中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：我國(guó)電力系統(tǒng)是迄今為止世界最復(fù)雜的人工系統(tǒng)之一，一座電廠、一個(gè)電站在該復(fù)雜系統(tǒng)中僅僅算得上是一個(gè)小小的元器件。全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的電力系統(tǒng)可以在不同電壓等級(jí)、不同區(qū)域、不同時(shí)空尺度上實(shí)現(xiàn)電力電量的實(shí)時(shí)平衡，離不開堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)和充裕容量。在不確定性的大規(guī)模新能源和大量電動(dòng)汽車、算力負(fù)荷接入電力系統(tǒng)的情景下，因需要耦合不同時(shí)空尺度的各類電力的生產(chǎn)與消費(fèi)，使其達(dá)到實(shí)時(shí)平衡，電力系統(tǒng)面臨日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
近十年，我國(guó)新能源裝機(jī)規(guī)模增長(zhǎng)很快，據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)，截至2023年底，風(fēng)電與光伏發(fā)電裝機(jī)容量10.5億千瓦，合計(jì)較10年前增長(zhǎng)了10倍。多數(shù)省網(wǎng)進(jìn)入高比例新能源與高比例電力電子滲透率門檻，跨區(qū)調(diào)度控制面臨諸如午間消納、峰荷保供、季節(jié)性平衡，應(yīng)對(duì)極端天氣和隨機(jī)擾動(dòng)等全新難題，解決電力系統(tǒng)規(guī)模儲(chǔ)能和靈活調(diào)節(jié)資源不足的問題已經(jīng)迫在眉睫。
新能源具有不確定性、間歇性、波動(dòng)性，保證出力低、抗擾動(dòng)力差，大規(guī)模接入電網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全構(gòu)成威脅?！靶履茉?儲(chǔ)能”是解決新能源持續(xù)開發(fā)與有效消納的主要措施。在新能源規(guī)?；_發(fā)和高比例消納的要求下，電力系統(tǒng)亟需開發(fā)利用規(guī)?；瘍?chǔ)能和靈活調(diào)節(jié)資源。除新型儲(chǔ)能外，最安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)境友好的電力系統(tǒng)儲(chǔ)能設(shè)施是抽水蓄能，比抽水蓄能更加經(jīng)濟(jì)高效、更具規(guī)模的儲(chǔ)能和靈活調(diào)節(jié)資源是流域梯級(jí)水電。
新能源規(guī)?；c基地化
到2060年，預(yù)計(jì)全國(guó)發(fā)電量將超過20萬(wàn)億千瓦時(shí)。新能源成為電量主體，占比50%，發(fā)電量將超10萬(wàn)億千瓦時(shí)。水電、風(fēng)電和光伏發(fā)電將是可再生能源電力開發(fā)的重點(diǎn)，而生物質(zhì)發(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電、海洋能發(fā)電等其他可再生能源均暫可忽略不計(jì)。
按照相應(yīng)發(fā)電量測(cè)算，新能源裝機(jī)規(guī)模將超60億千瓦。從開發(fā)方式上而言，仍以基地規(guī)模化集中開發(fā)為主。基地化能源資源主要分布在沙戈荒新能源基地、西南水電基地（水風(fēng)光基地）以及海上（近海和深遠(yuǎn)海）新能源基地?；亻_發(fā)的特點(diǎn)是資源豐富、開發(fā)條件好、可以規(guī)模持續(xù)開發(fā)，只是當(dāng)?shù)叵{困難，需要遠(yuǎn)距離輸送到負(fù)荷中心。我國(guó)特高壓（交流、直流和柔直）技術(shù)為基地開發(fā)和遠(yuǎn)距離外送提供了堅(jiān)強(qiáng)保障，輸電距離達(dá)1000～3000千米，可以滿足從西到東、從北到南的輸電要求。
新能源基地開發(fā)，首先要建成構(gòu)網(wǎng)型電源，滿足用電需求，電源側(cè)總成本凈現(xiàn)值最??；其次要同步建設(shè)輸電線路，支撐新能源并網(wǎng)消納和電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定，力求輸電網(wǎng)效益最大化；最后，要保障并網(wǎng)連接點(diǎn)電力送出平穩(wěn)，符合預(yù)期電力電量，出力波動(dòng)小、電壓頻率偏差小。
在當(dāng)前我國(guó)電力充裕度不足、輸電網(wǎng)絡(luò)不夠健全、智能電網(wǎng)建設(shè)尚不完備的情況下，水風(fēng)光儲(chǔ)一體化開發(fā)與調(diào)度運(yùn)行符合市場(chǎng)化改革方向，有助于建立新型源網(wǎng)關(guān)系，推動(dòng)電力價(jià)格機(jī)制的優(yōu)化，促進(jìn)電力資源的優(yōu)化配置和高效利用。
流域梯級(jí)水電及其儲(chǔ)能
抽水蓄能是當(dāng)前技術(shù)最成熟、適合規(guī)?；l(fā)展、經(jīng)濟(jì)合理、安全高效的儲(chǔ)能方式，正在全國(guó)范圍內(nèi)加速落地。新型儲(chǔ)能現(xiàn)有規(guī)模已經(jīng)超過4000萬(wàn)千瓦，增長(zhǎng)速度快，但利用率低、安全問題較突出，規(guī)模化較困難。“新能源+儲(chǔ)能”的構(gòu)網(wǎng)型電源選取“新能源+流域水電”“新能源+抽水蓄能”，是現(xiàn)階段加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和促進(jìn)新能源大規(guī)模開發(fā)利用最現(xiàn)實(shí)、最可靠的選擇。
與抽水蓄能相比，流域梯級(jí)水電在裝機(jī)容量、規(guī)模儲(chǔ)能和靈活調(diào)節(jié)方面均具優(yōu)勢(shì)，特別是具有年調(diào)節(jié)或多年調(diào)節(jié)性能的控制性水庫(kù)電站具有超大規(guī)模的儲(chǔ)能容量。例如，金沙江龍盤水電站正常蓄水位2010米，調(diào)蓄庫(kù)容221億立方米，具有多年調(diào)節(jié)性能，龍盤以下至葛洲壩，利用水頭1800米，水庫(kù)蓄能量約1000億千瓦時(shí)；黃河龍羊峽水電站正常蓄水位2600米，總庫(kù)容247億立方米，調(diào)蓄庫(kù)容193.5億立方米，庫(kù)容系數(shù)大于1.0，具有多年調(diào)節(jié)性能，龍羊峽以下至小浪底，利用水頭1100米，水庫(kù)蓄能量約500億千瓦時(shí)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已規(guī)劃待開發(fā)的龍頭水庫(kù)或控制水庫(kù)，總庫(kù)容超1000億立方米、裝機(jī)容量3100萬(wàn)千瓦，具有長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能和靈活調(diào)節(jié)的巨大潛力。2030年前，水電站增容擴(kuò)機(jī)、開發(fā)儲(chǔ)能工廠，預(yù)計(jì)還可增加水電裝機(jī)容量5000萬(wàn)千瓦。
因此，“流域水電+抽水蓄能”的“水儲(chǔ)能”模式能帶來(lái)超10億千瓦級(jí)的調(diào)節(jié)能力和長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能容量，能夠破解電網(wǎng)高比例新能源并網(wǎng)消納、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能及靈活調(diào)節(jié)難題。加快戰(zhàn)略性水電基地建設(shè)、加快龍頭水庫(kù)建設(shè)、推動(dòng)水電增容擴(kuò)機(jī)、促進(jìn)抽水蓄能發(fā)展，將為加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、促進(jìn)新能源規(guī)模化開發(fā)消納創(chuàng)造良好條件。
流域水風(fēng)光儲(chǔ)一體化
水風(fēng)光儲(chǔ)一體化就是將風(fēng)電與光伏發(fā)電串聯(lián)到水電站，經(jīng)水庫(kù)儲(chǔ)能和水電調(diào)節(jié)后實(shí)行平滑輸出和有效調(diào)控。研究表明，水風(fēng)光儲(chǔ)一體化綜合開發(fā)和聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行具備技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性。在水風(fēng)光儲(chǔ)構(gòu)網(wǎng)電源系統(tǒng)中，水電的功能將被重新定義，從以電量供應(yīng)為主、兼顧調(diào)峰，轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛳到y(tǒng)提供容量和電量、重點(diǎn)滿足電力系統(tǒng)調(diào)峰填谷、儲(chǔ)能和穩(wěn)定支撐等需求。因此，流域水風(fēng)光儲(chǔ)一體化就是釋放流域水電長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能潛力，促進(jìn)新能源規(guī)模化開發(fā)，確保源網(wǎng)協(xié)調(diào)和電力安全保供，推動(dòng)新型電力系統(tǒng)加快構(gòu)建。
2022年3月2日，國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于開展全國(guó)主要流域可再生能源一體化規(guī)劃研究工作有關(guān)事項(xiàng)的通知》，依托主要流域水電梯級(jí)，充分利用水庫(kù)儲(chǔ)能和機(jī)組靈活調(diào)節(jié)能力，兼顧具有調(diào)節(jié)能力的火電，在合理范圍內(nèi)配套建設(shè)一定規(guī)模的以風(fēng)電和光伏為主的新能源發(fā)電項(xiàng)目，建設(shè)可再生能源一體化綜合開發(fā)基地，實(shí)現(xiàn)一體化資源配置、一體化規(guī)劃建設(shè)、一體化調(diào)度運(yùn)行和一體化參與電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
初步研究表明，到2035年，以西南、西北水電基地為基礎(chǔ)，開發(fā)利用其周邊新能源資源，可發(fā)展為10億千瓦級(jí)的清潔能源基地，新增裝機(jī)容量 8.5億千瓦，新能源規(guī)模超 6億千瓦，新增發(fā)電量1.5萬(wàn)億千瓦時(shí)。
目前，瀾滄江云南段水電項(xiàng)目已基本開發(fā)完畢，共投產(chǎn)11座電站，總裝機(jī)容量2135萬(wàn)千瓦，已建成3條±800千伏特高壓直流通道，7條500千伏交流送電斷面，送電容量超過3100萬(wàn)千瓦，通道利用率約50%。目前，瀾滄江西藏段正按照古學(xué)、班達(dá)2030年投產(chǎn)，如美、古水2032年投產(chǎn)目標(biāo)，加快開發(fā)建設(shè)。計(jì)劃采用±800千伏特高壓直流，以點(diǎn)對(duì)網(wǎng)的送電方式直送粵港澳大灣區(qū)，輸電線路長(zhǎng)2200千米，送電容量1000萬(wàn)千瓦。雅礱江是我國(guó)第三大水電基地，干流規(guī)劃22級(jí)水電站，裝機(jī)容量2890萬(wàn)千瓦，總庫(kù)容243億立米，水電裝機(jī)容量2254萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量804億千瓦時(shí)；水風(fēng)光儲(chǔ)互補(bǔ)開發(fā)裝機(jī)6660萬(wàn)千瓦，年均發(fā)電量1600億千瓦時(shí)，送出容量2254萬(wàn)千瓦，基地規(guī)劃水風(fēng)光儲(chǔ)總規(guī)模1.35億千瓦，年發(fā)電量超3200億千瓦時(shí)，新增發(fā)電量相當(dāng)于再造一條雅礱江。
如此巨大的潛力，需要科學(xué)論證。一體化開發(fā)的規(guī)劃目標(biāo)是促進(jìn)新能源開發(fā)消納；最大限度減少棄電，提升基地綜合發(fā)電效益；水風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合出力過程符合并網(wǎng)條件，支撐輸電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。一體化開發(fā)論證涉及開發(fā)布局、資源配置、源網(wǎng)協(xié)調(diào)、開發(fā)時(shí)序、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、建設(shè)模式、監(jiān)管體制、電量消納與電價(jià)機(jī)制等諸多問題。落實(shí)國(guó)家能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略、推動(dòng)流域水風(fēng)光儲(chǔ)一體化規(guī)劃研究和實(shí)施，要充分認(rèn)識(shí)當(dāng)前需求和開發(fā)建設(shè)條件，準(zhǔn)確把握和充分論證基地開發(fā)目標(biāo)和各類制約因素，加強(qiáng)市場(chǎng)化改革政策研究，正確引導(dǎo)推動(dòng)一體化規(guī)劃實(shí)施落地見效。
如何釋放流域水電潛能
為推動(dòng)流域水風(fēng)光儲(chǔ)一體化技術(shù)進(jìn)步和爭(zhēng)取相關(guān)政策支持，釋放流域水電潛力，建議做好以下四方面工作：
一是加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，突破水、風(fēng)、光資源精準(zhǔn)評(píng)估及水、風(fēng)、光、儲(chǔ)時(shí)空互補(bǔ)特性分析技術(shù)，一體化基地聯(lián)合出力過程和電力電量?jī)?yōu)化調(diào)度技術(shù)等核心技術(shù)難題；二是加快技術(shù)創(chuàng)新，推廣數(shù)字化、智能化技術(shù)應(yīng)用，構(gòu)建“高比例新能源+高比例電力電子系統(tǒng)”模型，增強(qiáng)系統(tǒng)模擬仿真與推演能力，建立與新型電源關(guān)系、源網(wǎng)關(guān)系相適應(yīng)的調(diào)度控制技術(shù)體系；三是健全標(biāo)準(zhǔn)體系，完善水風(fēng)光儲(chǔ)一體化基地規(guī)劃技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，水風(fēng)光儲(chǔ)一體化運(yùn)行調(diào)度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、源網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行調(diào)度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、安全管理及風(fēng)險(xiǎn)防范技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；四是加強(qiáng)政策研究，系統(tǒng)推進(jìn)基地一體化相關(guān)政策的研究，包括水電容量電價(jià)政策，市場(chǎng)化電價(jià)政策，價(jià)格、稅收和補(bǔ)償利益共享機(jī)制、源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同政策等，建立產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型與行業(yè)協(xié)同發(fā)展政策、保障、考核、激勵(lì)及有效的監(jiān)管機(jī)制。
流域水電建設(shè)和水風(fēng)光儲(chǔ)一體化開發(fā)是加快我國(guó)能源低碳轉(zhuǎn)型和新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的重要措施，而政策支持、科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級(jí)及數(shù)字經(jīng)濟(jì)融合必將成為釋放流域水電更多潛能的新的驅(qū)動(dòng)力。
