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换个视角看“十四五”可再生能源发展与消纳

来源:能源研究俱乐部 | 编辑:能源研究俱乐部 | 2020年3月10日() | 打印内容 打印内容

以煤电为代表的调节性电源,由于一次能源(主要是煤炭)可以在厂内存储,运行特点就是稳定可靠,可以随负荷变化大幅度进行波动,我国金牌煤电机组已经可以做到数年不出现非计划停运,可靠性更是上了一层楼。因此,煤电机组为代表的传统电源非常适合大电网生产需要,不但“自己不惹事”,还能“替别人平事”,能够满足大电网运行离不开的电压支撑、负荷跟随、系统稳定等角色需要。

为了保持系统供需平衡,响应负荷需要,业内常说,煤电等可调节机组为可再生能源提供了调峰和兜底服务。严格说煤电等可调节机组为电力系统提供了调节服务,最终为用户的连续可靠用电提供了调节服务。调峰是计划体制下特有的辅助服务,但是可再生能源,特别是风电、光伏等非水可再生能源的最大出力时段,往往并非出现在负荷最低谷时段,所以调峰并不一定是风光等可再生能源最需要煤电等可调节机组提供的辅助服务。

风电、光伏等可再生能源最为需要的是煤电等可调节机组提供的快速爬坡服务和容量备用服务,水电等可再生能源最需要的是煤电等可调节机组提供的季节性容量备用2。容量备用服务容易理解,即可再生能源往往具有季节性3和波动性,在可再生能源出力降低,不能满足用电需要的时期,依靠煤电等可调节机组提供用户所需电能。快速爬坡服务通俗的讲,是指煤电等可调节机组处于热备用状态下,能够以较高的速度增加出力,用以填补可再生能源间歇性出力期间造成的用电缺口,也可以较高的速度减少出力,用以满足可再生能源的突然出力增加。

国外煤电等可调节机组的灵活性改造主要方向之一,就是提升可调节机组增减出力的速度,用以冲抵可再生能源突然失去(增加)出力4对系统的影响。实际上,可再生能源穿透率达到一定水平后,每增加一个百分点,对电力系统快速爬坡能力的要求都是质的变化。在目前的技术经济条件下,依靠可调节机组提供快速爬坡服务是有一定物理限制的。例如,北方某风电大省,为了尽可能的消纳风电5,在确定开机组合的过程中,提高了对风电预测的可信度,将风电预测进行很小折扣即计入系统平衡,用以尽力减少煤电等可调节电源的开机,减少煤电等可调节电源稳燃负荷对风电大发时段消纳的不利影响。结果当风电突然减小出力达到一定规模的时候,热备用状态的可调节机组提供的向上爬坡服务总量不能填补风电出力减少形成的出力缺额,结果造成对大工业用户的限电,损害了大工业用户的经济利益。

因此,可再生能源“十四五”发展离不开调节性电源的支撑作用,特别是集中发展的可再生能源,为了弥补其对电力系统运行需要的不友好,必须配置煤电等调节电源予以对冲,两者不该“相伤相杀”,而是“相亲相爱”,可再生能源大发展带动煤电再发展的情况很可能出现。

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