中國儲能網訊：2022年末召開的中央經濟工作會議提出，要著力推動高質量發(fā)展，加快建設現代化產業(yè)體系，要加快規(guī)劃建設新型能源體系，在落實碳達峰碳中和目標任務過程中鍛造新的產業(yè)競爭優(yōu)勢。實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，體現了我國未來發(fā)展的價值方向，對構建以國內大循環(huán)為主體、國內國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局意義深遠重大。
新型電力系統是現代化產業(yè)體系的組成部分，通過構建以新能源為主體的新型電力系統提升新能源消納和存儲能力，既實現可再生能源大規(guī)模開發(fā)，又實現高水平的消納利用，更加有力地保障電力可靠穩(wěn)定供應，實現高質量躍升發(fā)展。
新型電力系統的復雜性遠遠超過了傳統電力系統。新型電力系統由多元主體構成，涉及新主體、新技術、新機制的整體性變革，構建新型電力系統就要提高清潔能源電力占比，最終形成以可再生能源產業(yè)鏈為基礎，耦合多種類能源資源的開放、兼容、抗風險并能夠支撐多能互補的能源互聯網。以多元主體為特征的高比例新能源電力消納帶來的不確定性，支撐“源荷互動”平衡的智能電網技術短板，電源調度與調控的管理體制機制優(yōu)化，是制約新型電力系統健康發(fā)展的三大難題。
因此，構建新型電力系統，必須增強電網側的平臺功能，從多元主體管理、技術瓶頸突破、體制機制創(chuàng)新等方面不斷增強系統調節(jié)能力，網絡效應才能得以充分發(fā)揮。只有隨著各方交易成本的大幅降低，才能完成電力技術范式從“源隨荷動”向“源網荷儲互動”的躍遷，才能實現從傳統電力系統向新型電力系統的轉型。
突破三重挑戰(zhàn)，構建新型電力系統
清潔能源成為新型電力系統電力供應的主體。構建新型電力系統面臨著多元主體協調、關鍵技術攻關、體制機制約束等三方面的挑戰(zhàn)。
（一）多元主體協調
新型電力系統是連接多種能源互聯互通的能源生產和消費網絡，作為核心平臺，既要適應水能、風能、太陽能發(fā)電等大規(guī)模可再生能源電力以及煤電、核電等集中發(fā)電基地的電力輸送、優(yōu)化和間歇性功率相互補償的需要，又要適應對分布式能源電力開放、促進微電網發(fā)展、提高終端能源利用效率的需求。構建新型電力系統就是要協調解決好電源側、電網側、需求側、儲能側等多元主體之間的關系，既要消除新能源電源波動性、間歇性特征，適應大規(guī)模新能源電源并網的要求，又要提升新型電力系統的靈活性和友好性，提升電力系統靈活調節(jié)能力。
采用新能源發(fā)電代替化石燃料發(fā)電是實現“碳達峰、碳中和”的重中之重。在新型電力系統中，風電和太陽能等清潔能源成為電力裝機與供應主體，火電等基礎電源的功能轉向靈活性調節(jié)和支撐功能。在電源側，高中低不同的電源容量、集中或者分布式布局、在網或離網運營等多種形態(tài)并存。新能源發(fā)電出力間歇性、波動性強，大規(guī)模分布式新能源接入電網，新能源的開發(fā)和電力系統的消納能力需要相應匹配，顯著增加了傳統電網的復雜性和管控難度。電網與電源發(fā)展缺乏統籌協調、系統調峰能力不足、市場機制不健全等各種因素，制約了新型電力系統的持續(xù)健康發(fā)展。只有實現電網、電源、負荷以及儲能的有機銜接，提升各個界面的靈活性和友好性，才能充分發(fā)揮新型電力系統的網絡效應，新型電力系統才能更加智能、健康、安全。
為了解決這些問題，新型電力系統需要具有靈活控制和調節(jié)能力，能夠支持電源側和負荷側的分布式發(fā)電、儲能裝置，甚至同時具備發(fā)電和儲能功能的電動汽車終端的海量接入，并能夠基于數據分析和智能決策實現安全、穩(wěn)定的運營和管理。最終，負荷側的千家萬戶均可發(fā)電、智能汽車即時充電放電，接入電網的分布式發(fā)電節(jié)點越來越多，這也是良好治理機制保障網絡效應的體現。
因此，構建新型電力系統就是要推動電網由傳統單一的電源適應負荷變化模式轉變?yōu)樵淳W荷儲協同互動的模式，不斷提升電網靈活調節(jié)能力和彈性恢復能力，實現更加安全綠色的電力供應、更加經濟高效的電力消費、更加互動共享的電力服務三大目標。
（二）關鍵技術攻關
技術瓶頸也制約著新型電力系統網絡效應的發(fā)揮。在新型電力系統環(huán)境下，分布式新能源接入電網的便利性能夠得到極大提升，用戶、電動汽車、儲能裝置等既可以用電又可以放電，調節(jié)間歇性新能源發(fā)電的波動性和不可預測性。但構建基于智能技術的新型電力系統需要攻關以下幾種關鍵技術。
一是輸送電技術創(chuàng)新。我國能源資源與負荷中心的逆向分布，資源條件優(yōu)越的西部地區(qū)與用電負荷較大的東部地區(qū)相距甚遠，并網、消納、輸送能力成為制約新型電力系統發(fā)展的主要因素。
作為顛覆性創(chuàng)新技術，特高壓直流輸電是我國立足自身能源資源稟賦和經濟社會發(fā)展需求研發(fā)的全新技術，特高壓輸電工程更是在電壓等級、送電距離、送電容量和技術上，實現了最高、最遠、最大和最先進的四個世界之最。特高壓直流輸電技術是新型電力系統的重要支撐技術，能夠消除電力生產和電力需求的區(qū)域不平衡問題，以電力需求拉動生產，從而增強新型電力系統接納新能源的能力，從根本上解決“棄風棄電”問題。
二是儲能技術創(chuàng)新。新能源電力的隨機性和波動性特征較為明顯，電力系統的調度、運行和控制面臨前所未有的復雜性。儲能技術和裝備在新型電力系統中扮演著“多面手”與“潤滑劑”的角色。在新型電力系統中，引入儲能技術能夠實現電力“存儲”功能，從而保證電力資源品質、提高電力資源效率。儲能裝置就像大容量的“充電寶”，在電網用電低谷時作為負荷充電，在電網用電高峰時作為電源釋放電能，其快速、穩(wěn)定、精準的充放電調節(jié)特性，能夠為電網提供調峰、調頻、備用、需求響應等多種服務。在實踐中，儲能裝置能夠發(fā)揮其“補峰填谷”作用，平滑負荷曲線，提升電網供電能力和瞬時平衡能力。儲能技術的廣泛應用將開啟全新的電力生產模式，將為能源更替創(chuàng)造條件，使得源網荷儲協調優(yōu)化模式成為可能。
三是智能電網技術創(chuàng)新。智能電網技術主要用于保障電網運行的穩(wěn)定性，因為新能源電源接入會引起系統電壓和頻率的偏差、電壓波動和閃變等問題，從而影響到系統的電能質量。
基于智能電網技術，新型電力系統能夠使得清潔能源和傳統能源實現有機融合，能夠支持清潔能源友好接入，不斷提升分布式電源的滲透率，吸引相關電源生產主體參與電力交易和需求側響應，并提供分布式能源管理和綜合能源服務。智能電網具有高效、可靠的特征，能夠解決新能源發(fā)電間歇性和波動性帶來的局限性，未來需要更多具有自我管理、自我恢復、兼容性強等特征的智能電網技術，幫助實現新能源電源的無縫并網以及實時互動和協調運行。
（三）體制機制約束
從體制機制看，新能源消納等問題產生的根源是由于傳統電力體制下多種能源主體間利益關系不暢，形成新舊能源體系的競爭。只有運用市場化手段，理順新能源和傳統能源的利益關系，實現供給和需求精準匹配，才能從根本上消除新能源發(fā)展的瓶頸問題。
一是并網效率提升問題。發(fā)電主體的多元特征對于電網平臺的智能調控能力提出了更高要求。面對大規(guī)模、高滲透率分布式光伏接入電網帶來的電網容量和安全挑戰(zhàn)，需要解決光伏無序接入、低效并網、消納困難等問題。電網需要將多元電源形態(tài)整合為一體，實現源網儲荷協調發(fā)展，提供高品質的電力服務。主體多元帶來的難點在于如何保障分布式電源的有序接入。
對于大型新能源發(fā)電基地，接入電網進入壁壘相對降低，問題解決的辦法還得依靠管理和技術手段，利用特高壓實現遠距離輸送電，新能源電力消納難題將會逐步得到解決。對于集中度較低的分布式電源，大規(guī)模接入電網顯著增加了電網的復雜性和管控難度，解決辦法還要依靠加強本地化、常態(tài)化管理，實現自發(fā)自用或者就地消納。解決新能源并網消納問題的根本還是在于探索有效的市場交易體系，精準匹配供需，不斷提升交易效率，實現各方利益最大化。
二是靈活性改造難題。在多元化的電源側主體中，煤電仍然占據著主導地位，短期內化石能源的規(guī)模經濟效應仍然不可替代。對煤炭的“路徑依賴”，是造成“限電”的深層原因，也是我國“雙碳”目標實現的最大障礙。
火電機組靈活性改造是目前階段最為經濟可行的調峰能力提升手段，通過不斷降低火電機組出力下限，最大限度利用清潔能源。靈活性改造是適應未來能源形勢、參與競爭性電力市場的有效途徑，應按照“誰調峰、誰受益，誰改造、誰獲利”的原則，充分考慮不同區(qū)域、不同類別機組、不同技術路線，以及安全風險、改造投入、運營成本等綜合因素，建立健全基于提高新能源上網消納的火電靈活性改造與運行激勵機制。
構建新型電力系統的具體措施
只有實現新能源電源的“即插即用”，新型電力系統的網絡效應才能夠得以充分發(fā)揮。因此，要圍繞新能源高質量發(fā)展、新型電力系統建設、新型儲能發(fā)展等重點任務，配套制定更加有力有效的政策措施。
（一）推動能源生產綠色低碳轉型
圍繞“雙碳”目標，大力發(fā)展非化石能源，不斷提升清潔能源在經濟生產中的應用比例，構建以綠色低碳為特征的新型電力系統。
1.統籌優(yōu)化新能源開發(fā)布局
在新發(fā)展格局下，我國需要更加堅強、更具韌性的國家能源安全系統。這就要求支撐國家能源安全的能源系統必須從“化石能源為主、兼顧可再生能源”的傳統系統，加速轉向“可再生能源為主、兼容多種能源”的新型能源系統。
一是圍繞“雙碳”目標實施積極的政策引導。能源清潔化發(fā)展是大勢所趨，我國應主動克服對于煤炭能源的路徑依賴，大力提升可再生能源凈發(fā)電量占比，以經濟社會發(fā)展全面綠色轉型為引領，在重點領域乃至全社會推行綠色用能模式。不斷完善財政、稅收手段調控碳排放，輔以創(chuàng)新負排放技術、發(fā)展綠色金融、增加碳匯等政策，引導企業(yè)等微觀經濟主體自發(fā)性地采取碳減排措施，共同推動清潔能源主導地位的形成和新型電力系統的發(fā)展。
二是加強新能源電源統一規(guī)劃管理。開展大規(guī)模水風光儲電源優(yōu)化配置、互補協調控制等關鍵技術研究。針對“小而散”的分布式電源，加強業(yè)主以及能源主管部門的溝通，及時掌握包括分布式光伏電源在內的新能源規(guī)劃建設信息。發(fā)揮電網企業(yè)專業(yè)技術優(yōu)勢，將新能源規(guī)劃納入電網整體規(guī)劃，根據新能源規(guī)劃建設信息、傳統電源情況、電網狀況、負荷預測、地理位置、資源條件等，應用集群劃分和源網荷儲協同優(yōu)化規(guī)劃等新方法，逐年滾動修訂電網規(guī)劃，統籌兼顧各方需求，通過優(yōu)化完善電網結構、有序開發(fā)新電源項目等措施，實現新能源發(fā)展綜合利益最大化。發(fā)揮電網規(guī)劃的引領作用，積極與政府、新能源業(yè)主溝通會商，推動電網規(guī)劃成為各方共識，引導政府科學制定分布式新能源發(fā)展規(guī)劃和項目開發(fā)計劃，協調推進源網有序發(fā)展，保障分布式電源有序接入。通過提供調頻、調峰、調壓等多種輔助服務，實現區(qū)域之間互為備用、互相調峰，實現在大量生產、輸送新能源電力的同時，在更大的范圍內保障電力系統實時平衡，實現新能源產品安全穩(wěn)定、可靠接納，維護電力系統安全穩(wěn)定運行。
三是建立新能源電源消納預警機制。著眼并及時響應新能源并網需求，進一步提高消納水平，建立新能源消納定期分析制度，完善消納預警機制，促進分布式電源有序發(fā)展和高效利用。按照“自下而上、地區(qū)統籌”的方式，綜合考慮電源現狀、電網結構、運行方式、調峰能力、負荷波動等因素影響，逐地區(qū)、逐站、逐變、逐線計算電網可接納容量。探索發(fā)布區(qū)域新能源消納分級預警報告，對紅色預警地區(qū)，除光伏扶貧項目外，一律不受理新能源新增并網申請；對黃色預警地區(qū)，合理調控新能源建設項目和時序，滾動修訂電網規(guī)劃、新能源發(fā)展規(guī)劃；對綠色地區(qū)，在落實接網消納條件的基礎上有序推進新能源項目建設。
2.推動碳排放權交易市場化
未來，需要以獎懲結合的原則持續(xù)促進低碳轉型，從而實現綠色發(fā)展。
一是拓展碳排放權交易體系。加快碳排放權交易市場建設，擴大覆蓋范圍，完善碳定價體系。通過市場的調節(jié)機制調動企業(yè)積極性，企業(yè)可以通過免費分配、拍賣或混合方式獲取碳排放配額，根據自身碳排放情況對碳排放配額進行交易。
二是鼓勵企業(yè)參與能源市場交易服務。依托專業(yè)能源交易機構，結合國內能源市場建設進度，探索面向社會的電力市場交易、碳交易、綠證交易業(yè)務。根據市場改革進程，逐步擴展至電力期貨、輸電權等其它金融衍生品交易和燃料期貨交易。在具備條件的區(qū)域，開展虛擬電廠運營，對分布式電源、可控負荷進行聚合，發(fā)揮分布式電源出力靈活、啟動迅速的特點，代理用戶參與調頻調峰輔助服務市場交易。結合分布式能源交易政策，探索建設分布式綜合能源交易服務平臺。
（二）提升源網荷儲耦合協同水平
新型電力系統建設必須以電網為核心進行整體規(guī)劃，以促進源網荷儲耦合為核心，推動電網從單一“電源調度”轉變?yōu)椤半娫?負荷+儲能”協同調度的新模式。
1.提升多主體協調互動能力
構建電源、負荷及儲能等多主體參與電網調節(jié)的管理機制，實現網荷互動、網儲互動。
一是提升電源適應負荷變化的調節(jié)能力。以提升清潔能源消納能力和電網經濟性為導向，以各類清潔能源發(fā)電作為剛性電源，以傳統電源以及電網作為調節(jié)資源，在電源、電網和負荷之間建立起智能友好的互動策略。在電源側，平衡清潔能源，蓄水調峰、煤電靈活性改造等能源生產方的出力水平；在負荷側，采用分時電價、實時電價、尖峰電價等靈活定價的方式，激勵用戶主動改變能源消費習慣及鼓勵錯峰用電，保持電網電力平衡。
二是構建負荷及儲能參與電網調節(jié)的管理機制。統籌負荷側、電源側、電網側的資源，完善新能源調度機制，多維度提升電力系統的調節(jié)能力，保障調節(jié)能力與新能源開發(fā)利用規(guī)模匹配。提升火電等可調節(jié)電源的靈活性，在與靈活性電源主體簽訂協議、采取激勵措施的基礎上，將原來不可調節(jié)的負荷轉化為電網的可調節(jié)資源，根據電網負荷水平和運行狀態(tài)的需要進行精準、柔性、實時、大規(guī)模控制。引導社會負荷資源參與供需互動實踐，積極引導海量負荷資源自主自愿調整電力消費模式，參與源網荷儲互動。充分發(fā)揮儲能裝置的雙向調節(jié)作用，大力拓展儲能等具備“源荷”雙重特征的新型裝置參與電網調節(jié)，實現網儲互動。
三是積極推動火電機組靈活性改造。以提升電力系統調節(jié)能力、促進新能源消納為出發(fā)點，運用科學管理方法，建立多專業(yè)、跨部門合作，提升火電機組對電力平衡的保障能力，減少機組狀態(tài)變化對電網的波動沖擊。
2.不斷提升電網智能化水平
以推動“電源、電網、負荷、儲能”協同高效運轉為導向，持續(xù)完善智能電網建設，發(fā)揮智能電網的基礎性、支撐性作用。構建大規(guī)模源網荷儲互動在線管控平臺，促進電源提升適應負荷變化的調節(jié)能力。
一是實現源隨荷動，通過電力系統實施資源配置平衡策略，不斷提高常規(guī)發(fā)電機組的調節(jié)響應能力以適應負荷的動態(tài)變化。
二是實現源網互動，由于清潔能源出力會隨著環(huán)境因素的隨機性發(fā)生相應的變化，加強電源與電網互動，即通過能夠調節(jié)電網參數的靈活交直流輸電技術、微網等技術，通過新能源電源精細化功率控制、電網變壓器靈活調節(jié)有載調壓檔位等方式，有效降低新能源出力波動對電網安全穩(wěn)定運行的影響。
三是實現大數據輔助決策。通過用電信息采集系統獲取大用戶、海量居民、分布式電源、電動汽車、儲能單元等負荷資源信息，實時分析全網用戶側負荷資源情況，構建用戶負荷分類管理模型，基于大數據技術精準實施負荷的集中、統一調度管理。
（三）推動新型電力市場機制創(chuàng)新
為了應對大規(guī)模新能源并網帶來的挑戰(zhàn)，必須以促進新能源全額消納、保障新能源與電網穩(wěn)定運行為目標，推進新型電力市場建設和體制機制創(chuàng)新，加快建設適應新能源快速發(fā)展的統一開放、競爭有序電力市場體系。
1.建立新能源電力市場體系
健全新能源消納保障機制。建立可再生能源利用目標責任考核制度，明確各發(fā)電企業(yè)、電力用戶等主體的職責劃分與消納目標，提高可再生能源利用效率。在安排年度發(fā)電計劃時，盡可能為新能源發(fā)電預留空間，優(yōu)先安排新能源發(fā)電。建立電量互保聯保機制，鼓勵發(fā)電企業(yè)間、用戶間簽訂電量互保聯保協議，當其中一方因特殊原因無法履行合同電量時，由協議另一方代發(fā)、代用部分或全部電量，減少合同電量在實際交易中的偏差，保障新能源交易合同順利執(zhí)行。建立市場風險防控與干預機制，實時監(jiān)控電力市場運營情況，制定有效的風險防控措施，保障新能源交易安全穩(wěn)定進行。
構建靈活的交易電價機制。針對新能源短期及超短期交易，探索設置日前現貨市場和日內平衡市場，分別采用分時分區(qū)電價與日內二次報價機制。合理運用分時分區(qū)電價機制，形成實時電價信號，實現電力現貨價格隨市場交易情況與發(fā)電機組運行情況靈活調整。為最大化保障新能源權益，防止現貨市場出現由于新能源預測不準造成發(fā)電被替代的情況，在日內平衡市場設置二次報價的機制。當新能源企業(yè)日內超短期預測與日前短期預測偏差較大時，新能源可再報一次價格修正日前報價，封存作為日內平衡市場的出清和調整依據，利用市場機制保障新能源優(yōu)先消納以及新能源企業(yè)之間參與市場的公平性。
2.構建新能源消納長效機制
通過源網荷儲一體化、多能互補等途徑，實現電源、電網、用戶、儲能各類市場主體共同承擔清潔能源消納責任的長效機制。為使新能源能夠大比例上網，部分火電機組須降低自身發(fā)電出力，開展深度調峰。應設計分攤補償機制，應用發(fā)電權置換新能源消納，激發(fā)火電參與積極性，實現多主體互利共贏。新能源企業(yè)由于增發(fā)電量獲得避免棄風棄光的收益，火電企業(yè)因轉讓發(fā)電權犧牲部分電量利潤，獲得發(fā)電權轉讓收益及調峰補貼收入。發(fā)電權轉讓收益以日內平衡市場價格進行結算，輔助服務市場補償收益以“誰受益，誰分攤”為原則，由未參與深度調峰的火電廠、水電廠以及新能源場站共同分攤。
