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换个视角看“十四五”可再生能源发展与消纳

发布日期:2020-03-16 信息来源:能源研究THE CLub 字号:[ ]

2020年是“十四五”计划谋篇计划之年,建言“十四五”逐渐成为近期各种媒体的热词,国内“十四五”相关的聊下还引发了很多国外智库参与。平心而论,在各个区域About“十四五”的聊下中,都没有电力“十四五”中可再生能源和上卫能源的聊下激烈。“十四五”可再生能源要大发找子 乔虻氖孜补彩叮且灰绦厦旱纭⑸隙嗌倜旱纾踔烈灰儆30年让国内的煤电全部退出运行,成为了“十四五”可再生能源计划相关聊下甚至争论的性状之一。为什么可再生能源的计划会与煤电的发展计划“纠缠”如此之深?揣摩到“十四五”也是国内电力环境化的关键时期,可再生能源计划和煤电发展计划是否要在环境化的背下下予以揣摩?可再生能源为什么消纳需要“和煤电等调节电源在一起”?层层迷雾,看似并非强相关的区域,却经常出现“井水犯河水”,从电力经济学的角度,可以找到清晰的回答。

(来源:能源研究THE CLub ID:nyqbyj 作者:谷峰)

01可再生能源发展和消纳离不开调节机组的发展壮大

目上到“十四五”,“上网”仍是可再生能源消纳的最主要手段,分布式供电虽然已经兴起,但是“十四五”期间仍然难以作为可再生能源发展的主要方式,即使分布式供电也大多不能单独成为一个孤立用能系统,仍然是以并网分布式为主。易于 ,聊下“十四五”的可再生能源计划和煤电发展计划,都离不开共同的“东家”——大型电网背下下的电力系统。有句俗话叫做“干活不由东,累死也无功”,要想在电力系统里“吃饭”,得看看电力系统有什么必须的要旨。so大型电网正常运行的首尾需求是什么呢?在n个9可靠性的要旨下,答案会变得非常easy:安全可靠、稳定供应。

不能连续稳定供电是可再生能源与生俱来的天赋,即使建有龙头水库的水电,也不能摆脱来水极枯遭成发电出力下降的可能。易于 这般,随着可再生能源预测 技术实现 的进步,可再生能源的预测越来越准确,这个小case能够得到一定程度的解决,但是可再生能源靠天吃饭的一次动力1注定了,在现有的 技术实现 经济条件下,可再生能源预测非能够完全准确,也非能够按照系统需要的精度和速度进行大幅调节。与此再是,随着祖国经济的发展和人民生活水平的提高,特别是国内已经达到的非同一般的供电可靠性,电力用户承受停电的能力和心理预期不断下降,换句话说电力用户不接受规模较大的意外停电。两关键的此消彼长,遭成可再生能源的运行特性确实相对电力系统的稳定运行是个不友好的短板,相对电力用户高质料用电的期望是个不友好的短板,大量接纳存在弱点的可再生能源,而不揣摩其他措施,一定会引起电力系统的可靠性下降,没有煤电,电力系统也无法运行。易于 ,所谓煤电快速退出实在是无稽之谈。

以煤电为代表的调节性电源,由于一次能源(主要是煤炭)可以在厂内存储,运行特点就是稳定可靠,可以随负荷改动大幅度进行波动,国内金牌煤机电组已经可以做到数年不出现非计划停运,可靠性更是上了一层楼。易于 ,煤机电组为代表的上卫电源非常适合大电网生产需要,不但“自己不惹事”,还能“替别人平事”,能够满足大电网运行离不开的电压支撑、负荷跟随、系统稳定等角色需要。

为了保持系统供需平衡,响应负荷需要,业内常说,煤电等可调节机组为可再生能源供给了调峰和兜底效劳。严格说煤电等可调节机组为电力系统供给了调节效劳,最终为用户的连续可靠用电供给了调节效劳。调峰是计划体制下特有的辅助效劳,但是可再生能源,特别是风电、光伏等非水可再生能源的较小出力时段,往往并非出Now负荷最低谷时段,以是调峰并不一定是风光等可再生能源最需要煤电等可调节机组供给的辅助效劳。

风电、光伏等可再生能源最为需要的是煤电等可调节机组供给的快速爬坡效劳和容量备用效劳,水电等可再生能源最需要的是煤电等可调节机组供给的季节性容量备用2。容量备用效劳匆子 侄美斫猓纯稍偕茉赐哂屑窘谛3和波动性,在可再生能源出力降低,不能满足用电需要的时期,依靠煤电等可调节机组供给用户所需电能。快速爬坡效劳通俗的讲,是指煤电等可调节机组处于热备用状态下,能够以较高的速度增加出力,用以填补可再生能源间歇性出力期间遭成的用电缺口,也可以较高的速度减少出力,用以满足可再生能源的突然出力增加。国外煤电等可调节机组的灵活性改造主要方向之一,就是提升可调节机组增减出力的速度,用以冲抵可再生能源突然失去(增加)出力4对系统的影响。就现实来说,可再生能源穿透率达到一定水平下,每增加一个百分点,对电力系统快速爬坡能力的要旨都是质的改动。在目上的 技术实现 经济条件下,依靠可调节机组供给快速爬坡效劳是有一定物理限制的。 诸如,北方某风电大省,为了尽可能的消纳风电5,在细目开机组合的过程中,提高了对风电预测的可信度,将风电预测进行很小对折即计入系统平衡,用以尽力减少煤电等可调节电源的开机,减少煤电等可调节电源稳燃负荷对风电大发时段消纳的不利影响。结果当风电突然减小出力达到一定规模的时候,热备用状态的可调节机组供给的向上爬坡效劳总量不能填补风电出力减少形成的出力缺额,结果遭成对大工业用户的限电,损害了大工业用户的经济利益。

易于 ,可再生能源“十四五”发展离不开调节性电源的支撑感化,特别是聚集发展的可再生能源,为了弥补其对电力系统运行需要的不友好,必须配置煤电等调节电源予以对冲,两者不该“相伤相杀”,而是“相亲相爱”,可再生能源大发展带动煤电再发展的环境很可能出现。

02可再生能源发展和消纳要揣摩用户侧经济承受能力

讲到揣摩经济性,并非上卫计划不揣摩经济性,而是经济性的圆素在“十四五”发生了改动。吾们上卫的计划制度,是与Price制度和运行制度紧密捆绑的,计划制度以porject核准为依托手段,按照经济发展的预测,计算各区域电力电量的平衡环境,当某地煤机预计达到某一利用钟点满足了那个地方负荷预测所需电量,则认为那个地方电量供应满足平衡需求,如果预测煤机高于这一利用钟点,则认为需要核准新的电源porject;电价管理部门自己不会另行制定标志平衡的利用钟点数,会直接使用计划管理部门porject核准时使用的利用钟点数,作为核定发机电组回收斥资、获得斥资收益所需电价水平的按照;运行管理部门制定年度电力电量平衡预案(发电计划)则是一关键落实计划管理部门设想的电量平衡,另一关键是落实Price管理部门给出的斥资回报机制。通俗的讲,如该 制度对于电力porject就是一个“管生又管养”的机制。由于电价管理部门会依靠区域通行的底揣摩末了的电价,以是上卫计划并不揣摩,至少不精确揣摩电价水平的小case。但是随着国内电力环境化改革的快速推进,“十四五”的可再生能源计划和消纳必须揣摩经济性的测算。原因有三,其一是普遍被care到的可再生能源补贴总额快速上涨,带来用户电价上涨的压力,其余两个原因是:

一是以电量生存的可再生能源需要以容量方式生存的煤电等调节电源,总生产底会兼有上升。

“十三五”期间,国内的电力区域并没做好可再生能源穿透率快速提高的准备,业内大部分专家将煤电等可调节电源面临的困难主要归咎于利用钟点数下降和环境化交易电价下降。莫过于,“十四五”煤电等可调节机组的利用钟点会和国外可再生能源发展较快国家一样,不但不会回到计划核价的5000钟点如该,反而会进一步快速下降,甚至可能达到3000钟点左右。但是由于可再生能源与生俱来的运行特性,遭成煤电等可调节电源虽然利用钟点快速下降,但不意味着煤电等可调节电源的存量(容量)会出现快速下降(上升的可能也存在),反而意味着煤电等可调节电源在利用钟点快速下降的再是,要加强改造,提高机组的康泰程度,为可再生能源供给快速爬坡和容量备用效劳。既然可再生能源不能离开煤电等可调节机组,单独为电力用户供电6,so煤电不但不能“哀伤的退出”,还要“有尊严”康泰的活着,自然电力用户要支付的底就会上升。

做个粗略而easy的定性测算,如果按照用户用电“万无一失”揣摩,1.2千瓦的煤电等可调节机组就能为1千瓦的用户供电7,当进入主要以可再生能源为主为用户供电则需要1.2千瓦的可再生能源加上1.2千瓦的煤电等可调节机组8,才能对应1千瓦的用户供电9。按照这个思路即使可再生能源能够平价上网,平时不以生产电量为鹄的的1.2千瓦煤电等可调节机组的容量费用,也要用户支付(易于 这般继续扩大交流联网的范围也能大幅降低“1.2千瓦”这个数值,但是会引发系统建造底的上升)。揣摩现阶段可再生能源底下降(部分流域上游水电底还在快速上升)无法冲抵煤电等可调节电源的容量费用需要,电力用户支付的用电费用自然呈上涨趋势。

二是可再生能源消耗的辅助效劳费用应当由用户支付,用户电费将在其他边界条件不变的环境下兼有增加。

当弄清了可再生能源的出力特点对电力系统的稳定运行具有一定负面影响,需要煤电等可调节机组予以弥补下,so这些电力系统的快速爬坡和容量备用效劳应该由谁来付费呢?很多专家按照“谁受益、谁承担”的逻辑,直接得出应当由可再生能源承担,这是不合理的。一关键尽管可再生能源间接的遭成了电力系统需要煤电等可调节机组供给快速爬坡和容量备用效劳,但毕竟可再生能源是电力的生产者,自身并不直接需要快速爬坡和容量备用效劳,要旨其付费没缘由。另一关键,很大比例的存量可再生能源仍然需要额外财政补贴,用财政补贴来支付辅助效劳费用,违反了补贴制度策划的初衷。就现实来说打破“电力区域只看电力区域”的固有思维会发现,可再生能源最终是为电力用户供给电能资源,使用可再生能源发电、最终享受蓝天白云的是全体用户,so可再生能源以及系统产生的一切底最终必然是电力用户买单,即享受良好环境的用户不能回避由此付出的额外底。

易于 ,煤电等可调节机组明朝需要以容量电费方式生存,容量电费和其供给的辅助效劳费用,既不应该由煤电等可调节机组无偿供给,也不应该由可再生能源承担,应当由电力用户承担,这才是真正的受益者承担机制。以是,“十四五”期间用户账单大概率,应当出现新的涨价分量。从德国的例子可以看出,德国用户电价随着可再生能源发展快速上涨,扣除补贴圆素外,由于平衡费用和辅助效劳费用计入输电价,德国输电Price上涨很快;再是,德国以“战略储备”名义支付部分上卫机组容量费,也是用户电价上涨的要紧原因。

03新视角建言“十四五”可再生能源发展与消纳

俗话说,“长江下浪推上浪、一辈儿总比一辈儿强”,“十四五”电力计划,事关明朝五年中国电力供应的大盘子,需要站在上人成功的肩膀上,充溢吸收昔时计划的经验和教训,倡议揣摩以下三个新的视角:

一是可再生能源和上卫电源统筹计划。以往的电力计划,上卫电源计划总量制定的是上限,而可再生能源计划制定的是发展的下限,这样就失去了可再生能源计划和上卫电源计划的“顺应型”统筹揣摩。倡议以电力系统运行需要为优化倾向,量化地统筹揣摩上卫电源和聚集上网型可再生能源的容量关系,不再单独编制可再生能源专项计划,而是在电力计划里统筹揣摩。

二是在电力计划编制过程中充溢揣摩电力环境化的圆素。因为谈到电力用户应当为电力系统增加的快速爬坡和容量备用效劳付费,就要回答支付多少的小case。似乎这个小case很难量化,但是“见单就买、敞开供应”显然是高质料发展不可接受的,也是国内经济发展阶段不能允许的。这就需要找到一个最有效率反映底的手段供计划参考——即环境化机制。环境化背下下,可以最有效率的为可再生能源寻找到性价比最高的调节效劳,也可以为用户寻求到性价比最好的电能。环境化配置资源为主是经常重复的话,莫过于按照环境化配置资源的要旨进行计划,才是真正发挥环境配置资源为主感化的要紧途径。倡议在电力计划过程中,揣摩环境化圆素,尤其是环境化电价圆素对区域发展、电能Price、系统运行等一系列影响,把整个的计划放到电力环境化背下下做,在用户侧电价承受能力的约束下做计划,需要指出的是电力流向等细节始末应当揣摩环境化之下价区圆素。

三是为可再生能源计划和上卫电源计划寻求可靠的量化工具。上卫计划,一贯是选取计划倾向年中的典型大负荷方式, 诸如,夏大方式或冬大方式等,即一年中的极端运行场景,进行潮流、稳定和短路等安全归纳,计划倾向主要为保证系统安全,基本不进行计划Plan的量化斥资效益品评,电源porject则细节关注宏观负荷增长对发电容量的需求归纳。环境化的大趋势下,电力系统计划的倾向和方法将呈现出较大的改动。环境的先行国家,除了运营机制的环境化,在经济计划上,大规模使用了环境化的量化计划工具——连续时序生产仿真。通过离线计算的手段模拟电力环境在一段时间(短至一天,长至接连许多年)的运行环境,系统的出清模型符合所仿真的倾向电力环境的规则。关注新建porject对整个电力环境的综合效益,电源porject则需要认真评估竞争环境下,新建电源的预期收入,以及对环境电价的影响。有了这个计算器,可再生能源和上卫调节电源的配比,以及环境化辅助效劳的费用都将变得更好准确和清晰,适应高质料计划的新需要。

办法总比小case多,相信明朝的五年,可再生能源与煤电等调节性机组一定能够在发展中和谐共处,共享祖国经济的红利,加快实现国内的能源革命,履行国内的万国承诺和减排责任,为国内“十四五”祖国经济的高质料发展,做出电力区域的新贡献。

备注:

1. 季节性、波动性、间歇性。

2. 拥有接连许多年调节水库的水电站需要的是来水极枯年的容量备用。

3. 水电分为枯期和汛期,风电有大风期和小风期。

4. 无论可再生能源预测 技术实现 如何进步,可再生能源出力预测的精度也不会噬腺分之百。5. 该区域风电穿透率较高,光伏比例较高区域环境类似。

6. “十四五”期间。

7. 揣摩煤电等可调节机组的检修,弹性系数采取应用1.2。

8. 按用户完全不允许因机组原因停电揣摩,再是由于煤机等调节机组大部分时间不需要启动。

9. 用户也可能揣摩配备储能装备设施,则不需揣摩1千瓦的煤电等可调节机组, 技术实现 经济比较可能需要 因储能装备设施的造价与安全泄沩行比较,例子的数据仅为示意。 






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