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山西电网高比例风电光伏接入应对思路

作者:周晓兰 来源:能源杂志 发布时间:2019-08-16 浏览:
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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。

(本文根据国网山西电科院电网技术中心主任王金浩在第一届中国储能学术论坛暨风光储创新技术大会上的发言整理)

关键字:新能源 储能

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