风光新能源快速增长 “用电安全”倒逼新型电力系统加快建设脚步
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风光新能源快速增长
“用电安全”倒逼新型电力系统加快建设脚步
□随着新疆、甘肃、青海、内蒙古、宁夏、陕西等地集中式风电光伏装机大幅增加，风光发电量占比将进一步提升，消纳压力进一步增大。
□“十三五”期间，火电灵活性改造、抽水蓄能、调峰气电的规划新增目标，分别仅完成了40%、50%、70%左右。
□设备龙头企业不断加强电网调度控制环节的研发创新，综合运用云计算、区块链、人工智能等技术，在保障电网安全的前提下尽可能多地消纳新能源。
□作为目前电力系统最可靠、最经济、寿命周期最长、容量最大的储能装置，抽水蓄能即将迎来超预期的发展。
◎记者 王文嫣
近期，可再生能源领域利好政策密集释放。我国风电、太阳能发电新增装机量快速增加，朝着2030年要达到总装机容量12亿千瓦以上的目标奔去。
伴随着风光新能源涌来，弃风弃光现象却再度抬头。更不能忽视的问题是，在新能源比例逐渐提高的情况下，电网该如何安全运行？近日，美国又传出大面积停电的消息，有分析认为其是能源转型带来的危机。去年底，我国部分地区运动式“减碳”引发“电荒”，出现拉闸限电的教训，也还历历在目。
如何才能破解目前的局面？为此，上海证券报记者采访了多位电力设备行业专家、能源领域专家。他们普遍认为，这是一个系统性的问题，可以通过持续加强电网、储能项目配套建设以及不断推进电价改革等方法，不断完善新型电力系统，向“双碳”目标不断迈进。
能源转型出现新挑战
可再生能源发电波动性较强，随着可再生能源发电比例上升，将给电网安全运行带来严峻考验。
近年来，全球主要经济体纷纷向低碳社会转型。我国也承诺将到2030年实现“碳达峰”，到2060年实现“碳中和”。
调整能源结构、大幅提高可再生能源的比例势在必行。风力和太阳能发电是从能源供给侧实现低碳环保的重点发展领域。
国家能源局统计数据显示，今年前4月，我国风电装机容量约3.4亿千瓦，同比增长17.7%；太阳能发电装机容量约3.2亿千瓦，同比增长23.6%。
大规模建设的同时，风光发电消纳压力随之而来。全国新能源消纳监测预警中心数据显示，今年4月，全国风电利用率为94.8%，蒙西、蒙东、吉林等地的风电利用率不足90%。此外，西藏、青海4月的光伏利用率分别为77.8%和89.9%，大幅低于97.6%的全国水平。局部地区弃光弃风现象又有所抬头。
全国新能源消纳监测预警中心专家分析认为，二季度随着新疆、甘肃、青海、内蒙古、宁夏、陕西等地集中式风电光伏装机大幅增加，风光发电量占比将进一步提升，消纳压力进一步增大。
不仅如此，可再生能源发电波动性较强，如遇极端天气还将对电网安全运行带来考验。据央视新闻报道，受暴雨天气影响，当地时间6月14日，美国中东部地区断电用户一度达50万户。
而早在5月份，加利福尼亚州的电网运营商就警告称，随着该州正在向绿色能源过渡，未来3个夏天发生停电危机的风险将增加。早在2020年加州大停电后，时任加州州长就曾把责任归咎于清洁能源带来的负面影响。
事实上，去年下半年多地掀起的运动式“减碳”也一度对我国部分地区的用电造成影响。尤其是去年9月下旬发生的辽宁“拉闸限电”事故，国网辽宁电力有限公司对外披露时提到，去年9月23日至25日，由于风电骤减等原因，电力供应缺口进一步增加至严重级别，辽宁启动3轮II级（负荷缺口10%至20%）有序用电措施，个别时段在实施有序用电措施最大错避峰416.92万千瓦的情况下，电网仍存在供电缺口。因此，辽宁不得不采取了“拉闸限电”这一最终手段。
电力规划设计总院专家在相关报告中指出，目前我国电力系统调节能力建设总体处于滞后状态。“十三五”期间，火电灵活性改造、抽水蓄能、调峰气电的规划新增目标，分别仅完成了40%、50%、70%左右。此外，新能源跨省区输送比例偏低。如果出现新能源装机短期大幅增长、用电负荷增速明显下降等情况，新能源消纳的平衡状态极易被打破，弃风弃光存在着反复发生的潜在风险。
厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强对记者表示，可再生能源发电比例上升，将给电网安全运行带来严峻的考验。
电网工程建设需要配套
通过建设特高压、超高压等大型输电工程进行“西电东送”，增加新能源的消纳比例，已经成为最主流的方案。
虽然能源转型过程需面临重重挑战，但仍能通过多方面的努力，逐步实现目标。
“未来电网的发展，不完全是为了输送风电、光伏等可再生能源发电。”华北电力大学能源互联网研究中心主任曾鸣接受记者采访时表示，面对风力、光伏发电波动性极强的特性，必须有其他的调剂资源与之平衡，比如说各种各样的储能资源、需求侧响应资源等参与平衡，需要从整个电力系统维持平衡的角度进行规划和建设。
“至于电网该如何发展，什么样的规模和结构才能够支撑住，这些都需要和整个新能源发展同步协调规划。”曾鸣表示，即实现源网荷储协调，同时做好风电、光伏、煤电、核电、水电等多种能源的互补。
国家电网有限公司（下称“国家电网”）董事长辛保安去年已提出，电力是能源转型的关键领域。随着“双碳”进程加快和能源转型深化，亟须加快构建新型电力系统。未来五年国家电网计划投入3500亿美元，推进电网转型升级。南方电网公司“十四五”期间电网建设规划投资也将达到6700亿元。
国内权威电力设备行业专家对记者介绍，基于我国资源禀赋特点，风光等新能源基地大多集中于“三北”地区，负荷中心则集中于中东部地区。通过建设特高压、超高压等大型输电工程进行“西电东送”，增加新能源的消纳比例，已经成为最主流的方案。经过多年的论证与实践，特高压工程逐步得到各方认可。近两年，特高压交直流混联电网建设进度也在加快，对新能源消纳起到一定支撑作用。
此外，我国电力二次设备龙头企业还在不断加强电网调度控制环节的研发创新，综合运用云计算、区块链、人工智能等技术，在保障电网安全的前提下尽可能多地消纳新能源。
除了输电网建设，随着分布式新能源发展提速，城市配网自动化水平也需要提高。据悉，国家电网今年将投资900亿元用于城市电网建设。
另据南方电网早前公布的规划，配电网的规划投资达到3200亿元，约占“十四五”该公司电网总投资额的48%。
南方电网公司规划部相关人士表示，在实现“双碳”目标的大背景下，配电网正逐渐成为电力系统的核心。配电网是能源生产、转换、消费的关键环节，更是可再生能源消纳的支撑平台、多元海量信息数据平台、多方市场主体的交易平台。
许继电气相关负责人对记者表示，随着分布式电源及微电网发展，未来配电网将大量接入分布式电源、灵活负荷以适应可定制化供电的需求，源、网、荷角色定位和行为特征的界限趋于模糊、层次更加丰富。“源端”正在向能源清洁化、多元化方向转变；“网端”正在向电力电子化、信息化方向发展；“荷端”正在向复杂化、互动化方向发展。新能源的特点是不太稳定，需配合储能进行调节，用户侧储能将会逐步发展。传统配电网大多是辐射状单方向能量传递结构，随着新能源接入和负荷的多元化，网络结构的变化及新技术应用会催生新的需求。此外，配用电设备的智能化、需求响应速度等会有进一步的提升，也为配用电设备的升级带来机遇。
储能价格机制仍待完善
所有能源都进入到新型电力市场当中进行交易，通过市场机制来发现它们各自的价值，同时抑制不合理的成本上升。
“检验可再生能源发展成效的关键性指标就是在能源供应和消费中的占比，也就是对传统化石能源的有效替代。”中国石油国家高端智库研究中心专职副主任、学术委员会秘书长吕建中认为，“十四五”可再生能源高比例发展，就是要从能源电力消费增量补充转为增量主体，在能源电力消费中的占比快速提升。必须加快建设可再生能源存储调节设施，提升新型电力系统对高比例可再生能源的适应能力。
作为目前电力系统最可靠、最经济、寿命周期最长、容量最大的储能装置，抽水蓄能即将迎来超预期的发展。
去年发布的《抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年）》明确，到2025年，抽水蓄能投产总规模较“十三五”翻一番，达到6200万千瓦以上；到2030年，抽水蓄能投产总规模较“十四五”再翻一番，达到1.2亿千瓦。
以中国抽水蓄能最大建设方的身份，中国电力建设集团有限公司党委书记、董事长丁焰章近日在《人民日报》撰文称，“十四五”期间将重点实施“双两百工程”，将在200个市、县开工建设200个以上的抽水蓄能项目，开工目标2.7亿千瓦。按照单位千瓦6000元/千瓦左右的投资标准，预计将带动1.6万亿元左右投资。
对于抽水蓄能电站建设加码，受访的多位专家乐见其成。但他们同时认为，仅有硬件建设，还不能囊括构建新型电力系统的全部。
“新型电力系统实际上就是新能源和传统能源一起进入市场。这意味着，新型电力系统对应的是一个新型电力市场。所有能源都进入新型电力市场进行交易，通过市场机制来发现它们各自的价值。这样才能使得绿电也好、新能源也好，实现可持续发展。同时，通过市场机制抑制不合理的成本上升。”曾鸣认为。
林伯强认为，相关电价体制改革还须持续细化，以促进新型电力系统更好地运作。
有关方面已在开展进一步的探索。国家发展改革委、国家能源局近日发布《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》，明确新型储能可作为独立储能参与电力市场，并对其市场机制、价格机制和运行机制等作出部署。
6月13日，国家能源局南方监管局印发新版《电力并网运行管理实施细则》《电力辅助服务管理实施细则》两个重磅文件，在国内首次发布了风电、光伏、新型储能、可调节负荷等新型主体的专项细则。这将有助于新型储能更好地发挥调峰、调频等作用，激发市场主体投资建设的积极性。
