2011 年中國發(fā)布的《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》提出發(fā)展特高壓電網(wǎng),但特高壓電網(wǎng)的技術(shù)路線、架構(gòu)、規(guī)模及其在未來大規(guī)??鐓^(qū)風(fēng)電消納中的作用目前仍未確定。但不論采用何種模式,支撐大規(guī)模西電東送將是對電網(wǎng)發(fā)展的長期要求。
03 運行調(diào)度
中國電力調(diào)度模式已經(jīng)從以往的大平均調(diào)度模式轉(zhuǎn)移到節(jié)能調(diào)度模式,為風(fēng)電等可再生能源的并網(wǎng)提供了有利的平臺。2007 年,《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法(試行)》開始實施,通過對各類發(fā)電機組按能耗和污染物排放水平排序,以分省排序、區(qū)域內(nèi)優(yōu)化、區(qū)域間協(xié)調(diào)的方式,實施優(yōu)化調(diào)度,并與電力市場建設(shè)工作相結(jié)合,發(fā)揮電力市場的作用,以單位電能生產(chǎn)中能耗和污染物排放最少為目的。
發(fā)電調(diào)度按照如下優(yōu)先級排序:首先是無調(diào)節(jié)能力的風(fēng)能、太陽能、海洋能、水能等可再生能源發(fā)電機組;其次有調(diào)節(jié)能力的水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉窗l(fā)電機組和滿足環(huán)保要求的垃圾發(fā)電機組;然后核電和其它化石能源發(fā)電機組。
但是,由于缺乏相應(yīng)的市場激勵機制,節(jié)能發(fā)電調(diào)度的實施仍處于探索起步階段。在中長期,隨著競爭性電力市場的逐步建立,節(jié)能調(diào)度還必須與經(jīng)濟調(diào)度建立協(xié)調(diào)一致的關(guān)系。
(二) 風(fēng)電并網(wǎng)和消納的挑戰(zhàn)
按照前述發(fā)展目標(biāo),在未來40 年內(nèi),在甘肅、新疆、蒙西、蒙東、吉林、河北、江蘇、山東等地建成一批千萬千瓦級大規(guī)模風(fēng)電基地, 到2030 年、2050 年在蒙西等地甚至形成上億千瓦的風(fēng)電基地群。
從技術(shù)上看,電力系統(tǒng)的風(fēng)電消納能力主要受風(fēng)電出力特性、系統(tǒng)負(fù)荷特性、電源結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)能力、外來電/ 外送電規(guī)模及運行方式、電網(wǎng)安全穩(wěn)定評價及控制途徑等因素的影響。這些影響因素也是不斷變化的,決定了未來電力并網(wǎng)和消納的主要挑戰(zhàn):
1 近中期(2020 年前):“三北”地區(qū)風(fēng)電并網(wǎng)和消納問題突出,體制機制性障礙亟待解決
2020 年前,中國風(fēng)電開發(fā)主要集中在“三北”和沿海地區(qū)的千萬千瓦級風(fēng)電基地,并積極開發(fā)東中部分散風(fēng)電場和近海風(fēng)電。但是,由于三北”地區(qū)遠(yuǎn)離電力負(fù)荷中心,且中國電源結(jié)構(gòu)以煤電為主(且含大量供熱機組),調(diào)節(jié)性電源和需求側(cè)響應(yīng)資源缺乏,電力系統(tǒng)平衡調(diào)度范圍小,電網(wǎng)規(guī)劃與建設(shè)進(jìn)程與風(fēng)電不協(xié)調(diào),使得“三北”地區(qū)當(dāng)?shù)叵{能力、調(diào)峰能力和輸電通道容量不足成為風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展的主要障礙。
在制度層面,風(fēng)力發(fā)電得到了比較有效的政策扶持,但大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)和消納仍面臨體制機制性障礙,電力體系相關(guān)方的責(zé)任、權(quán)利和利益關(guān)系亟待調(diào)整。
一是電網(wǎng)體系仍垂直壟斷,輸電、配電、售電三個環(huán)節(jié)仍是一體化經(jīng)營,缺乏多元化市場主體;
二是電力市場交易機制仍不完善,各市場主體間和跨省區(qū)交易機制仍不完善 ,市場優(yōu)化資源配置的基礎(chǔ)性作用還沒有充分發(fā)揮;
三是電價機制尚不合理,上網(wǎng)電價未能反映電能的實時市場價值,費用分?jǐn)傊贫任茨苡行Ш侠矸峙潆娏o助服務(wù)和輸電成本。
2長遠(yuǎn)期(2020-2050 年):高比例風(fēng)電消納成挑戰(zhàn),能源體系轉(zhuǎn)型勢在必行
2020 年后,中國風(fēng)電將繼續(xù)快速發(fā)展,開發(fā)區(qū)域范圍不斷擴大,開發(fā)方式也更加重視分散式風(fēng)電,到2030 年風(fēng)電總裝機達(dá)到4 億千瓦。但是,預(yù)計大部分裝機仍將集中于上述八大風(fēng)電基地周邊,初步形成大批風(fēng)電基地群,使得大規(guī)模、高集中風(fēng)電輸送和消納任務(wù)更為緊迫。
2030 年以后,風(fēng)電開發(fā)區(qū)域?qū)⒗^續(xù)在八大風(fēng)電基地周邊擴展,擴大風(fēng)電基地群的規(guī)模和范圍,并將進(jìn)一步向高山、深海和特殊地區(qū)擴展,形成全面深度開發(fā)的格局,到2050 年總裝機達(dá)到10 億千瓦左右,在總電力裝機中的份額將達(dá)到26%,在發(fā)電量中的份額將達(dá)到17%。
在西北、華北和東北電網(wǎng)區(qū)域,風(fēng)電在區(qū)域電網(wǎng)裝機中的份額預(yù)計將超過50%, 在發(fā)電量中的份額預(yù)計將超過25%。屆時,高比例風(fēng)電消納將成為大面積挑戰(zhàn),使得能源體系轉(zhuǎn)型和制度創(chuàng)新成為前提和必由之路。