中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在“雙碳”目標(biāo)和能源保供的戰(zhàn)略背景下，以風(fēng)、光為主的可再生能源迎來(lái)快速發(fā)展階段。習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于能源安全新發(fā)展理念和碳達(dá)峰、碳中和一系列重要指示，為構(gòu)建新型能源體系及新型電力系統(tǒng)指明了方向。
我國(guó)風(fēng)、光資源豐富，其中屋頂分布式光伏是支撐我國(guó)能源轉(zhuǎn)型的重要途徑之一。根據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2023年前三季度，我國(guó)光伏新增裝機(jī)12894萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)145%，其中分布式光伏新增裝機(jī)6714萬(wàn)千瓦，占比達(dá)到52%。截至2023年9月底，全國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到5.2億千瓦，其中分布式光伏裝機(jī)容量2.25億千瓦。河南、江蘇、山東分布式光伏累計(jì)裝機(jī)位居全國(guó)前三位。隨著分布式光伏新增裝機(jī)的快速發(fā)展，電網(wǎng)接入和消納能力面臨巨大挑戰(zhàn)，多地出現(xiàn)“新建光伏難并網(wǎng)，已建光伏難上網(wǎng)”的現(xiàn)象。同時(shí)光伏電站的間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性特點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)峰、安全運(yùn)行帶來(lái)了巨大沖擊。單一模式下的分布式光伏電站建設(shè)已不符合新型電力系統(tǒng)建設(shè)的內(nèi)在要求，亟須創(chuàng)新探索新能源生產(chǎn)與消費(fèi)協(xié)調(diào)平衡的新型能源發(fā)展模式，以化解新能源快速發(fā)展與電網(wǎng)調(diào)峰、安全運(yùn)行這一突出矛盾。
分布式光伏發(fā)展遇到的困難及創(chuàng)新破局方向
目前，電網(wǎng)接入能力有限、綠電就地消納能力不足，以及投資收益的不確定性增加成為制約分布式光伏發(fā)展的重要因素。
電網(wǎng)接入能力限制
在風(fēng)、光資源及分布式屋頂資源豐富的地區(qū)，電力接入能力往往嚴(yán)重受限，鄉(xiāng)、村兩級(jí)電網(wǎng)設(shè)施改造難度較高，盡管電網(wǎng)公司正在加快推動(dòng)電力設(shè)施建設(shè)，尤其是農(nóng)村電網(wǎng)的改造升級(jí)，但其建設(shè)進(jìn)度已無(wú)法匹配新能源的發(fā)展速度。受電網(wǎng)各級(jí)變壓器及線路容量限制，河北、河南、山東等大部分地區(qū)可接受的新增分布式光伏裝機(jī)容量有限，局部區(qū)域電網(wǎng)承載力已近飽和，對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。
就地消納能力不足
農(nóng)村地區(qū)距離負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，綠電就地消納能力不足，分布式光伏的大量并網(wǎng)造成低壓配電網(wǎng)向220千伏及以上電網(wǎng)反送功率的問(wèn)題日益突出，限制了屋頂分布式光伏資源的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)?？稍偕茉吹目沙掷m(xù)發(fā)展與電網(wǎng)對(duì)分布式能源承載力不足的矛盾亟待解決。
投資收益的不確定性
一方面，電網(wǎng)對(duì)分布式光伏并網(wǎng)接入及運(yùn)行要求逐步提高，例如提出柔性監(jiān)控、強(qiáng)制配儲(chǔ)等要求，使得新能源項(xiàng)目的投資成本逐步增加；另一方面，分布式可再生能源發(fā)電逐步參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)，而且參與的廣度和深度將不斷增加，以往給予固定電價(jià)和補(bǔ)貼的盈利模式正在逐漸改變。未來(lái)，隨著新能源裝機(jī)規(guī)模的持續(xù)增長(zhǎng)，其現(xiàn)貨價(jià)格可能呈下降走勢(shì)。投資及其收益不確定風(fēng)險(xiǎn)的增加也進(jìn)一步制約了分布式光伏等可再生能源的高質(zhì)量規(guī)模化發(fā)展。
由此可見(jiàn)，未來(lái)分布式光伏的開(kāi)發(fā)模式將由側(cè)重資源與接入條件向側(cè)重用戶需求與就地消納轉(zhuǎn)變。主要?jiǎng)?chuàng)新、破局方向是根據(jù)用戶側(cè)能源需求，尤其是農(nóng)村地區(qū)的綜合用能需求構(gòu)建新型能源體系。通過(guò)智慧系統(tǒng)聚合分布式新能源（包括分布式光伏、分散式風(fēng)機(jī)）、分布式儲(chǔ)能（用戶側(cè)工商業(yè)儲(chǔ)能、戶用儲(chǔ)能）、生物質(zhì)發(fā)電及用戶側(cè)可調(diào)負(fù)荷等，在智慧控制系統(tǒng)總框架下構(gòu)建對(duì)內(nèi)協(xié)調(diào)平衡、對(duì)外與電網(wǎng)友好互助的新型能源生產(chǎn)與消費(fèi)聚合體。
通過(guò)在廣大農(nóng)村地區(qū)構(gòu)建多技術(shù)融合、多設(shè)施協(xié)同、多品類互濟(jì)的新型能源系統(tǒng)，以區(qū)域能源平衡為出發(fā)點(diǎn)，能夠解決區(qū)域能源在時(shí)間和空間上出現(xiàn)的巨大不均衡，多個(gè)能源設(shè)施未能協(xié)同導(dǎo)致設(shè)施利用率低，各類技術(shù)未融合導(dǎo)致系統(tǒng)能效低、靈活性差、保供性能低等諸多問(wèn)題。此外，通過(guò)智慧控制系統(tǒng)將難以調(diào)度利用的小微用戶資源進(jìn)行整合，并參與系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)和電力需求響應(yīng)，最大化地釋放負(fù)荷彈性，一方面可有效提高分布式光伏項(xiàng)目商業(yè)模式創(chuàng)新空間和抵御市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的能力；另一方面，對(duì)提升電網(wǎng)控制靈活性、促進(jìn)電力供需協(xié)調(diào)優(yōu)化大有助益。
構(gòu)建農(nóng)村新型能源系統(tǒng)的必要性
為突破分布式光伏發(fā)展瓶頸，解決電網(wǎng)接入、綠電消納、電網(wǎng)調(diào)峰、安全運(yùn)行等系列問(wèn)題，亟需構(gòu)建一種集有效促進(jìn)可再生能源就地消納、提升居民和工商業(yè)用電負(fù)荷彈性、增強(qiáng)電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力于一體的現(xiàn)代化能源管理系統(tǒng)。目前，國(guó)家電網(wǎng)公司、國(guó)家電投集團(tuán)、清華大學(xué)等能源領(lǐng)域的頭部企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，在我國(guó)新能源發(fā)展取得成績(jī)的基礎(chǔ)上，加速探索構(gòu)建源網(wǎng)荷儲(chǔ)型虛擬電廠、綜合智慧零碳電廠等清潔低碳、多能融合的現(xiàn)代農(nóng)村能源體系，助力“雙碳”及鄉(xiāng)村振興發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
智慧控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多種分布式新能源的發(fā)、儲(chǔ)、用的聚合管理，以及分布式新能源的柔性調(diào)節(jié)，結(jié)合先進(jìn)的通信技術(shù)和計(jì)量手段，具備通過(guò)電網(wǎng)并以繳納“過(guò)網(wǎng)費(fèi)”的方式，將自發(fā)綠電直供給內(nèi)部聚合的負(fù)荷用戶的技術(shù)能力，此模式可以實(shí)現(xiàn)新能源的就近消納，減輕電網(wǎng)負(fù)擔(dān)，并在一定區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)電力的就地平衡，還能夠激發(fā)新能源企業(yè)的技術(shù)、裝備和模式創(chuàng)新，提高其開(kāi)發(fā)分布式新能源的積極性，同時(shí)促進(jìn)電網(wǎng)企業(yè)實(shí)現(xiàn)向平臺(tái)化服務(wù)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。
創(chuàng)新發(fā)展以分布式光伏、儲(chǔ)能為主，結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源稟賦，與分布式風(fēng)電、生物質(zhì)垃圾發(fā)電、充電樁、用戶側(cè)可調(diào)節(jié)負(fù)荷等相結(jié)合，形成包括源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)各要素在內(nèi)的綜合智慧能源系統(tǒng)，對(duì)內(nèi)可自我消納，對(duì)外可與電網(wǎng)友好互助。這種生產(chǎn)與消費(fèi)協(xié)調(diào)平衡的新型能源發(fā)展模式，可有效提升多種綠色能源的綜合利用效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類分布式能源和負(fù)荷的聚合調(diào)控，并作為市場(chǎng)交易主體參與電力市場(chǎng)和電網(wǎng)運(yùn)行，為構(gòu)建新型能源系統(tǒng)注入新思路、新舉措。其開(kāi)發(fā)意義主要包括以下兩個(gè)方面：
有利于健全電力市場(chǎng)體系，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。一是聚合分布式電源，有利于解決供電末端地區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電問(wèn)題，降低電網(wǎng)投資，可輔助電網(wǎng)對(duì)海量分布式電源進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，助力配電網(wǎng)末端精準(zhǔn)預(yù)測(cè)和調(diào)控；二是聚合分布式儲(chǔ)能，可顯著降低大規(guī)模分布式能源并網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的沖擊，平滑負(fù)荷曲線，實(shí)現(xiàn)分布式電源就地平衡消納；三是通過(guò)智慧系統(tǒng)建設(shè)，以平衡末端電力供需、滿足電網(wǎng)調(diào)度要求為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)單元控制和調(diào)節(jié)，并與電網(wǎng)友好互動(dòng)，使新增分布式光伏等可再生能源不增加電網(wǎng)調(diào)節(jié)壓力；四是智慧系統(tǒng)與電網(wǎng)調(diào)度架構(gòu)相適應(yīng)，作為電網(wǎng)公司的下級(jí)調(diào)度，接受、分解、執(zhí)行電網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)度指令，滿足電網(wǎng)數(shù)據(jù)交互技術(shù)和調(diào)節(jié)響應(yīng)能力的要求。
有利于提升綠電消納，推動(dòng)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換。一是全新模式的能源系統(tǒng)可提升新能源消納能力，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，通過(guò)新增可再生能源緩解地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能耗束縛；二是實(shí)現(xiàn)綠電的就地取材、就地消納，可有效推動(dòng)區(qū)域綠色發(fā)展，推進(jìn)綠色生產(chǎn)生活方式，助力地方經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展；三是建設(shè)周期較短，見(jiàn)效較快，可在較短時(shí)間內(nèi)解決電網(wǎng)尖峰負(fù)荷需求，推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)，支撐地方經(jīng)濟(jì)的新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換；四是利用數(shù)字化技術(shù)、云控制平臺(tái)將能源網(wǎng)與當(dāng)?shù)卣?wù)網(wǎng)、社群網(wǎng)聯(lián)通，推動(dòng)用戶生活方式、用電習(xí)慣的改變，打造電氣化新農(nóng)村，助力鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。
新型農(nóng)村能源體系建設(shè)面臨的問(wèn)題
目前，國(guó)內(nèi)已有很多源網(wǎng)荷儲(chǔ)型虛擬電廠、綜合智慧零碳電廠示范項(xiàng)目建設(shè)投運(yùn)，雖已完成全部場(chǎng)景及智慧控制系統(tǒng)建設(shè)，但在參與電力市場(chǎng)的深度和廣度方面還存在一些困難與問(wèn)題，制約了項(xiàng)目的實(shí)施及示范作用的發(fā)揮。例如，很多省份陸續(xù)發(fā)布了電力需求響應(yīng)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)規(guī)則、第三方獨(dú)立主體參與電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)規(guī)則等，但是暫未完全開(kāi)放相關(guān)市場(chǎng)主體注冊(cè)手續(xù)、調(diào)度平臺(tái)接入等服務(wù)，導(dǎo)致示范項(xiàng)目無(wú)法充分發(fā)揮在能源保供、電力營(yíng)銷等方面的示范作用；此外，由于電力體制機(jī)制的限制，分布式光伏電力銷售模式比較單一，無(wú)法實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)等多場(chǎng)景應(yīng)用的平衡響應(yīng)，無(wú)法充分發(fā)揮就地取材、就近消納的優(yōu)勢(shì)。
相關(guān)政策建議
為給深化電力改革提供有效支撐，在能源科技創(chuàng)新體系下，推動(dòng)新能源企業(yè)探索分布式光伏等可再生能源開(kāi)發(fā)的新模式，需要政府及能源主管部門(mén)給予更多的政策支持。
支持新型能源開(kāi)發(fā)主體
參與電力市場(chǎng)交易
研究出臺(tái)相關(guān)政策，建議電網(wǎng)公司對(duì)各類第三方分布式能源聚合商開(kāi)放電力需求響應(yīng)、輔助服務(wù)等市場(chǎng)，提供市場(chǎng)主體注冊(cè)、調(diào)度平臺(tái)接入等服務(wù)，使虛擬電廠、綜合智慧零碳電廠等市場(chǎng)主體能夠參與電力市場(chǎng)交易并獲取補(bǔ)償收益，提升新能源投資企業(yè)的開(kāi)發(fā)積極性，推動(dòng)分布式能源產(chǎn)業(yè)可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。
給予示范項(xiàng)目“綠電直供”
“隔墻售電”等政策支持
通過(guò)示范項(xiàng)目的方式允許分布式發(fā)電通過(guò)聚合方式參與市場(chǎng)化交易，探索分布式光伏等通過(guò)向電網(wǎng)繳納“過(guò)網(wǎng)費(fèi)”的方式，將自發(fā)綠電直供給內(nèi)部聚合的負(fù)荷用戶，同時(shí)繳納輸配電價(jià)和政府基金附加，實(shí)現(xiàn)“綠電直供”“隔墻售電”。充分發(fā)揮新型能源體系在能源保供、電力營(yíng)銷等方面的示范作用。進(jìn)一步激發(fā)能源企業(yè)開(kāi)發(fā)分布式可再生能源的熱情，助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
推動(dòng)村級(jí)共享儲(chǔ)能設(shè)施報(bào)裝接入，
探索配置儲(chǔ)能后放寬分布式光伏
接入容量限制
研究出臺(tái)相關(guān)政策，支持村臺(tái)變級(jí)小規(guī)模共享儲(chǔ)能參與電網(wǎng)調(diào)峰，完善接入報(bào)裝申報(bào)系統(tǒng)相關(guān)功能模塊，充分發(fā)揮項(xiàng)目的示范探索作用，根據(jù)儲(chǔ)能裝置調(diào)節(jié)能力和作用，進(jìn)一步探索放寬分布式屋頂光伏接入容量限制。
協(xié)調(diào)電網(wǎng)企業(yè)協(xié)同推進(jìn)
農(nóng)村能源品種除冷、熱外，主要是電力，需要電力投資企業(yè)與電網(wǎng)企業(yè)協(xié)同推進(jìn)。面對(duì)“隔墻售電”“輸配不分”等體制機(jī)制障礙，建議政府及能源主管部門(mén)加強(qiáng)協(xié)調(diào)，指導(dǎo)電網(wǎng)企業(yè)與電力投資企業(yè)以商業(yè)合作或分工合作的方式，同時(shí)聚焦各自主業(yè)，把電網(wǎng)企業(yè)的智慧配電網(wǎng)建設(shè)與電力投資企業(yè)的新型能源系統(tǒng)有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)分布式電源大比例就地上網(wǎng)消納。與外來(lái)電相比，其節(jié)省的供電成本可通過(guò)利益分享方式，在保障電網(wǎng)企業(yè)收益的同時(shí)，不增加終端用電成本。在滿足不提高終端用戶電價(jià)、減少電網(wǎng)企業(yè)臺(tái)區(qū)下網(wǎng)電量而不減少臺(tái)區(qū)供電量及收入的條件下，就地消納綠色電力，保障分布式可再生能源的高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展。
本文刊載于《中國(guó)電力企業(yè)管理》2024年1期，作者供職于山東電力工程咨詢?cè)河邢薰揪C合智慧能源事業(yè)部
