破解新能源消納難題 中國該如何借鑒德國？

　　中德新能源發(fā)展情況對(duì)比

　　德國水電協(xié)會(huì)(BDEW)公布的數(shù)據(jù)顯示，2015年德國電力凈過剩量同比升高47%，達(dá)到502億千瓦時(shí)，德國2015年能源消耗總量同比增長了1.3%。這與氣溫變低、經(jīng)濟(jì)形勢轉(zhuǎn)好和包括移民在內(nèi)的100萬新增人口有關(guān)。另外，由于能源使用效率的提高和清潔能源的發(fā)展，2015年德國碳排放比去年又減少了11%。截至2015年年底，德國全境裝機(jī)容量近2億千瓦，風(fēng)電與光伏總裝機(jī)為8500萬千瓦，但德國的棄風(fēng)棄光率不超過1%，在較高新能源裝機(jī)前提下仍可以達(dá)到如此高的消納率。

　　根據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2015年年底中國電力總裝機(jī)容量近15億千瓦，風(fēng)電累計(jì)并網(wǎng)裝機(jī)1.29億千瓦，全國光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)量達(dá)到4300萬千瓦，超越德國成為全球光伏累計(jì)裝機(jī)量最大的國家。而全國總體棄風(fēng)棄光率超過10%，個(gè)別地區(qū)更加極端，并且火電機(jī)組全年平均發(fā)電小時(shí)數(shù)持續(xù)下降。

　　德國提高新能源消納比例的措施

　　德國提高新能源消納的措施分為政策創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新等幾個(gè)維度。如采用新能源直接上網(wǎng)交易新政策、建設(shè)并網(wǎng)評(píng)估和規(guī)劃體系、增加新能源的主動(dòng)可調(diào)節(jié)性、電力系統(tǒng)再調(diào)度、主動(dòng)改善負(fù)荷特性等手段。各種手段對(duì)于提高新能源消納能力的權(quán)重是無法評(píng)估的，卻在不同層面達(dá)到了異曲同工的效果。

　　直接上網(wǎng)交易的政策創(chuàng)新。在固定電價(jià)補(bǔ)貼模型下，德國新能源電站所有者與政府簽訂長達(dá)20年的固定電價(jià)收購合同，新能源電力由電網(wǎng)運(yùn)營商全額收購后在電力現(xiàn)貨交易所中進(jìn)行交易。但是由于新能源的成本正在迅速降低，固定補(bǔ)貼機(jī)制突顯眾多弊端。德國重要的《可再生能源法》在2014年版中就進(jìn)行了大量修訂，其核心為要求新并網(wǎng)的新能源電站進(jìn)行直接上網(wǎng)交易，這一舉措改變了之前新能源電力只能通過電網(wǎng)運(yùn)營商上網(wǎng)交易的狀況，改為委托直售電商進(jìn)行交易，可再生能源電力也不僅能夠在現(xiàn)貨市場上交易，還能簽訂場外合約和長期合約，極大地增強(qiáng)了新能源的可交易特性，也為新能源消納提供了政策基礎(chǔ)，各種不同角色都將主動(dòng)促進(jìn)新能源的發(fā)展。

　　合理規(guī)劃，做好并網(wǎng)評(píng)估。減少新能源發(fā)電的不利影響，需要在電源電網(wǎng)規(guī)劃階段通過相關(guān)的評(píng)估流程予以引導(dǎo)。德國已建立相應(yīng)的新能源并網(wǎng)(集中并網(wǎng)或分布式并網(wǎng))評(píng)估體系。在新能源電站的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案完成后，需要對(duì)新能源并網(wǎng)的影響予以技術(shù)評(píng)估或認(rèn)證，確保分布式新能源并網(wǎng)后電網(wǎng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

　　增加新能源的主動(dòng)可調(diào)節(jié)性。當(dāng)大規(guī)模分布式電源并網(wǎng)時(shí)，電網(wǎng)阻塞也可能來自配電網(wǎng)，這不僅需要對(duì)集中式大型電站，也要對(duì)分布式新能源進(jìn)行功率調(diào)節(jié)(包括有功和無功)，這已在德國所有配電網(wǎng)投入使用，這樣的技術(shù)手段可以減少輸網(wǎng)配網(wǎng)阻塞，提高新能源消納。德國通過新能源法對(duì)分布式電源遠(yuǎn)程調(diào)控提出了規(guī)定，幾乎所有的風(fēng)電都可以被遠(yuǎn)程調(diào)控，將近一半的光伏太陽能能夠被遠(yuǎn)程調(diào)控。

　　電力系統(tǒng)再調(diào)度。新能源優(yōu)先并網(wǎng)難以避免傳輸阻塞問題，針對(duì)這一問題,電網(wǎng)運(yùn)營商開發(fā)了多個(gè)預(yù)測分析及決策模塊來輔助調(diào)度決策。預(yù)測模塊包括日間、日前、兩日前三個(gè)面向不同交易時(shí)間點(diǎn)的計(jì)算功能模塊，使電網(wǎng)調(diào)度人員提前了解到可能出現(xiàn)阻塞的時(shí)間和線路。分析模塊將分析出現(xiàn)阻塞的線路，找出所有可能的解決方案。決策模塊將對(duì)所有方案進(jìn)行成本和時(shí)間分析，從而找出最優(yōu)方案。在阻塞無法通過非市場手段解決時(shí)，只能對(duì)電廠發(fā)電進(jìn)行再調(diào)度，在保證阻塞緩解的情況下使發(fā)電成本最低化。這一系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)對(duì)德國四家輸電網(wǎng)統(tǒng)一進(jìn)行再調(diào)度的管理，對(duì)解決新能源消納問題作用突出。

　　主動(dòng)改善負(fù)荷特性。德國政府希望通過充分挖掘需求側(cè)的靈活性，使得從全民經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的角度維持電力系統(tǒng)運(yùn)行的高可靠性。通過這樣的方式，現(xiàn)有電力市場功能優(yōu)化后，可以放棄容量市場并且更多地消納新能源。電網(wǎng)公司通過需求側(cè)管理，用最少成本獲取靈活性來保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，并減少由于新能源導(dǎo)致的電網(wǎng)擴(kuò)建從而提高新能源消納效率。用電客戶希望在盡可能少影響自己的舒適度或者生產(chǎn)的情況下降低購電成本，甚至主動(dòng)參與到現(xiàn)有的輔助市場中獲得額外利潤。第三方聚合商可以集成各類客戶，利用規(guī)模效應(yīng)更容易參與市場競價(jià)收取服務(wù)費(fèi)。

　　我國新能源消納可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)

　　總而言之，高比例新能源下的電力系統(tǒng)將要發(fā)生巨大變化，也將帶來多重挑戰(zhàn)。為了迎接未來電力系統(tǒng)，我們應(yīng)該從政策創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新等幾個(gè)維度去審視這一問題。積極采取以下措施：研究應(yīng)對(duì)大比例新能源的電力市場建設(shè)方案、建設(shè)并網(wǎng)評(píng)估和電源電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃體系、增加新能源的主動(dòng)可調(diào)節(jié)性、增強(qiáng)電力系統(tǒng)再調(diào)度能力、熟悉和采用負(fù)荷特性調(diào)節(jié)手段等。

　　我國電力行業(yè)應(yīng)持續(xù)推動(dòng)智能電網(wǎng)技術(shù)革新并支撐能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和能源消費(fèi)革命，以德國經(jīng)驗(yàn)為例，深挖電力能源產(chǎn)業(yè)鏈，從基礎(chǔ)研究、相關(guān)技術(shù)手段到典型示范應(yīng)用電力全產(chǎn)業(yè)鏈條的布局都將為大規(guī)?？稍偕茉聪{、多元用戶供需互動(dòng)用電模式、多能互補(bǔ)的分布式功能和智能電網(wǎng)發(fā)展提供技術(shù)手段，這樣的布局也符合建設(shè)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的要求和內(nèi)涵，為迎來新時(shí)代電網(wǎng)做出前瞻性貢獻(xiàn)。