陳學(xué)婧
（能源情報(bào)研究中心）
新能源滲透率持續(xù)提升、電網(wǎng)峰谷差不斷拉大、源荷雙向響應(yīng)頻繁……我國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行復(fù)雜程度日益增大，系統(tǒng)運(yùn)行波動(dòng)性和不確定性大幅提高，對(duì)靈活性資源的需求從未如此迫切。
截至 2019 年年底，我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)容量分別達(dá)到 2.1億 、2.04億千瓦，年發(fā)電量分別為4057億、2243億千瓦時(shí)。有數(shù)據(jù)顯示，2020年新能源日最大功率波動(dòng)超過(guò)1億千瓦。
基于我國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的愿景，能源低碳轉(zhuǎn)型加速，電力系統(tǒng)中新能源發(fā)電量占比將進(jìn)一步提高，但受制于我國(guó)電力系統(tǒng)靈活性欠缺、電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行較為僵化，新能源難以高效消納。從電源側(cè)看，我國(guó)抽水蓄能、燃?xì)獾褥`活調(diào)節(jié)電源比重僅為6%，且空間分布不均，西北地區(qū)靈活電源占比僅為0.9%。而德國(guó)、西班牙、美國(guó)靈活調(diào)節(jié)電源比重分別為17.5%、34.3%、48.7%。
學(xué)者指出，未來(lái)電力資源時(shí)空均衡配置的空間尺度更大、時(shí)間尺度更小，高比例風(fēng)電、光伏的隨機(jī)變化特性將給電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)前所未有的挑戰(zhàn)，亟待構(gòu)建基于靈活性的規(guī)劃和運(yùn)行技術(shù)體系，增強(qiáng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。
“靈活性，電力系統(tǒng)的新主張。”
“十四五”電力實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，全系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力增強(qiáng)、系統(tǒng)效率提升應(yīng)是重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。電力系統(tǒng)運(yùn)行靈活性涉及時(shí)間尺度、供需平衡、成本約束等多個(gè)方面，優(yōu)化配置靈活性資源，滿足系統(tǒng)在不同時(shí)空尺度下對(duì)靈活性的多樣化需求，亟待構(gòu)建靈活性指標(biāo)體系、完善市場(chǎng)機(jī)制、強(qiáng)化新技術(shù)融合應(yīng)用。
一要量化系統(tǒng)靈活性需求，求解靈活性平衡。
靈活性平衡求解，即面向不同需求，協(xié)調(diào)不同時(shí)間、空間、物理和價(jià)值屬性的靈活性資源與手段，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)目標(biāo)。
基于新能源裝機(jī)及負(fù)荷演化、電力系統(tǒng)運(yùn)行約束條件等，測(cè)算不同時(shí)間尺度的靈活性資源需求。充分考慮靈活性資源具有的多時(shí)空特性、狀態(tài)相依性、雙向轉(zhuǎn)化性等特性，研究構(gòu)建多時(shí)間/空間尺度的靈活性量化指標(biāo)體系，從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境維度考量各類靈活性資源的邊際效益，科學(xué)規(guī)劃靈活性資源，優(yōu)化調(diào)度各種靈活性資源，以最小化系統(tǒng)成本實(shí)現(xiàn)靈活性平衡。
二要系統(tǒng)挖潛靈活性資源，讓市場(chǎng)充分體現(xiàn)靈活性價(jià)值。
至2019年年底，我國(guó)煤電靈活性改造完成5775萬(wàn)千瓦、氣電裝機(jī)容量9022萬(wàn)千瓦、抽水蓄能裝機(jī)容量3029萬(wàn)千瓦，主要靈活性電源建設(shè)進(jìn)度較“十三五”電力工業(yè)發(fā)展主要目標(biāo)仍有差距。市場(chǎng)機(jī)制激勵(lì)不足是靈活性資源建設(shè)緩慢的重要原因，如，煤電靈活性改造調(diào)峰補(bǔ)償電價(jià)差異較大，抽水蓄能電站缺乏明確的經(jīng)濟(jì)效益量化指標(biāo)，氣電電價(jià)中調(diào)峰、環(huán)保價(jià)值未充分體現(xiàn)等。
挖潛源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)全環(huán)節(jié)靈活性資源，亟待完善市場(chǎng)機(jī)制提升資源配置效率。應(yīng)加快推進(jìn)電力市場(chǎng)建設(shè)，探索通過(guò)彈性電價(jià)機(jī)制釋放系統(tǒng)靈活性，研究利用市場(chǎng)機(jī)制支持儲(chǔ)能等靈活調(diào)節(jié)電源發(fā)展的政策，充分反映調(diào)節(jié)電源的容量?jī)r(jià)值。
三要強(qiáng)化新技術(shù)融合應(yīng)用，拓展靈活性資源效能。
強(qiáng)化新技術(shù)融合應(yīng)用，通過(guò)智能電網(wǎng)、智能設(shè)備、信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各種靈活性資源優(yōu)化整合，使各類靈活性資源得以協(xié)同拓展，跨越傳統(tǒng)環(huán)節(jié)劃分，達(dá)到貫通式的高效利用。
推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)、智能微電網(wǎng)、虛擬電廠等技術(shù)應(yīng)用，優(yōu)化源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)協(xié)調(diào)調(diào)度控制，以技術(shù)進(jìn)步和規(guī)?；瘧?yīng)用促進(jìn)電力系統(tǒng)與信息技術(shù)融合；應(yīng)用電網(wǎng)柔性技術(shù)，提升電網(wǎng)柔性控制能力，促進(jìn)電力系統(tǒng)功率快速、靈活調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；加強(qiáng)材料跨學(xué)科應(yīng)用，加大儲(chǔ)能、太陽(yáng)能等相關(guān)材料技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)新材料、新技術(shù)降低靈活性資源成本。
增強(qiáng)靈活性，提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，是實(shí)現(xiàn)電力低碳轉(zhuǎn)型的必然要求。直面靈活性約束，尋求最優(yōu)解，亟待多元協(xié)同、系統(tǒng)發(fā)力。
原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2020年10月16日第40期
