構建新型電力系統提升新能源電力支撐保障能力

文/陳俊杰

構建以新能源為主體的新型電力系統，需要統籌安全與發展，堅持電力安全供應底線。新的發展階段下，新能源行業應瞄準主體電源定位，運用新技術、推廣新模式、解決新問題，主動提升自身的電力支撐保障能力，推動實現行業行穩致遠和高質量發展。

1 集成應用新技術，加快推動新能源轉型為可靠靈活友好的主體電源

大規模高比例新能源對電力系統運行與電力供應保障帶來的影響，原因在于新能源發電出力的間歇性、波動性、隨機性特性。當前我國新能源發電的裝機占比接近25%，發電量占比接近10%，新能源還不具備與常規電源類似的系統友好特性。預計2030—2035年前后，新能源發電裝機占比有望超過50%，將成為新型電力系統的主體電源。僅依靠剩余規模的常規電源項目，無法實現電力安全可靠供應。為此，亟須集成應用相關領域新技術，加快提升新能源發電項目的系統友好特性，提升電力支撐保障能力。

從當前相關技術進展情況來看，“十四五”期間，可以通過集成應用新能源高效發電、長尺度高精度新能源功率預測、風光儲智慧聯合調度運行、大規模低成本長壽命儲能等技術措施，加快建設一批具備可靠發電、靈活調節、友好并網等功能和性能指標的系統友好綠色電站。在可靠發電方面，可結合長尺度高精度新能源功率預測技術以及電力系統的實際需求指令，提前合理制定儲能的充放電計劃，重點保證在系統高峰缺電時段具備一定的頂峰支撐能力，將新能源發電的置信出力水平由5%左右提升到20%～30%的較高水平，減少傳統電源的裝機需求，緩解系統高峰缺電時段的電力供應保障問題。

在靈活調節方面，可綜合運用儲能與智慧聯合調度技術，在保障電站自身新能源電力高效消納利用的基礎上，儲能剩余調節能力可以進一步為系統和周邊的新能源項目提供調節服務，成為友好調節電源。在友好并網方面，可通過優化改善系統友好綠色電站項目的一次調頻、慣量支撐、故障穿越、快速調壓等并網性能技術指標，降低新能源項目與系統整體的故障概率，提升事故和極端情況下安全運行水平，有利于保障電力安全可靠供應。

2 推廣利用新模式，提升新能源發電的全局配置與就地供應保障能力

我國能源資源稟賦與用電負荷錯位分布的基本特點，決定了未來仍然需要大規模集中開發西部北部地區的新能源資源，依托大電網跨省跨區輸送至中東部地區負荷中心，作為保障中東部負荷中心地區電力供應的重要途徑之一。為此，提升跨省跨區輸電通道的送電能力以及新能源電量占比，對于中東部地區的電力保障供應具有重要意義。根據國家能源局關于2020年度全國可再生能源電力發展監測評價結果的通報，國家電網運營的18條特高壓通道年輸送可再生能源電量占比37%，部分已投運特高壓輸電通道的利用率偏低，送電能力與新能源電量占比還有進一步提升的空間。

為了提升新能源電力的跨省區配置規模與水平，“十四五”可從存量與增量兩方面統籌著手。對于存量跨省跨區外送通道，可以充分發揮送受端系統的調節能力，利用新能源短期和超短期功率預測技術滾動優化送電曲線，提升通道送電能力與新能源電量占比。對于新增跨省跨區外送通道，可推廣利用“風光水火儲”多能互補模式，建設高利用率、高新能源占比的西電東送輸電通道，在部分具備條件的地區，可以探索極高比例新能源甚至“風光儲”“風光水儲”一體化的純可再生能源外送模式。

另一方面，推廣利用“源網荷儲一體化”的新能源就地開發利用模式，對于提升新能源發電的就地供應保障能力具有重要意義。在西部北部地區，可以結合產業結構轉移與新能源資源條件，推動新能源就地為高載能等產業的用電負荷提供綠色電力，盡力提升新能源綠色電力消費占比。在中東部地區以及西部北部的重要城市、工業園區、偏遠地區等，可以推動建設以新能源為主體、以自發自用為主的分布式微電網，發揮分布式系統貼近終端用戶的靈活布局優勢，使之成為保障中心城市重要負荷供電、滿足工業園區綠色電力消費需求、解決偏遠地區電力供應難題的重要舉措，與大電網兼容互補，最大化提升電力就地供應保障能力。

3 研究解決新問題，發揮分布式光伏與海上風電的電力支撐保障作用

中東部和南方地區是我國的用電負荷中心地區，近年來隨著生態環保、土地資源等約束不斷增強，發展煤電和大規模集中式新能源的難度持續加大，電力保障供應的壓力也在不斷增加。2020年冬季，湖南、江西等地區出現極端嚴寒天氣，短期內用電負荷快速增長，在新能源等各類電源與大電網均無法提供有效支撐的情況下，出現了較大范圍的電力供應保障問題，值得深思。在此情況下，發展分布式光伏與海上風電，成為中東部和南方地區開發利用新能源、提升電力供應保障水平的重要舉措。目前，分布式光伏和海上風電的并網消納問題尚未大規模集中顯現，但從長遠來看，隨著分布式光伏的持續快速發展、海上風電逐步由近海向深遠海拓展，需要統籌規劃、超前研究在發展過程中有可能出現的新問題。

分布式光伏在平價時代具備較強的商業競爭力，布局靈活，市場潛力巨大。目前山東、浙江的分布式光伏裝機已超過千萬千瓦，河北、江蘇等地接近千萬千瓦，考慮包括集中式光伏在內，河北、山東光伏并網裝機超過2 000萬千瓦。“十四五”期間，在國家政策的大力引導下，預計中東部地區的分布式光伏將進一步加快發展。從系統運行角度看，大規模高比例光伏并網后，將改變電力系統的凈負荷特性，呈現典型的“鴨子曲線”，會對光伏發電的進一步發展造成制約，也會對電網的供電保障能力帶來壓力，要求電力系統具備更加快速和靈活的調節能力。目前，中東部局部地區已經出現中午時段光伏發電消納困難的現象。為此，需要研究提升電力系統的靈活調節能力，同時推動電力市場建設，通過靈活的市場價格信號引導各類儲能、可調節負荷等資源，為光伏的就地開發利用提供支撐保障。