怎么给新能源拉一张新电网?

作者: 凌霜微雨

来源: 果壳

发布日期: 2021-12-15

本文讨论了新能源并网对电力系统的影响,提出了构建以新能源为主体的新型电力系统的必要性,并分析了新型电力系统建设面临的挑战和主要方向。

目前的一种常见思维是,当建设了足够多的可再生能源发电设备后,碳排放问题就自然而然的得到了解决,我们就能实现“碳中和”。这显然不可能。事实上,大量的新能源发电设备的接入,会对当前的电网造成很大影响。因此,关于新能源并网,绝不是一个简单的“越多越好”的二元问题。

针对新能源发电的管理,2021年3月,中央财经委员会第九次会议上指出“要着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统”——这正是解决方案。

“以新能源为主体的新型电力系统”是什么?有什么特征?要实现需要做些什么?在哪些领域有更多的机会?本文将对这些问题一一解答。

目前,新型电力系统仍然没有官方的明确定义,但各方共识基本集中于“新能源为主体”,这意味着我国电力系统的新能源占比未来将达到50%以上。从发展阶段来看,“以新能源为主体”将分为两个主要阶段:1. 新能源装机占50%以上;2. 新能源发电量占50%以上。

然而在现阶段,从装机量看,2020年我国电源总装机22亿千瓦,其中风、光、生物质共占比26%;可如果从发电量来看,风、光、生物质的占比迅速跌到11%,与目标差距很大,可见未来的很长一段时间,大力发展风、光等新能源将成为构建新型电力系统的当务之急。

与装机相比,新能源的发电想达到50%以上则是一个更为长期、艰巨的任务,因为风、光等新能源本身就具有不确定性,其利用小时数远低于火电:统计数据显示,风电的年发电利用小时数约是火电的一半左右,光伏则更低,所以为了发同样的电,需要的新能源装机容量可能是火电的两到三倍。

然而如果新能源的占比真的如此之高,将给电力系统带来一系列艰巨的挑战。新型电力系统建设面临的挑战包括不确定性带来的平衡难题和调节能力缺陷干扰电网稳定性。电力系统想正常运行,就涉及了两个重要的稳定概念:频率稳定,电压稳定。而传统的同步发电机是维持这两个稳定性的最大支柱。但风、光等新能源并不具备传统发电机维持电压和频率的能力,甚至接入会消耗大量无功,还可能破坏电力系统的稳定,为电力系统的安全带来风险。

新型电力系统建设的主要方向包括看得准、调得动、储得住。可再生能源的不确定性带来了新型电力系统中的很大一部分问题,那么最直接的思路自然是赋予电网确定性,也就是提高对发电能力预测的准确性。另一方面,既然风光总是波动来波动去,那电网是不是能跟上波动就行了呢?现在依靠大量的煤电去调节,未来煤电虽然越来越少,但是我们可以去找新的资源调节。

在《行动方案》里,还提到:“积极发展‘新能源+储能’、源网荷储一体化和多能互补,支持分布式新能源合理配置储能系统。制定新一轮抽水蓄能电站中长期发展规划,完善促进抽水蓄能发展的政策机制。加快新型储能示范推广应用。”概括来说,就是重要的储能说三遍。

储能堪称是为新型电力系统量身订做的调节方式,多的时候可以充电,少了可以放电,其他调节往往是单向的,只能选择少发电或多发电,负荷只能选择少用电或多用电,而储能则可以选择到底发电还是用电,调节能力极强。

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