促进西北新能源高比例发展——大力提升电力系统灵活性专题研究开题启动会近期召开
2022年9月15日,受自然资源保护协会(NRDC)委托,中国能源研究会碳中和产业合作中心联合国网西北分部在北京召开《促进西北新能源高比例发展——大力提升电力系统灵活性专题研究》开题启动会,会议由中国能源研究会碳中和产业中心主任黄少中主持。中国能源研究会理事长史玉波、中国科学院院士周孝信、中国能源研究会副理事长兼秘书长孙正运等组成的课题顾问团队,以及由中国能源研究会监事长韩水、国网能源研究院副院长蒋莉萍、华北电力大学经济与管理学院教授袁家海、中国科学院电工研究所研究员陈永翀、西安交通大学教授王建学等组成的专家团队,参加启动会并就相关问题进行了深入的交流和探讨。
NRDC清洁电力高级顾问王万兴博士介绍,NRDC在西北地区开展工作多年,并在上个月与中国能源研究会联合发布了最新研究报告《建设多层次市场机制,促进西北新能源高比例发展》。从全国的角度来看,目前西北地区新能源发展过程中遇到的问题,将在全国新能源发展过程中遇到。以西北地区为案例,通过时空分布、能源资源品种互补,分析地方转型过程中遇到的挑战和解决方案,可为全国层面的高比例可再生能源发展提供借鉴。
中国能源研究会碳中和产业合作中心研究员张葵叶代表课题组介绍了此次课题的研究内容、研究思路及时间安排等。项目研究背景是基于当前西北电力系统对大规模、高比例新能源接入和消纳适应性不足的问题。电力系统调节能力和灵活性亟待全面提升,而不同灵活调节资源成本差异较大,厘清各类灵活性资源的成本以及相应的疏导机制至关重要。课题将从西北电力系统灵活性发展现状、提升电力系统灵活性的挑战、路径、成本,以及相应的疏导机制等方面开展深入的研究工作。
课题顾问团队和专家团队对课题的必要性和及时性给予了高度的肯定,并认为碳中和产业合作中心与国网西北分部的合作,使得课题更贴近西北当地的实际情况,对研究开展有重要作用。同时,与会专家们还从不同角度出发,对提升系统灵活性、促进西北新能源高比例发展和消纳的路径与解决方案,分享了各自的观点和建议。
中国能源研究会监事长韩水提出,研究应同时关注发电侧、电网侧和需求侧,在技术层面外,还要研究支持政策和市场机制,共同促进西北地区新能源的消纳。西北新能源除外送之外,重点应该放在就地消纳,这是不能忽略的提高灵活性调节方式,特别是一些可中断负荷和高载能负荷发展,对西北地区新能源发展是至关重要的。另外,西北地区各省区之间要关注灵活性资源共享问题,需要重点研究电网侧如何适应新能源的发展方向。
国网能源研究院蒋莉萍副院长指出,灵活性的问题并不局限在单项技术,未来新型电力系统一定要考虑跨行业协同,纵向的是源网荷储协同,横向的是不同能源供应系统之间的协同。首先,风光自身也需要组合提供灵活性,在成本和效益之间找到平衡。其次,需要市场机制去协调相关利益方,激发多种灵活性主体的积极性,包括水电站、供热与燃煤电站,以及低成本的负荷侧资源等,重点通过加大辅助服务市场建设力度,挖掘负荷侧可变负荷的潜力与商业模式。最后,重视对光热技术的利用,因为光热在西北是一直是被低估、被忽略的技术。
华北电力大学袁家海教授指出,应从规划、市场建设、调度等角度共同推进西北新能源高比例发展。在规划层面,应考虑不同时间尺度,近期、中期和远期各自的侧重点:对于电源侧,近期以西北丰富的水电、煤电的灵活性改造为主,中长期以光热和储热等灵活性资源(包括热电解耦)和热电协同。同时,还需考虑建设季节性的调节资源来与新能源的季节特性相匹配。在市场和调度层面,西北问题是区内、区外之间的协同问题,特别是西北与华北、华东市场之间的耦合。此外,经济性测算很关键,应首要考虑不同资源的组合,其次是研究区内外灵活性资源协同的成本差异。
中国科学院电工研究所陈永翀从突破能源“胡焕庸线”的角度来分析新能源高比例发展路径。我国能源消费与新能源生产存在不均衡性,需要跳出能源电力行业来看能源的发展。逐步在富能地区发展分布式可再生能源和产业,通过产业和制造业的转移,就地消纳新能源。结合“一带一路”的建设,满足产品生产对于绿电的需求。
西安交通大学的王建学教授强调要关注多周期的灵活性,特别是跨季节、长周期的调节资源。应关注多环节的灵活性:在电网侧,重点关注提升重要断面输送容量的灵活性来加强西北省间的电网调节能力;在负荷侧,结合西北特点,抓重点用能企业的灵活性,尤其是生产工艺的突破。在灵活性成本回收方面,梳理并测算西北的关键设备提供灵活性的成本,通过政策与市场机制去疏导成本,保证合理收益,促进灵活性调节资源的健康有序发展。
国网西北分部交易中心主任孙骁强认为,西北电网目前灵活性不足体现在两个方面,即电力电量平衡,以及电力系统安全。解决这个问题的关键在于发挥西北电网的互济功能。一个是用电时段的互补性,通过电网调度的负荷侧互补可以节省约500万千瓦的火电开机。另外一个是新能源资源之间的互补性,在提升电网保证出力、减少火电规划方面有重要作用。
中国能源研究会理事长史玉波从目前国家在青海建设的大型风电光伏基地谈起,提出支撑电源和灵活性的需求是亟待解决的问题。在解决方案方面,首先应将用户侧参与到灵活性提升中来。其次,应考虑利用现代信息通讯和数字技术,通过云平台整合资源,提升将来电网的灵活性。最后,应完善电价机制,研究适应高比例新能源接入电网的电价模式,把发电侧、电网侧、用户侧串联起来,有效调度新能源资源和灵活性资源。
中国科学院院士周孝信全面阐述了新型电力系统安全稳定运行的五个要素,即灵活性、韧性、稳定性、可靠性与经济性问题,认为解决灵活性的问题需要多措并举。在网侧,需要在区域内打破省间壁垒、统筹协调,在区域外充分考虑不同地域间的互补特性,做好送端送电曲线与受端负荷曲线的协调,保证每一条输送线路都有足够的年运行小时数。此外,应该发挥好西北作为国家绿色能源基地的作用,一方面满足自身的电力需求,并向东部输电,而另一方面要就地转化,生产绿色液体与气体燃料。在网制氢对电网有很强的调节作用,未来对跨季节的调节也能发挥很大的作用。
中国能源研究会副理事长兼秘书长孙正运指出,要在保证电网安全的前提下,利用西北的时间差和空间差,充分挖掘电网在调度上的潜力。西北地区清洁能源要参与到全国的电力市场中,要注重外送通道建设。另外,西北地区应做好产业规划,在当地发展制造业,消纳部分电力。此外,西北的新能源发展不光要考虑电,还要考虑冷热,形成综合能源系统。
课题组组长黄少中在会议小结中强调了课题研究的必要性和典型意义,表示要认真梳理,充分吸收专家提出的意见和建议,全力组织实施好课题研究工作,按时保质交上一份满意的研究报告。
中国能源研究会碳中和产业合作中心研究员汤泰,NRDC清洁电力项目副主任刘明明等人参加启动会。