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把握四大趨勢,構建新型電力係統(上)

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 20:47:32 來源:施耐德電氣(中國)有限公司

清潔低碳,以新能源為主體是核心

目前,我國的電力生產仍以煤電為主。2020年,我國全口徑煤電發電量4.63 萬億千瓦時,占全口徑發電總量的比重為60.8%。新能源裝機比重約26%,發電量占比僅11.2%。

隨著我國碳達峰、碳中和進程的推進,以風電、光伏為代表的新能源裝機量、發fa電dian量liang將jiang逐zhu步bu增zeng加jia,我wo國guo電dian力li清qing潔jie化hua程cheng度du也ye將jiang大da幅fu度du提ti升sheng。而er在zai這zhe個ge進jin程cheng中zhong,新xin能neng源yuan的de發fa電dian成cheng本ben與yu發fa展zhan布bu局ju將jiang成cheng為wei影ying響xiang其qi發fa展zhan的de關guan鍵jian因yin素su。

數據來源:國家發展和改革委員會委能源研究所

《新能源發電政策和市場發展展望》

01

新能源發電成本快速下降

經濟性是新能源大規模發展的先決條件。隨著技術進步和規模化發展,以光伏、風電為代表的新能源發電 LCOE正在逐年下降。目前中國的集中式光伏和陸上風電的LCOE已經低於超超臨界煤電,新能源+儲能電源形式的 LCOE可能在2030年低於化石能源。

數據來源:Wood Mackenzie Battle for the future 2021: Asia Pacific power and renewables competitiveness report  Analysis of power technology and generation cost trends (LCOE)

02

集中式與分布式並重

“三北”地區是我國風能、太tai陽yang能neng資zi源yuan最zui豐feng富fu的de地di區qu,而er我wo國guo的de負fu荷he中zhong心xin則ze集ji中zhong於yu中zhong東dong部bu地di區qu,負fu荷he中zhong心xin與yu資zi源yuan中zhong心xin逆ni向xiang分fen布bu的de地di域yu特te征zheng,是shi製zhi約yue我wo國guo新xin能neng源yuan發fa展zhan的de主zhu要yao矛mao盾dun。為wei解jie決jue這zhe個ge矛mao盾dun,需xu要yao從cong多duo方fang麵mian著zhe手shou:

  • 多能互補的大基地。由於新能源發電存在明顯的波動性和間歇性特點,特高壓線路全部輸送新能源電力難以實現。我國“十四五”規劃中指出,“要建設一批多能互補清潔能源基地”,通過搭配一定比例的可調節電源,如火電、水電等,實現多能互補,促進新能源消納。
  • 特高壓輸電。2020 年,22 條特高壓線路年輸送電量 5318 億 kWh,其中可再生能源電量 2441 億 kWh,同比提高 3.8%,可再生能源電量占全部輸送電量的 45.9%。打通了資源優勢與經濟優勢的轉換通道,在一定程度上緩解了我國負荷中心與資源中心的不平衡性。
  • 分布式新能源。分布式能源具有布置靈活、能neng源yuan利li用yong效xiao率lv高gao等deng優you勢shi。理li論lun上shang,發fa展zhan接jie近jin負fu荷he中zhong心xin的de分fen布bu式shi新xin能neng源yuan經jing濟ji性xing最zui優you,是shi除chu特te高gao壓ya工gong程cheng和he多duo能neng互hu補bu大da基ji地di方fang式shi外wai,有you效xiao解jie決jue逆ni向xiang分fen布bu矛mao盾dun的de另ling一yi種zhong重zhong要yao方fang法fa。

“我國東部地區城市應優先開發和使用‘身邊來’的能源,同時再加上西電東送的“遠方來”的能源,東部能源自給和西電東送相結合,不應坐等西部供應東部,而應轉變思路,進行能源自產自銷,持續提高能源自給比例。”

未來我國將通過多能互補的大基地建設、跨區域特高壓外送和分布式新能源建設等方式,構建集中式與分布式並重的可再生能源發展格局,促進新能源發展。

安全靈活,新能源大規模應用的基礎

xinnengyuanfadiandebodongxinghejianxiexingyaoqiudianlixitongbixujubeilinghuoxing。ruodianlixitongqianquelinghuoxing,dangchangguidianyuandetiaojienenglibuzu,wufamanzuxitongjingfuhedebianhuashi,weilebaozhengdianlixitonganquanwendingyunxing,xuyaozaiyongdianxuqiubuzushixuejianxinnengyuanchuli,huoshizaiyongdiangaofengshiqiqiechufuhe,fenbieduiying“棄風棄光”和“有序用電”的情況。這將會直接影響新能源的消納,製約新能源的發展。

德國是新能源滲透率最高的國家之一。2010年德國棄風率僅 0.33%,但隨著可再生能源發電量占比接近 30%,棄風率開始呈上升趨勢,到2016年,德國棄風率已經上升至 4.3% 。

數據來源:國家發展和改革委員會能源研究所

《京津冀與德國電力係統靈活性定量比較研究》

2020年,我國風電+光伏發電量占比約9.5%,棄風率 3.5%,棄光率 2%。suizhewoguoxinnengyuanfadianliangzhanbidetisheng,qifengqiguangyalijiangchixuzengda,duidianlixitonglinghuoxingdexuqiujiangyufaqianglie。yinci,xuyaocongduogefangmiantigaodianlixitongdeanquanxinghelinghuoxing。

01

擴大調節電源規模

現有技術手段中,火電的靈活性改造能大幅改善係統靈活性。已建成的煤電機組通過熱電解耦、低壓穩燃等技術改造可將最小穩定出力降至20%-30% 的額定容量,且單位千瓦投入僅高於需求側管理。在改善係統可靠性的同時,能夠促進可再生能源的大規模消納。

02

增加儲能容量

未(wei)來(lai)以(yi)新(xin)能(neng)源(yuan)為(wei)主(zhu)體(ti)的(de)電(dian)力(li)係(xi)統(tong),僅(jin)依(yi)靠(kao)火(huo)電(dian)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)改(gai)造(zao)無(wu)法(fa)充(chong)分(fen)滿(man)足(zu)靈(ling)活(huo)性(xing)需(xu)求(qiu)。儲(chu)能(neng)作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)柔(rou)性(xing)電(dian)力(li)調(tiao)節(jie)資(zi)源(yuan),可(ke)以(yi)改(gai)善(shan)和(he)增(zeng)強(qiang)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)靈(ling)活(huo)性(xing)。在(zai)“供過於求”情景下,可以儲存多餘的風電、光伏出力;在“供不應求”情景下,可以放電緩解短時電力短缺。

數據來源:SolarPower Europe

儲能係統在不同場景均發揮著重要作用:

電源側:新能源+儲能、可再生能源製氫的模式有利於平抑新能源的出力波動,從而促進集中式新能源並網消納;

電網側:抽水蓄能+新型儲能可以輔助電網實現調峰、調頻需求,提高穩定性;

負荷側:可以利用市場機製(如分時電價、電力現貨交易、需求響應等)和分布式新能源結合提升電能清潔化水平,降低用電成本,也有利於保障負荷側供電的可靠性和連續性。

03

挖掘需求側資源

電(dian)力(li)係(xi)統(tong)要(yao)時(shi)刻(ke)保(bao)持(chi)供(gong)需(xu)平(ping)衡(heng)。傳(chuan)統(tong)的(de)做(zuo)法(fa)是(shi)在(zai)負(fu)荷(he)需(xu)求(qiu)高(gao)時(shi)增(zeng)加(jia)發(fa)電(dian)機(ji)組(zu)出(chu)力(li),但(dan)負(fu)荷(he)高(gao)峰(feng)時(shi)段(duan)往(wang)往(wang)持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)較(jiao)短(duan),為(wei)了(le)滿(man)足(zu)這(zhe)部(bu)分(fen)需(xu)求(qiu)而(er)增(zeng)加(jia)的(de)發(fa)電(dian)和(he)輸(shu)配(pei)電(dian)投(tou)資(zi)利(li)用(yong)率(lv)很(hen)低(di),因(yin)此(ci)減(jian)少(shao)或(huo)者(zhe)延(yan)遲(chi)需(xu)求(qiu)側(ce)的(de)電(dian)力(li)負(fu)荷(he)來(lai)實(shi)現(xian)供(gong)需(xu)平(ping)衡(heng),這(zhe)便(bian)是(shi)需(xu)求(qiu)側(ce)響(xiang)應(ying)的(de)核(he)心(xin)。

通tong過guo固gu態tai技ji術shu實shi現xian數shu據ju采cai集ji,數shu據ju處chu理li,終zhong端duan控kong製zhi一yi體ti化hua,可ke以yi預yu測ce並bing防fang止zhi負fu荷he激ji增zeng。通tong過guo植zhi入ru需xu求qiu管guan理li功gong能neng實shi時shi響xiang應ying負fu載zai變bian化hua,可ke以yi提ti高gao電dian力li係xi統tong的de靈ling活huo性xing。

2020年浙江省通過工廠、商場、電動汽車充電設施等電力用戶參與需求調節,運用市場手段彙聚了577萬千瓦削峰負荷、322萬千瓦填穀負荷的“資源池”,實現削峰填穀。相當於少建一座500萬千瓦級的大型電站。

總而言之,在新能源替代傳統化石能源的低碳轉型進程中,擴大調節電源規模,對燃煤、燃氣電廠進行靈活性改造;增加儲能容量,包括抽水蓄能和新型儲能;挖掘需求側潛力,如需求側響應和虛擬電廠技術。將共同成為構建電網係統靈活性和穩定性的基礎,保障新能源大規模應用。

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