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山西电网高比例风电光伏接入趋势与应对思路

发布日期:2019/8/11



       8月7日-8日,由华北电力大学、中国可再生能源学会主办的“第一届中国储能学术论坛暨风光储创新技术大会”在北京召开,在8月8日分论坛一“风光储创新技术专场”中,国网山西电科院电网技术中心主任王金浩作“山西电网高比例风电光伏接入趋势与应对思路”报告。


       5月29日,中央全面深化改革委员会第八次会议审议通过了《关于在山西开展能源革命综合改革试点的意见》,山西作为能源革命的排头兵,就要有比较大的动作。新能源是转型驱动的动力,是低碳发展转型的需求,对山西能源革命的发展将会发挥很大的推动作用。


       7月28日,国网山西电力对山西电网“十三五”期间新能源消纳能力进行了滚动测算,预计2021年山西电网新能源装机将突破4000万。这表明,在山西省发电结构里将有50%是新能源发电,按装机来算,如果按照实际某一天运行的负荷来讲,可能实际负荷里新能源能占到70%-80%,这是非常可观的。


       山西电网在全国电网中的位置比较特殊,处于中心地带。整个山西新能源的接入情况没有特色,然而没有特色就是最大的特色。虽然山西新能源占比不是最高的,但在全国范围内,也算较高。


      山西的风电和光伏虽然起步比较晚,但是发展速度很快。最新数据,山西省新能源装机以及达到2500万,这是目前已经在电网运行的容量。其中,省调集中式的风电是占主体。


      山西的风电装机达到1100万千瓦,在国家电网区域排名第五,在全国排名第六。虽然整体规模不是最大的,但是利用小时率较高,在全国数一数二。山西省集中式光伏装机将近650万千瓦,再加上分布式光伏,光伏装机接近千万千瓦的级别。


      2019年上半年,山西新能源发电量175亿千瓦时,同比增加将近20亿千瓦时,增长11%,新能源的利用率在99%以上。从调度运行角度来说,省间互济,进行联合的消纳。


      新能源接入冲击电网规划


      新能源消纳,首先面临和传统电网融合的问题。


      目前,电网侧对新能源的认知在慢慢转变,从排斥到接纳,从不积极到主动去调整。这个过程中会有很多矛盾,这非常正常,需要从量变到质变的角度去理解它,最终目的是要实现新能源高效利用。


      此外,新能源有自己的特性,和传统的火电机组特性不一样。


       原来做火电电网规划的时候,火电机组可以根据电网结构去设置。比如北部电网比较弱,重新配置一个火电机组。风电场和光伏电站不一样,例如某一地方光资源好,在那里建光伏电站,但是周边没有电网或者连线路都没有,就会造成对电网整体规划的冲击。


       除集中式的新能源外,分布式新能源的发展也不容忽视。可以说,最近两年分布式发电呈井喷式发展。2018年分布式发电比2017年增加了1.5倍,已经发展到了百万千瓦的量级。分布式新能源会引起电网负荷特性发生很大变化。


       分布式新能源接入的无序状态更突出。其发展的核心问题就是分布式新能源更接近用户侧,虽然可观可测,但比较分散,要怎么对它进行整体的监测和调度。当前,分布式新能源已经不完全是自发自用了,很大程度上需要上网,电网负荷发生了很大变化。从调度侧看,日常调度曲线是按照负荷曲线来配置的,而整体负荷变化之后,调度又是一个新的挑战。


       新能源的出力波动大也是对电网的一大挑战。无论风还是光,都受自然条件影响,这是不可控的因素。同时,新能源功率峰值预测存在难点,主要是新能源发电的曲线无法准确把握。


      七大举措提升新能源消纳


      1.输送通道建设


       山西乃至中国能源都是不平衡的,从全国来说,西部资源比较丰富,东部是负荷中心。从山西来看,北部资源富集,南部是负荷中心。输送通道的能力提升是新能源电力配置一个重要的手段,这是中国特色。欧洲和美国对这方面要求可能不是很强烈。


       2.火电的灵活性改造


       调度运行的时候,因为新能源的一些特性,很难作为可靠的电源。火电需要给新能源做后备,山西在全国比较领先,做了火电机组的灵活性改造,可以更大程度释放火电机组的调峰能力。


       3.提升负荷侧的调峰能力


       对新能源的要求会有所降低。包括从政策上,电价包括用电模式都可以采取一些措施。


       4.大规模储能的应用


       未来新能源和储能的结合,将是一个重要手段,或者是一个必然的趋势。新能源本身的特点就是不可靠,而系统是需要可靠的电源,谁来发挥作用让风电、光伏可靠起来?就是储能。储能和新能源的结合是一个比较确定的方向,这里面涉及到技术、政策以及消纳等问题,不需要等电网做调度,可以自己内部消纳和转移。


      5.优化跨区互济


      互济是调度上一个比较专业的词,原来消纳都是以省或者某一区域为单位,但实际上应该跨区跨省,甚至全国范围内消纳。可以通过这些联络的线路进行新能源大范围的转移,但是需要一些相关配套制度,比如现货交易甚至体制上的变化。


      6.政府部门加大协调


      为什么新能源会有利用不充分或者发展不平衡的情况?更多的是在电网企业和政府沟通的时候出现了问题,基本上哪有资源就往哪建。其实还是要做一些取舍,在资源相对不错的地区,为了配套建设,要做电网投资或者其他投资,这是需要政府协调考虑的。


       新能源地位越来越高,这是不争的事实。未来新能源的发展必定会走向主力化的路径,而新能源成为主力的前提是自身必须完善,打铁还需自身强,新能源当“自强”。上述六大措施都是通过别的途径解决新能源的问题,这都是被动的解决。


      换个思路,一百年以前,火电机组还很弱,但是一百年以后,电网这么坚强,很少碰到很长时间停电的情况。如今看来,新能源就是当年的火电,现在新能源不稳定、不可靠,经过几十年不停地自我升级和发展,新能源也会变成一个稳定可靠的电源。




来源:北极星储能网

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