把握四大趨勢,構建新型電力係統(上)

2026-04-07 09:44:55

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、fadianliangjiangzhubuzengjia,woguodianliqingjiehuachengduyejiangdafudutisheng。erzaizhegejinchengzhong,xinnengyuandefadianchengbenyufazhanbujujiangchengweiyingxiangqifazhandeguanjianyinsu。

 

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、taiyangnengziyuanzuifengfudediqu,erwoguodefuhezhongxinzejizhongyuzhongdongbudiqu,fuhezhongxinyuziyuanzhongxinnixiangfenbudediyutezheng,shizhiyuewoguoxinnengyuanfazhandezhuyaomaodun。weijiejuezhegemaodun,xuyaocongduofangmianzheshou:

 

  • 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、nengyuanliyongxiaolvgaodengyoushi。lilunshang,fazhanjiejinfuhezhongxindefenbushixinnengyuanjingjixingzuiyou,shichutegaoyagongchengheduonenghubudajidifangshiwai,youxiaojiejuenixiangfenbumaodundelingyizhongzhongyaofangfa。

 

“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

 

新(xin)能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)的(de)波(bo)動(dong)性(xing)和(he)間(jian)歇(xie)性(xing)要(yao)求(qiu)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)必(bi)須(xu)具(ju)備(bei)靈(ling)活(huo)性(xing)。若(ruo)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)欠(qian)缺(que)靈(ling)活(huo)性(xing),當(dang)常(chang)規(gui)電(dian)源(yuan)的(de)調(tiao)節(jie)能(neng)力(li)不(bu)足(zu),無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)係(xi)統(tong)淨(jing)負(fu)荷(he)的(de)變(bian)化(hua)時(shi),為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)安(an)全(quan)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing),需(xu)要(yao)在(zai)用(yong)電(dian)需(xu)求(qiu)不(bu)足(zu)時(shi)削(xue)減(jian)新(xin)能(neng)源(yuan)出(chu)力(li),或(huo)是(shi)在(zai)用(yong)電(dian)高(gao)峰(feng)時(shi)期(qi)切(qie)除(chu)負(fu)荷(he),分(fen)別(bie)對(dui)應(ying)“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%。隨sui著zhe我wo國guo新xin能neng源yuan發fa電dian量liang占zhan比bi的de提ti升sheng,棄qi風feng棄qi光guang壓ya力li將jiang持chi續xu增zeng大da,對dui電dian力li係xi統tong靈ling活huo性xing的de需xu求qiu將jiang愈yu發fa強qiang烈lie。因yin此ci,需xu要yao從cong多duo個ge方fang麵mian提ti高gao電dian力li係xi統tong的de安an全quan性xing和he靈ling活huo性xing。

 

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

 

weilaiyixinnengyuanweizhutidedianlixitong,jinyikaohuodiandelinghuoxinggaizaowufachongfenmanzulinghuoxingxuqiu。chunengzuoweiyizhongrouxingdianlitiaojieziyuan,keyigaishanhezengqiangdianlixitonglinghuoxing。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

 

dianlixitongyaoshikebaochigongxupingheng。chuantongdezuofashizaifuhexuqiugaoshizengjiafadianjizuchuli,danfuhegaofengshiduanwangwangchixushijianjiaoduan,weilemanzuzhebufenxuqiuerzengjiadefadianheshupeidiantouziliyonglvhendi,yincijianshaohuozheyanchixuqiucededianlifuhelaishixiangongxupingheng,zhebianshixuqiucexiangyingdehexin。

 

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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