登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
灵活性是未来电力系统转型发展的关键指标。随着新能源渗透率逐渐提高,电力系统功能形态日趋复杂,灵活性将成为电力系统发展规划中的重点考量因素,考虑到电力基础设施建设的锁定效应,有必要对我国中长期灵活性需求特性及供给方式进行研究展望。随着能源互联网逐步建成,需求侧资源和储能将能够参与系统优化调节,源网荷储各环节间协调互动将成为常态。因此笔者基于中国电力“源网荷储协调发展规划模型”和“源网荷储协调生产模拟模型”量化测算结果,研判灵活性资源构成及发展趋势。
本文来源:微信公众号 中国电力企业管理 ID:zgdlqygl
高比例新能源产生的灵活性需求演化趋势
基于当前各区域风电、光伏发电及负荷曲线,结合未来各区域新能源装机及负荷演化(基于国网能源研究院《中国能源电力发展展望(2019)》对电源装机和负荷的展望结果),可测算未来我国各区域新能源及负荷波动情况,进而对中长期高比例新能源背景下我国电力系统灵活性需求特点进行分析研判。
随着间歇性可再生能源的装机规模不断扩大,风电和光伏出力波动范围日益变大。以日峰谷差为例,风电出力日峰谷差冬季和春季较大,夏季和秋季相对较小。2035年全国风电功率日峰谷差最大值约为1.9亿千瓦,中位数约为0.9亿千瓦;2050年全国风电日峰谷差最大值约为3.0亿千瓦,中位数约为1.3亿千瓦。光伏出力日峰谷差春季和秋季出力最大,夏季次之,冬季出力最小。2035年全国光伏功率日峰谷差约为4.0亿千瓦,中位数约为3.0亿千瓦;2050年全国光伏日峰谷差最大值约为7.3亿千瓦,中位数约为5.5亿千瓦(见图1、图2)。
间歇性可再生能源与负荷叠加后的净负荷日峰谷差增大,系统灵活性需求总量逐步提高,且不确定性有所增强,调峰难度显著增加。2050年全国最大负荷约为23.4亿千瓦,日负荷最大峰谷差约为6.0亿千瓦,占最大负荷的25.7%,而考虑风电光伏等间歇性可再生能源的净负荷最大峰谷差约为8.0亿千瓦,占最大负荷的34.2%。
分区域来看,西北地区和华北地区的电力系统灵活性需求量和需求比例最高,对系统灵活调节能力提出了较高要求。2035年,西北地区日负荷峰谷差最大值约为1.8亿千瓦,占西北地区最大负荷的64.8%,华北地区日负荷峰谷差最大值约为1.8亿千瓦,占华北地区最大负荷的46.2%,而到2050年,西北地区日负荷峰谷差最大值达到约3.6亿千瓦,占西北地区最大负荷的92.9%,华北地区日负荷峰谷差最大值约4.1亿千瓦,占西北地区最大负荷的75.8%,系统灵活调节能力亟需改善(见图3)。
从日内特性来看,净负荷小时级变化率显著增加,且不确定性有所增强,午间负荷高峰成为净负荷低谷,每日12时至20时之间灵活性需求最大。以华北地区为例,2035年华北地区负荷一小时功率变化最大值约为0.3亿千瓦,占最大负荷的6.7%,而净负荷一小时功率变化率最大值约为0.5,占最大负荷的13.8%;2050年净负荷一小时功率变化最大值约为1.0亿千瓦,占当年最大负荷的23.4%。随着间歇性新能源(尤其是光伏发电)并网装机比例持续扩大,净负荷日曲线呈现“鸭子”形状,12时至20时之间,净负荷出现快速增长。午间光伏大发时,原本的负荷高峰会成为净负荷低谷,甚至在午间可能出现净负荷为负的情况。在15点至20点之间,用电负荷逐渐增长叠加,光伏出力快速衰减(见图4)。
从季节特性来看,系统灵活性需求的分布规律有所改变,部分地区调节压力向春秋季转移。以华北地区为例,负荷日峰谷差在夏季和冬季较大,而日净负荷峰谷差在春季和秋季较大。这是由于夏季空调负荷比重大,在气温最高的中午形成峰值,而光伏发电日特性与空调负荷特性具有一定的正相关性,平抑了夏季的净负荷波动。由于冬季电采暖负荷比重较大,在气温较低的夜间形成峰值,而华北地区风电日特性与电采暖负荷特性具有一定的正相关性,在一定程度上平抑了冬季的净负荷波动。春秋季负荷需求与新能源出力正相关性相对较低,且负荷需求水平低于夏季和冬季,净负荷峰谷差受新能源影响程度更大。
源网荷储框架下的系统全环节灵活性资源
源、网、荷、储是能源系统中的主要构成部分,在能源互联网环境下各环节不同元素间将存在更多协调互动。系统调度将以整体最优为目标,统筹安排源、网、荷、储各环节的运行策略,充分发挥各类资源特点,以灵活高效的方式共同推动系统优化运行,促进清洁能源高效消纳。
未来电力系统中灵活性资源的来源将趋于广泛,在电源、电网、负荷、储能侧均有涉及。传统电力系统中,灵活性资源主要以各类可调节电源及抽水蓄能电站为主。随着能源互联网逐步建成,电网运行方式将更加灵活优化,需求响应和各类新型储能将更加高频地参与电力供需平衡,灵活性资源的形式日益多元。在电源侧,气电和水电是优质的灵活调节电源,同时可通过合理的辅助服务市场机制结合灵活性改造激发煤电调节潜力,未来光热电站发展成熟后也将为系统灵活调节作出一定贡献。在电网侧,可统筹送受端的调峰安排,制定更加灵活的电网运行方式,鼓励跨省、跨区共享调峰与备用资源。在负荷侧,可大力发展需求响应,设计合理的激励资金保障机制,优化峰谷电价和尖峰电价机制,结合现货市场建设探索实时电价。在储能侧,可在条件适宜地区稳步推进抽水蓄能发展,鼓励电化学储能等新型储能投资建设(见表)。
灵活性提升宜“源网荷储”多措并举,形成系统优化方案。虽然在电源侧新建机组项目是当前的常规选项,但在电网侧全局优化挖潜、在负荷侧和储能侧加快培育新动能,既是高质量发展的应有之义,也是未来发展的必然趋势。基于我国电力发展展望结果,可计算中长期各区域灵活性调节资源构成。从全国整体来看,源、网、荷、储四个环节灵活性资源比重将由当前的以电源调节为主逐步演变为2035年的61%∶12%∶10%∶17%、2050年的44%∶12%∶13%∶31%。可见,电源侧各类资源仍将长期发挥关键作用,但跨区互济、需求响应、储能等新型灵活性资源的重要性愈加凸显。
源网荷储各类灵活性资源运行特性展望
随着新能源渗透率持续提升,煤电、气电、水电和光热发电等电源将共同发挥调节补偿作用。煤电除部分高参数大容量机组及热电联产机组承担基荷外,将发挥重要调峰作用。气电、水电等灵活性电源也将成为系统重要的调节资源。在西北地区,未来光热发电的系统价值将逐步凸显,在晚高峰时段发挥电力支撑作用。此外,在新能源渗透率较高的情况下,风电和光伏发电也将以合理弃风、弃光的形式参与调峰,促进电力系统优化运行。
跨区互联电网运行方式将更加灵活、有力支撑清洁能源高效配置。与调节电源、储能等相比,互联电网虽然本身不生产和消耗电力,无法直接参与供需平衡,但通过在空间维度实现互联互济,有效挖掘并利用不同区域间的净负荷时序互补特性,可产生与其他灵活性调节资源类似的效果。在高比例新能源电力系统运行中,各通道输电功率可随各区域新能源可调出力与负荷需求等因素进行逐时调整变化,通过合理安排跨区域电力配置方案,可有效降低各区域净负荷波动。以2035年和2050年冬季典型周生产模拟结果为例,午间时段西北地区光伏大发而负荷需求有限,电网通过提高电力外送水平,与各类可控电源一起参与系统调节,平抑净负荷曲线波动。其中,2050年由于新能源装机规模更大,净负荷波动程度更强,此时电网输电功率逐时变化程度更高,为系统调峰和新能源消纳作出更大贡献(见图5、图6)。
需求响应将更加高频度地参与系统运行,提高系统对新能源的消纳能力。当前需求响应的典型运行方式是针对负荷曲线削峰填谷,且通常仅在夏季峰荷时段与春节低谷时段开展。未来在源网荷储协调发展背景下,需求响应对电力系统运行的参与将更加常态化、精细化、自动化,其主要价值将由缓解极端时段电力供需紧张形势转为促进新能源消纳。以2035年和2050年西北地区冬季典型周生产模拟结果为例,午间光伏大发时段发生可时移负荷转入,在上午和傍晚净负荷局部高峰时段发生负荷削减与可时移负荷转出。
储能将在电力系统中发挥重要的调节作用,根据净负荷波动安排运行策略。储能的跨时间转移与电网跨空间转移调节将发挥协同互补作用,成为电力系统中重要的平衡资源。在不同条件下,“一充两放”、“两充两放”将是储能的典型运行模式,在午间光伏大发时段及夜间负荷低谷时段储能完成充电,在上午净负荷局部高峰时段及晚高峰时段储能完成放电。以2050年冬季典型周生产模拟结果为例,由于光伏发展规模较大,光照充足时午间将成为储能主要的充电时段,仅在光照条件有限时储能会在夜间负荷低谷时段充电,通过对净负荷曲线进行填谷,促进新能源发电消纳;另外在净负荷曲线高峰时段通过储能放电进行削峰,支撑系统安全高效运行。
政策建议
一是树立“源网荷储”协调规划理念。在电力规划中考虑需求响应和储能等元素,从系统全局优化角度统筹源网荷储各类元素发展规模。对于需求侧资源和储能能够切实发挥系统调节作用的,应考虑纳入输配电价成本核定范畴,推动需求侧资源和储能的健康高效发展,提高电力系统运行效率。
二是建立健全相关市场机制。加快构建现货市场,体现不同时空下电力的差异化价值,充分还原电力的商品属性,以市场价格信号引导供需动态优化平衡。健全辅助服务市场,鼓励柔性可控负荷与储能参与系统调节,完善对各类灵活性资源的经济激励机制。
三是推动用户侧业态和模式创新。培育负荷聚合商、能源服务商等新型市场主体,整合分散的用户侧调节资源并担保可信容量,解决用户侧参与系统调节存在的响应单元数量众多、布局分散且不确定性强的问题,提高用户侧资源参与系统优化调节的可行性。
四是完善需求响应和储能参与系统调节的标准体系。针对需求响应和储能等新型灵活性资源,针对设备功率变化特性、参与系统调节响应特性、与负荷聚合商及调度机构的通信交互等问题,建立相关标准体系,增强新型灵活性资源的可靠性。(文章仅代表作者个人观点)
本文刊载于《中国电力企业管理》2020年06期,作者供职于国网能源研究院有限公司
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
面向园区(居民区)级微网的“源-网-荷-储”一体化运营模式介绍活动推荐为推动源网荷储一体化产业高质量发展,北极星电力网定于2024年5月30-31日在天津市举办2024年首届源网荷储一体化高质量发展研讨会,会议将邀请发电企业、电网公司、电力设计院、源网荷储相关企业、配售电公司、行业专家、学者以及
4月24日,福建省印发推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动实施方案(闽政〔2024〕5号),其中提到,围绕动力电池、新能源汽车、电动船舶、工程机械、节能环保装备、输配电装备、风电装备、海洋工程装备、新型储能装备等重点领域,加强新技术新产品创新迭代,增强高端供给能力。还提到,推进“光储充
北极星售电网获悉,近日,河南平顶山市出台加快平顶山市能源结构调整的实施意见(简称《意见》),加快构建绿色、高效、安全能源保障体系。《意见》明确,力争“十四五”末,新能源装机达到600万千瓦,占比由46%提升到55%,新能源消纳占比由21%提升到30%以上,明显高于全国、全省“十四五”规划水平。
北极星售电网获悉,4月18日,甘肃中瑞铝业有限公司源网荷储一体化示范项目开工。据了解,此次开工的源网荷储一体化示范项目,是甘肃省首个“源网荷储一体化”示范项目,项目总投资约60亿元,年发电量21.46亿千瓦时,项目建成后每年可节约标煤62.2万吨,对产业节能降耗、践行双碳战略具有重要意义。活动
近日,南方能源监管局在广州组织召开电力现货市场引导规划座谈会。会议发布了电力现货市场引导源网荷储规划的分析报告(以下简称“报告”),并结合报告成果进行交流研讨,共同推动广东新型电力系统建设。据介绍,南方(以广东起步)电力现货市场已连续运行超过两年,电力现货市场机制反映供需、发现价
近日,南方能源监管局在广州组织召开电力现货市场引导规划座谈会。会议发布了电力现货市场引导源网荷储规划的分析报告(以下简称“报告”),并结合报告成果进行交流研讨,共同推动广东新型电力系统建设。据介绍,南方(以广东起步)电力现货市场已连续运行超过两年,电力现货市场机制反映供需、发现价
北极星售电网获悉,近日,福建省宁德市工业和信息化局等部门发布关于印发宁德市工业领域碳达峰实施方案的通知,《方案》提到,加速构建以新能源为主体的新型电力系统,推进风光水核等清洁能源与电化学储能一体化发展,实现新能源发电精细化运行与控制,源网荷储互动、多能协同互补、用能需求智能调控。
近日,浙江晨丰科技股份有限公司成为长春农安增量配电网园区项目业主并取得业主认定通知。吉林省能源局发布的《关于创建吉林省省级统筹绿能产业园区的通知》开启了构建千万级、百亿级绿色产业园区的新篇章。其中,长春农安增量配电网园区项目凭借其独特定位与前瞻性规划,成为能源转型与地方经济发展的
为深入贯彻习近平总书记关于数字经济的重要论述精神,认真落实省州关于绿色算力产业发展的工作部署,因地制宜发展新质生产力。经州工信、山东对口援建办公室等部门全力协调,完成项目选址、要素保障、可研编制等工作,4月17日下午,海北州人民政府与山东济南蓝剑钧新信息科技有限公司签约安全智能算力
4月18日,中国能建江苏电建一公司承建的晶科海南20万千瓦源网荷储一体化项目正式开工。该项目位于青海省海南州共和县光伏生态园区内,装机容量为200兆瓦(交流侧),同步建设30兆瓦/60兆瓦时配套储能,以110千伏电压等级接入公共电网。江苏电建一公司项目承建范围为光伏区、升压站及送出工程的勘察设计
2024年4月19日,林州红旗渠开发区配售电有限公司红旗渠经开区增量配电项目首座110千伏汽配园变电站顺利实现与220千伏林州变母线对接!红旗渠经济技术开发区增量配电项目是国家发改委、国家能源局批复的国家第三批增量配网改革试点项目。110千伏汽配园变电站是增量配电重要子项目,我司于2023年3月动工
北极星储能网获悉,据国家知识产权局公告,4月26日,中国石油化工股份有限公司申请一项名为“一种电化学储能设备用冷却液及其制备方法与应用”的专利,申请公布号为CN117925197A,申请日期为2022年10月25日。专利摘要显示,本发明属于冷却液技术领域,具体涉及一种电化学储能设备用冷却液及其制备方法
2024年4月25日,由北极星太阳能光伏网、北极星储能网联合主办的“2024分布式光储创新峰会(江苏站)”在南京隆重召开,会上,中伦律师事务所资深律师王威表示,分布式光伏、储能开发投资中的法律风险主要是三个方面:一是项目合规性,二是房屋合规性,三是其他风险事项。中伦律师事务所资深律师王威在
4月25日,京能集团发布了浑源县100MW光伏发电10储能项目45MW工程EPC工程总承包招标文件招标公告,项目位于山东省大同市,本次招标其中的浑源县100MW光伏发电10储能项目45MW工程EPC工程总承包。浑源县100MW光伏发电10储能项目45MW工程EPC工程总承包招标文件招标公告项目所在地区:山西省大同市一、招标
北极星储能网获悉,据国家电投浙江公司消息,4月25日14时18分,浙江公司宁波公司金田铜业10MW/20MWh综合智慧能源项目全容量投产。该项目位于浙江省宁波市江北区宁波金田铜业(集团)股份有限公司厂区内,每套储能规模为5MW/10MWh,由2台电池舱、2台变流升压舱、1台一次设备舱组成。该项目采用“削峰填
北极星储能网获悉,4月26日,国电南京自动化股份有限公司招标项目工程和林格尔数据中心集群绿色能源供给示范项目磷酸铁锂储能电池系统采购批次评标结果公示发布。项目位于内蒙古和林格尔新区,容量64.8MW/259.2MWh。本标段包含容量64.8MW/259.2MWh的磷酸铁锂电池系统、预制舱/集装箱/电气室内的配套设
北极星储能网获悉,据易事特消息,4月24日,易事特集团与广东鲲鹏环保技术有限公司正式签署战略合作协议。双方将充分发挥各自特色优势,共推风光储充等新能源项目高质量发展。双方具有良好的合作基础,将在提升储能系统技术应用、产品品质及能效管理等方面展开合作,共推“新能源+储能”等新质生产力快
北极星储能网讯,4月26日,协鑫能科发布发布2023年年报及2024年一季度报告。2023年度,公司实现营业收入1014369.36万元,(约为101.43亿元)较上年同期下降7.37%;归属于上市公司股东的净利润90,899.37万元,较上年同期增长32.87%。在储能业务上,2023年度,协鑫能科共完成独立储能备案项目4.5GW/9GWh
4月25日,在北极星太阳能光伏网、北极星储能网联合主办的2024分布式光储创新峰会(江苏站)上,上海聚信海聚新能源科技有限公司解决方案部技术总监闫旭对工商业储能开发流程与运营模式进行了深入的解析。上海聚信海聚新能源科技有限公司解决方案部技术总监闫旭近年来,工商业储能受到了广泛的关注和应
北极星储能网讯,4月26日,天合光能发布2023年年度报告。根据报告显示,报告期内,天合光能实现营业收入1133.92亿元,同比增长33.32%,实现归母净利润55.31亿元,同比增长50.26%。公司电站项目开发和销售取得超预期增长,其中风光储项目指标获取量超6.2GW,储备量8.5GW;分布式业务稳定高速发展,市场
北极星储能网获悉,4月25日,湖南娄底市生态环境局公示冷水江经开区100MW/200MWh储能电站项目环境影响报告。公示显示,冷水江经开区100MW/200MWh储能电站项目新建100MW/200MWh储能站及长铺110kV变电站,100MW/200MWh储能站本期一次建完,长铺110kV变电站分期建设,本期主变压器建设规模为1×50MVA。建
北极星储能网讯,4月26日,电投能源发布《关于阿巴嘎旗电投新能源有限公司增加注册资本及投资建设阿巴嘎旗150MW/300MWh共享式储能电站一期75MW/150MWh项目公告》。根据公告显示,为满足锡盟阿巴嘎旗别力古台50万千瓦风电项目高质量运行,拟由阿巴嘎旗电投新能源有限公司投资建设阿巴嘎旗150MW/300MWh
4月23日从国网浙江省电力有限公司了解到,一季度,浙江风光发电电量达110.54亿千瓦时,同比增长40.88%。其中,风力发电电量达38.11亿千瓦时,同比增长45.29%;光伏发电电量达72.43亿千瓦时,同比增长38.67%。一季度浙江风光发电量增长超40%,由多个因素促成:一方面,浙江风光装机容量大幅增加,2023年
4月22日获悉,3月,华北电网月消纳新能源电量达519.4亿千瓦时,占当月全网发购电量比例首次超过30%,达到30.4%。这意味着华北电网全网客户每使用的3度电中有1度来自新能源。3月27日,华北电网日消纳新能源电量22.04亿千瓦时,占当日发购电量比例40.9%,均创新高。一季度,华北电网新增新能源装机容量13
近日,记者从广西电力交易中心了解到,今年截至4月22日,广西共组织开展了7批次低谷电力消纳交易,259家用户需求侧资源成交,拉动低谷电量超1.5亿千瓦时,是去年全年的2.41倍。预计用户侧可获得用电补偿9135万元。广西电力交易中心交易组织部经理吴引航认为,这代表电力市场优化电力资源配置的作用更加
4月18日,马寺—惠济500千伏线路一次送电成功,标志着豫西—豫中500千伏电网优化工程全面建成投运。该工程新建线路153千米,是国家“打造能源输送大通道,助力经济稳增长”重点项目、河南省委督办重点工程,也是2024年度河南电网首个投运的500千伏度夏保供工程。工程投产后,河南西部电力外送断面将增
北极星储能网讯,4月19日,吉林省发改委发布关于开展《关于促进吉林省新能源产业加快发展的若干措施》政策评估的通知。文件提出,要加快“绿电+”新兴产业培育方面。评估各地算力和绿色电力“双力一体化”、新型储能等项目谋划情况、建设情况、运行情况和绿色低碳消费市场建设情况,系统梳理各地企业参
当新能源95%的消纳红线被解除,并全然交由市场力量进行资源配置时,尽管市场可以发挥强大的驱动力,但也有可能催生一系列复杂的挑战与潜在的市场混乱现象。(来源:微信公众号“风电世界”)消纳红线作为衡量电力系统接纳和利用可再生能源能力的关键指标,在新能源领域起着至关重要的作用。针对“电网
4月8日,记者从国网浙江电力获悉,该公司打造的“浙江省新能源e平台”上线运行。这一平台全量接入了浙江省风、光、水、生物质能等全品类新能源数据,能够动态监测分析全省新能源装机发电情况,解构全省各品类新能源运行趋势,助力浙江新能源消纳与高质量发展。“浙江省新能源e平台”主要包含一屏总览、
近日,内蒙古电力经济技术研究院完成祥泰、锡西500千伏主变扩建工程敏感性分析自主评审工作。据悉,此次自主评审工程对提升地区供电能力与可靠性、提高地区新能源送出消纳能力具有重大意义,契合国家能源发展规划与电网发展方向。内蒙古电力经济技术研究院重点对工程前期手续办理情况、停电方案及技术
4月3日,国家发展改革委等六部门发布《关于支持内蒙古绿色低碳高质量发展若干政策措施的通知》。通知提出,以更大力度发展新能源。以库布其、乌兰布和、腾格里、巴丹吉林沙漠为重点,规划建设大型风电光伏基地,同步开展规划环评,切实发挥规划引领作用,积极发展光热发电。重点在沙漠、戈壁、荒漠地区
根据《国家能源局关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》(国能发新能〔2021〕25号),为引导新能源理性投资、有序建设,现将2024年2月各省级区域新能源并网消纳情况公布如下。
为进一步落实国家能源局《光伏电站消纳监测统计管理办法》《风电场利用率监测统计管理办法》工作要求,促进辖区新能源消纳和行业健康发展,近日,西北能源监管局结合区域新能源快速发展实际,对加强辖区新能源消纳监测统计工作进行部署安排,并从加强制度学习、完善工作机制、规范监测统计和数据披露、
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!