作為一個電網(wǎng)人寨辩,從中國光伏行業(yè)協(xié)會成立之初就受邀參與了協(xié)會光伏發(fā)電運行消納年度分析研究工作驴党,跟蹤分析了光伏十年的接網(wǎng)運行消納形勢侄刽,見證了光伏十年發(fā)展奇跡潜路,也親歷了電網(wǎng)的轉(zhuǎn)型發(fā)展纹词,以下幾點關(guān)于網(wǎng)源協(xié)同的認(rèn)識供參考。
光伏發(fā)電的隨機性和波動性對電網(wǎng)是挑戰(zhàn)更是機遇贸掰,推動電網(wǎng)從傳統(tǒng)電網(wǎng)走向新型電網(wǎng)丁傲,從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)走向戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要支撐產(chǎn)業(yè)。十年前审胚,光伏發(fā)電在很多人眼里還是垃圾電匈勋,大家更多的是研究光伏發(fā)電的隨機性和波動性,以及高比例光伏發(fā)電對電網(wǎng)運行消納的影響膳叨,主要研究電網(wǎng)對于新能源的消納能力颓影。十年后剥犯,隨著以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)概念的提出阶桦,大規(guī)模風(fēng)光等波動性電源(Variable Renewable Energy,主要指風(fēng)電和光伏發(fā)電腾仅,以下簡稱VRE)的接入為電網(wǎng)的創(chuàng)新發(fā)展創(chuàng)造了巨大發(fā)展機遇临谱。隨著VRE占比的提升璃俗,電力系統(tǒng)運行機理和平衡模式發(fā)生了深刻的變化,源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)的功能定位和特性也隨之發(fā)生了重大調(diào)整悉默。加快構(gòu)建清潔低碳城豁、安全充裕、經(jīng)濟高效抄课、供需協(xié)同唱星、靈活智能的新型電力系統(tǒng),為電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與重大裝備創(chuàng)新帶來了重大機遇跟磨。當(dāng)前大家研究的熱點更多的是如何構(gòu)建新型電網(wǎng)局硝,提高電網(wǎng)對VRE的接納、配置和調(diào)控能力潭灯。
功率預(yù)測是網(wǎng)源協(xié)同的基礎(chǔ)焙逝,電力系統(tǒng)的靈活性是網(wǎng)源協(xié)調(diào)的關(guān)鍵。十年前话弹,我們網(wǎng)上親歷了德國電網(wǎng)應(yīng)對日全食驚心動魄的全過程年笋,意識到對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行而言,不確定性比波動性更可怕,深刻認(rèn)識到功率預(yù)測的重要性雌她。十年后透汞,隨著國內(nèi)光伏裝機規(guī)模的激增,功率預(yù)測的重要性進一步顯現(xiàn)政用,而且不同于傳統(tǒng)認(rèn)識薄肉,我們發(fā)現(xiàn)短時光伏發(fā)電功率預(yù)測的難度竟遠(yuǎn)超風(fēng)電。十年前翰鲸,由于國內(nèi)光伏裝機和發(fā)電量占比均很低,一般認(rèn)為光伏發(fā)電出力主要集中在白天負(fù)荷相對比較高的時段相速,光伏發(fā)電出力與負(fù)荷的一致性更好碟渺,消納難度較小。十年后突诬,隨著光伏發(fā)電占比的提升苫拍,我們認(rèn)識到迎峰度夏、度冬期間旺隙,早高峰時段光伏保證出力不足11%绒极,晚高峰期間光伏出力基本為零,山東蔬捷、河南等多個電網(wǎng)出現(xiàn)“鴨子曲線”垄提,而青海電網(wǎng)凈負(fù)荷曲線已由“鴨子曲線”發(fā)展到對電網(wǎng)更具挑戰(zhàn)性的“峽谷曲線”,午間光伏消納的難度更甚周拐。十年前铡俐,我們對于系統(tǒng)靈活性的認(rèn)識還僅限于調(diào)峰能力,十年后妥粟,我們認(rèn)識到電力系統(tǒng)承載VRE的能力取決于系統(tǒng)的靈活性审丘,包括電源的靈活性、儲能犀进、電網(wǎng)靈活性以及需求側(cè)資源嵌鳖,靈活性不僅需要調(diào)峰的“下調(diào)節(jié)”能力,還需要頂峰的“上調(diào)能力”膊节。
平價上網(wǎng)不等于平價利用及裂,消納VRE的系統(tǒng)成本引發(fā)的經(jīng)濟性問題或?qū)⒊蔀楦弑壤齎RE發(fā)展的主要障礙。十年前原拉,降低光伏發(fā)電成本是行業(yè)發(fā)展的重中之重朝财,經(jīng)過十年努力,光伏開發(fā)及建設(shè)成本下降了80%燃圾,光伏發(fā)電度電平均成本降至0.31元龟栗,已經(jīng)實現(xiàn)了平價上網(wǎng)。十年后弧泊,我們逐步意識到VRE平價上網(wǎng)不等于平價利用焰醇,VRE利用還涉及消納VRE的系統(tǒng)成本及帶來的相關(guān)經(jīng)濟性問題昧甲。德國發(fā)展新能源近20年,雖然光伏發(fā)電腿扒、風(fēng)力發(fā)電本體成本下降昼牛,但居民電價上漲90%,平均銷售電價上漲23%;英國近15年居民電價上漲60%康聂,平均銷售電價上漲51%贰健。國外相關(guān)機構(gòu)的研究也表明,電力系統(tǒng)中VRE電量滲透率超過15%之后恬汁,VRE消納的系統(tǒng)成本帶來的影響將逐步顯現(xiàn);盡管VRE電量滲透率達(dá)到25%-40%在技術(shù)上是可行的伶椿,但會帶來很高的系統(tǒng)成本;電量滲透率超過40%時,消納VRE所需要的系統(tǒng)成本甚至?xí)^VRE發(fā)電成本氓侧,沒有靈活性相關(guān)系統(tǒng)成本的投入則會出現(xiàn)較為嚴(yán)重的棄電問題脊另。系統(tǒng)成本得不到合理疏導(dǎo),則會對光伏约巷、風(fēng)電等VRE發(fā)電的經(jīng)濟性產(chǎn)生重要影響偎痛,對行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來重大挑戰(zhàn)。
從單一光伏電站開發(fā)到風(fēng)光水火儲聯(lián)營独郎、源網(wǎng)荷儲一體化踩麦,從分布式光伏開發(fā)到光儲一體化。中國光伏的發(fā)展始于分布式氓癌,從金太陽工程起步靖榕,規(guī)模化發(fā)展得益于集中式地面電站的大規(guī)模建設(shè)乃倔,而平價時代的光伏實現(xiàn)跨越式發(fā)展則得益于集中式與分布式并舉翎襟。2014年中國光伏累計裝機容量不足3000萬千瓦,2017年突破1億千瓦镊僚,2019年突破2億千瓦寿针,2021年突破3億千瓦,2023年則突破6億千瓦镰钦。其中的分布式光伏累計裝機容量2021年突破1億千瓦径卜,2023年新增裝機已達(dá)到了近1億千瓦;分布式光伏年新增裝機容量的占比從2017年的不足10%到2017年的36.4%,到2021年則超過50%箫驻。從未來發(fā)展趨勢來看芽茄,提高規(guī)模化發(fā)展的經(jīng)濟性绍挤,集中式與分布式并舉是大勢所趨章神,且集中式電站已從單一光伏電站開發(fā)模式為主向風(fēng)光水火儲聯(lián)營、源網(wǎng)荷儲一體化開發(fā)模式為主轉(zhuǎn)變;分布式光伏已從工商業(yè)分布式、戶用光伏開發(fā)模式為主向戶用光儲爷耀、建筑“光儲直柔”甘桑、電動汽車光儲充等光儲一體化模式開發(fā)為主轉(zhuǎn)變。
需要以規(guī)劃引領(lǐng)光伏有序歹叮、高質(zhì)量發(fā)展跑杭。眾所周知,電力系統(tǒng)是最大的人造系統(tǒng)咆耿,規(guī)劃對電力系統(tǒng)的安全德谅、經(jīng)濟運行至關(guān)重要。2014年萨螺,我國VER裝機占比僅為8.8%窄做,其中光伏僅占1.8%;發(fā)電量占比僅為2.5%,其中光伏占比不足1%屑迂。由于裝機和發(fā)電量占比低浸策,在“十二五”冯键、“十三五”電力規(guī)劃中惹盼,新能源如何納入電力電量平衡還在探索中,新能源規(guī)劃對于電力規(guī)劃無足輕重惫确,盡管風(fēng)光實際開發(fā)規(guī)模遠(yuǎn)超規(guī)劃規(guī)模诅鹰,但似乎并無大礙。但到了2023年底流沦,我國VER裝機占比達(dá)到36%笋骡,其中光伏裝機占比21%;VRE電量占比達(dá)到15.8%,其中光伏發(fā)電量占比6.3%邢窜,2023年當(dāng)年新增裝機超過2億千瓦叮盲,盡管沒有出現(xiàn)較為嚴(yán)重的棄電問題,但光伏行業(yè)盈利水平也讓行業(yè)內(nèi)越來越的人開始對光伏行業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性表示擔(dān)憂丘隙。高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)涵不僅包括大規(guī)模只忿、高比例、高利用率伶离,還應(yīng)包括行業(yè)的盈利能力和可持續(xù)發(fā)展能力禾膀。面向“十五五”規(guī)劃,是時候應(yīng)該好好研究VER乃至光伏發(fā)電發(fā)展規(guī)劃的問題,研究VRE的經(jīng)濟開發(fā)規(guī)模诺教,不能簡單以越多越好論英雄驹柴,需要以規(guī)劃引領(lǐng)光伏高質(zhì)量發(fā)展。