來源:中國電力  作者:時智勇

        

        編者按:儲能在電力系統的應用,已成為我國能源轉型和市場化改革進程中的一個重要技術手段和活躍因素。國網能源院新能源與統計研究所主要圍繞電化學儲能、儲熱、梯次利用,從政策分析、技術經濟性、規劃配置、運營模式、市場機制、并網接入管理和調度運行管理等方面進行研究,開發了包含儲能模型的綜合能源系統經濟性分析軟件、含儲能運行模擬、太陽能熱發電儲熱配比功能的新能源電力系統分析軟件等軟件工具。本專欄將圍繞經濟性與商業模式、發展關鍵問題、政策導向、國際經驗等,結合相關成果和研究思考與讀者進行交流分享。

        

        文章導讀:目前根據國家能源局下發的《關于2020年風電、光伏發電項目建設有關事項的通知》,多個省份陸續發布了2020年風電、光伏發電建設方案和申報要求,與往年不同,河南、內蒙、遼寧、湖南等省份均提出了優先支持配置儲能的新能源發電項目。2017年,青海省發改委曾發文要求列入規劃的風電項目配置10%比例儲能設施,該政策發布后引起較大爭議,執行未達預期。隨著我國新能源發展邁上新臺階,電源結構、電網運行、電價水平均發生了深刻變化,新能源發電配置儲能將面臨新的環境。

        

        重新認識“新能源+儲能”

        

        執筆人:時智勇

        

        國網能源院新能源與統計研究所

        

        目前根據國家能源局下發的《關于2020年風電、光伏發電項目建設有關事項的通知》,多個省份陸續發布了2020年風電、光伏發電建設方案和申報要求,與往年不同,河南、內蒙、遼寧、湖南等省份均提出了優先支持配置儲能的新能源發電項目。當前,我國新能源發電即將迎來平價上網,以鋰離子電池為代表的電化學儲能成本逐年下降,電力市場化改革持續推進,多種因素交織在一起,新能源場站配置儲能面臨新的環境,需要重新認識新能源配置儲能問題。

        

        1新能源配置儲能的驅動因素

        

        “十四五”新能源發展面臨的消納矛盾更加突出,為提高新能源發電利用率,降低棄電損失,提高新能源涉網性能,多個省份對儲能寄予厚望。

        

        新能源發電裝機規模持續提升,系統調峰資源日趨緊張。截止到2019年底,國家電網公司經營區內有21個省份新能源發電成為第一、二大電源。為實現2020年和2030年非化石能源分別占一次能源消費比重15%和20%的目標,壯大清潔能源產業,保持風電、光伏裝機規模持續較快增長是“十四五”規劃的重要目標和任務。為適應能源轉型和促進地方產業發展的需要,各省發展新能源的意愿依然強烈,“十四五”期間,我國新能源發電預計仍將保持“十三五”時期快速發展態勢。電力平衡難度加大,電力系統調峰能力不足已不是個別省份、局部地區的現象,棄電已成為經濟性問題。

        

        高比例新能源并網,給電力系統安全穩定運行帶來全新挑戰。高比例新能源并網導致系統轉動慣量下降,當系統大額功率缺失和頻率波動時,極易導致新能源機組大規模脫網,引發連鎖故障。高比例新能源并網除頻率、電壓耐受問題,還存在寬頻帶的次同步振蕩問題,危及火電機組及主網安全,該類問題在新疆、甘肅等陸上風電富集地區更為顯著。根據最新發布的《電力系統安全穩定導則》(GB38755-2019),電源均應具備一次調頻、快速調壓、調峰能力的需要。一些省份依據導則對新能源場站提出一次調頻改造的要求,配置儲能成為新能源場站滿足涉網性能要求的解決方案之一。

        

        2新能源配置儲能的原則

        

        光伏發電配置儲能的效益要優于風電配置儲能。受容量配置規模限制,連續無風或大風天氣可能限制儲能作用的發揮。一般電化學儲能滿功率連續充放電時間在1~4小時之間,可有效應對新能源日內波動,但若出現長時間無風或大風等極端天氣,儲能利用效率可能受到較大限制。通過對西北電網新能源歷史出力特性統計分析得出,單一省份極端無風天氣最大持續時間達6天,頻次最高達3次/年,若聯網規??s小至單個風力發電場,極端無風或持續大風天氣可持續數周。風電大發時通常在晚上或夜間,此時負荷較低,與風電消納匹配性較差,同時“三北”地區供暖季還存在“以熱定電”的另一重矛盾,火電機組調峰能力受限,因此儲能需要配置更大的容量。與風電相比,光伏發電出力的規律性更,儲能可實現定期充放,利用率相對較高;同時光伏發電輸出功率較高的時候也是用電高峰的白天,與負荷匹配度較好,只需要配置較小容量的儲能。

        

        新能源匯集區配置儲能要優于各個新能源場站配置儲能。一方面,新能源匯集區配置儲能所需的容量要顯著小于各新能源場站單獨配置儲能所需容量之和。從統計規律上看,風光具有互補特性,各新能源場站出力的隨機性通過相互疊加能夠達到此消彼長的作用,一定程度上降低了峰谷差。另一方面,新能源匯集區配置儲能的經濟效益要顯著好于新能源場站單獨配置儲能。新能源匯集區配置儲能可實現系統級調峰,各個新能源場站均可共享,大大提高了儲能設施利用率,同時,由于配置在升壓站外,不存在新能源補貼等計量方面的問題,交易和結算邊界清晰。

        

        按新能源裝機容量比例配置儲能的一刀切做法有待商榷。從目前政策來看,部分省份提出按新能源發電項目的裝機容量比例配置儲能,配置比例在5%~20%之間。由于各地新能源發展規模、電網結構,調峰資源缺口程度有所不同,在新能源場站無差異化地配置儲能有可能降低設備利用效率,增加項目總體成本,需要根據新能源場站配置儲能的功能定位,合理配置,并非越大越好。

        

2020年06月15日

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來源:太陽能網  

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