寧雙環(huán)網(wǎng)、新疆“五環(huán)網(wǎng)”的建設(shè)，將顯著提高西北各省(區(qū))新能源外送消納能力，除甘肅電網(wǎng)依然受制于河西走廊輸電通道以外，各省(區(qū))新能源送出受限的問題將得到很大程度的緩解。

從前面的分析可知，“十三五”規(guī)劃完成后，甘肅將成為西北區(qū)域中唯一會因為傳輸容量受限而大量棄風棄光的省份。因此，未來依然需要繼續(xù)對甘肅電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行繼續(xù)加強。特別是河西走量輸電通道，要盡快建成由雙回750kV線路組成的多環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，從而進一步提高甘肅省西北部電源中心向西南部負荷中心的輸電能力，減少因為傳輸受阻而造成的棄風棄光。

通過對西北2020年的運行情況進行模擬可知，隨著西北區(qū)域各省(區(qū))網(wǎng)架不斷加強，新能源裝機不斷增加，調(diào)峰能力不足將成為限制西北區(qū)域各省(區(qū))新能源消納的主要因素。寧夏電網(wǎng)和甘肅電網(wǎng)在供熱期間調(diào)節(jié)能力較弱；新疆自備電廠占比很大，在自備電廠不參與調(diào)峰的情況下，難以為新能源消納留出足夠的空間；同時，青海、陜西電網(wǎng)在水電大發(fā)期間，也可能面臨調(diào)峰問題。

對于目前的西北電網(wǎng)來說，除了加快推進光熱、抽蓄等靈活電源建設(shè)外，充分發(fā)展輔助服務(wù)市場和引入需求側(cè)響應(yīng)是在現(xiàn)有條件下提高系統(tǒng)整體調(diào)峰能力，促進新能源消納的可行之道。

3、直流跨區(qū)外送將成為西北新能源消納的重要方式之一

“十三五”規(guī)劃期間，西北區(qū)域各省(區(qū))將建設(shè)數(shù)項跨區(qū)外送的特高壓直流輸電工程，如陜北-江西直流輸電工程、酒泉-湖南直流輸電工程、寧東-浙江直流輸電工程、“疆電外送”系列工程等，在模擬計算中可以得知，如果考慮將新能源通過直流輸電工程打捆外送，將顯著降低西北地區(qū)棄風棄光電量，提高新能源消納水平。可以預(yù)見，新能源通過直流跨區(qū)外送將成為未來西北區(qū)域各省(區(qū))提高可再生能源利用率，促進新能源消納的重要方式之一。

二、新能源運行策略和消納政策建議

通過對西北新能源運行情況的現(xiàn)場監(jiān)管，并結(jié)合國內(nèi)外對新能源消納的先進經(jīng)驗，提出西北新能源消納的運行策略和配套消納政策建議如下：

（1）從系統(tǒng)運行的角度應(yīng)允許合理棄風棄光

是否實現(xiàn)新能源的全額消納是新能源運行效益高低的重要標準，但不是唯一標準。歐洲和北美等新能源利用充分的地區(qū)，仍然存在棄風棄光。眾多研究從風光出力的統(tǒng)計特性指出，100%全額消納往往不是整體的最經(jīng)濟方案。因此，應(yīng)該允許系統(tǒng)在電網(wǎng)負荷低谷等時段適度棄風棄光，避免電力系統(tǒng)為保證新能源大發(fā)時全額消納而付出高昂的輸電成本和深度調(diào)峰成本。

（2）充分利用多類型能源廣域時空尺度上的互補性

西北電網(wǎng)各省(區(qū))包含了豐富的風、光、水等可再生資源，充分利用各類能源的互補特性有助于最大程度上緩解隨機波動，達到優(yōu)化調(diào)度的目的。尤其是要充分利用黃河上游水庫的能量存儲能力，在短時間尺度和長時間尺度做到與風光的互補調(diào)度。

（3）科學利用輸電通道，減少新能源長距離輸送

由于通道資源有限，風電、光伏常常與火電共用輸電通道，造成了各類電源互相擠占傳輸空間。因此，省級電網(wǎng)應(yīng)當根據(jù)各類電源特點，遵循公平、合理的原則，并給予新能源一定的優(yōu)先級，促進風、光、水、火各類電源對輸電通道的使用比例合理分配。

新能源富集地區(qū)往往需要投入大量的電網(wǎng)建設(shè)成本和調(diào)度成本來實現(xiàn)新能源的長距離輸電消納。各方應(yīng)該采取一定的經(jīng)濟刺激政策，激勵用電大戶在新能源集中裝機地區(qū)投資生產(chǎn)，推行電采暖等電能替代措施，發(fā)展余電制氫等新興產(chǎn)業(yè)，從而盡可能實現(xiàn)新能源的就地消納。

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