構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),是中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議提出的實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的重要舉措,也是涉及到源、網(wǎng)、荷各領(lǐng)域的復(fù)雜的系統(tǒng)性工程。在國(guó)家層面,需要深入研究論證,做好頂層設(shè)計(jì),明確中長(zhǎng)期戰(zhàn)略方向、發(fā)展思路和實(shí)施路徑。在“十四五”規(guī)劃中,需要明確階段性的目標(biāo)和任務(wù),并在實(shí)踐中不斷總結(jié)和完善。在此,對(duì)“十四五”期間構(gòu)建新型電力系統(tǒng)需要關(guān)注和抓住的四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行初步探討。
一、堅(jiān)持清潔低碳、安全高效的基本發(fā)展定位
清潔低碳、安全高效是能源系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的核心要求,也是未來(lái)以新能源為主體新型電力系統(tǒng)的基本發(fā)展定位。
(一)低碳是新型電力系統(tǒng)的核心目標(biāo)。新型電力系統(tǒng)應(yīng)是適應(yīng)大規(guī)模高比例新能源發(fā)展的全面低碳化電力系統(tǒng)。“十三五”以來(lái),我國(guó)新能源裝機(jī)占比已從11%提升到22%以上,發(fā)電量占比已從5%提升到10%左右。為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo),我國(guó)新能源將進(jìn)一步跨越式發(fā)展,繼續(xù)以數(shù)倍于用電負(fù)荷增長(zhǎng)的速度新增并網(wǎng)。初步測(cè)算,“十四五”期間全國(guó)年均新增并網(wǎng)裝機(jī)有望達(dá)到1億千瓦以上,到2030年前后新能源裝機(jī)占比有望達(dá)到50%,將成為電力系統(tǒng)的主體電源。電力系統(tǒng)作為能源轉(zhuǎn)型的中心環(huán)節(jié),將承擔(dān)著更加迫切和繁重的清潔低碳轉(zhuǎn)型任務(wù),僅依靠傳統(tǒng)的電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)調(diào)節(jié)手段,已經(jīng)難以滿足新能源持續(xù)大規(guī)模并網(wǎng)消納的需求。新型電力系統(tǒng)亟需激發(fā)負(fù)荷側(cè)和新型儲(chǔ)能技術(shù)等潛力,形成源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同消納新能源的格局,適應(yīng)大規(guī)模高比例新能源的開發(fā)利用需求。
(二)安全是新型電力系統(tǒng)的底線要求。新型電力系統(tǒng)應(yīng)是充分保障能源安全和社會(huì)發(fā)展的高度安全性電力系統(tǒng)。當(dāng)前我國(guó)多區(qū)域交直流混聯(lián)的大電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,間歇性、波動(dòng)性新能源發(fā)電接入電網(wǎng)規(guī)??焖贁U(kuò)大,新型電力電子設(shè)備應(yīng)用比例大幅提升,極大地改變了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律和特性,在特殊情況下容易出現(xiàn)電力安全供應(yīng)問題。例如去冬今春,美國(guó)得州遭遇寒潮風(fēng)暴,我國(guó)湖南、江西等地區(qū)出現(xiàn)極端嚴(yán)寒天氣,導(dǎo)致短期內(nèi)用電負(fù)荷快速增長(zhǎng),在各類電源與大電網(wǎng)均無(wú)法提供有效支撐的情況下,出現(xiàn)了較大范圍的電力供應(yīng)不足問題。此外,隨著電力系統(tǒng)物理和信息層面互聯(lián)程度提升,人為外力破壞或通過(guò)信息攻擊手段引發(fā)電網(wǎng)大面積停電事故等非傳統(tǒng)電力安全風(fēng)險(xiǎn)也在增加。新型電力系統(tǒng)必須在理論分析、控制方法、調(diào)節(jié)手段等方面創(chuàng)新發(fā)展,應(yīng)對(duì)日益加大的各類安全風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。
(三)高效是新型電力系統(tǒng)的重要特征。新型電力系統(tǒng)應(yīng)是符合未來(lái)靈活開放式電力市場(chǎng)體系的高效率電力系統(tǒng)。目前我國(guó)電力系統(tǒng)在高效運(yùn)行方面仍存在較大短板,單位GDP能耗是主要發(fā)達(dá)國(guó)家的2倍以上,電力設(shè)備利用率為主要發(fā)達(dá)國(guó)家的80%左右,源、網(wǎng)、荷脫節(jié)問題較為嚴(yán)重。未來(lái)電力系統(tǒng)應(yīng)充分市場(chǎng)化轉(zhuǎn)型,形成以中長(zhǎng)期市場(chǎng)為主體、現(xiàn)貨市場(chǎng)為補(bǔ)充,涵蓋電能量、輔助服務(wù)、發(fā)電權(quán)、輸電權(quán)和容量補(bǔ)償?shù)榷嘟灰灼贩N的市場(chǎng)體系,充分調(diào)動(dòng)系統(tǒng)靈活性,促進(jìn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng),實(shí)現(xiàn)提升系統(tǒng)運(yùn)行效率、全局優(yōu)化配置資源的目標(biāo)。在技術(shù)上,新型電力系統(tǒng)需要加快數(shù)字化升級(jí)改造和智能化技術(shù)應(yīng)用,推動(dòng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、調(diào)度、運(yùn)行各個(gè)環(huán)節(jié)全面轉(zhuǎn)型和革新,提高整體運(yùn)行效率,適應(yīng)靈活開放式電力市場(chǎng)的構(gòu)建需要。
二、統(tǒng)籌提升源、網(wǎng)、荷側(cè)靈活協(xié)調(diào)運(yùn)行能力
新型電力系統(tǒng)的綠色、安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展,需要統(tǒng)籌源、網(wǎng)、荷側(cè)資源,完善調(diào)度運(yùn)行機(jī)制,多維度提升系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力、安全保障水平和綜合運(yùn)行效率,滿足新能源開發(fā)利用、經(jīng)濟(jì)社會(huì)用電需求以及綜合用能成本等綜合性目標(biāo)。
(一)發(fā)揮電源側(cè)的靈活調(diào)節(jié)和協(xié)調(diào)運(yùn)行能力。當(dāng)前,綜合比較各類電源側(cè)靈活性提升措施的成本和效益,火電靈活性改造仍是最具經(jīng)濟(jì)性的方案,且可優(yōu)化存量電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)。“十四五”期間,應(yīng)繼續(xù)大力推動(dòng)火電靈活性提升,完善火電機(jī)組主動(dòng)深度調(diào)峰的補(bǔ)償機(jī)制,充分發(fā)揮存量煤電機(jī)組的靈活調(diào)節(jié)能力。對(duì)于燃煤自備電廠,應(yīng)結(jié)合碳排放權(quán)交易與可再生能源電力消納責(zé)任權(quán)重考核,擴(kuò)大清潔能源替代發(fā)電權(quán)交易規(guī)模,引導(dǎo)其主動(dòng)調(diào)峰消納清潔能源,打造高比例綠色轉(zhuǎn)型示范。對(duì)于抽水蓄能、調(diào)峰氣電等靈活性電源和支撐性電源,應(yīng)結(jié)合各地區(qū)電力系統(tǒng)需求、建設(shè)運(yùn)行條件和電價(jià)承受能力,合理規(guī)劃建設(shè),同時(shí)加強(qiáng)應(yīng)急備用電源建設(shè),切實(shí)保障電力安全可靠供應(yīng)。新型儲(chǔ)能當(dāng)前較為昂貴,應(yīng)結(jié)合需求因地制宜建設(shè)。在充分考慮新能源發(fā)展需求與各類靈活調(diào)節(jié)措施后,“十四五”期間全國(guó)新增儲(chǔ)能規(guī)模有望達(dá)到3000萬(wàn)千瓦以上。其中,新能源項(xiàng)目通過(guò)配置儲(chǔ)能、提升功率預(yù)測(cè)水平、智慧化調(diào)度運(yùn)行等措施,可以有效提升并網(wǎng)友好性、電力支撐能力以及抵御電力系統(tǒng)大擾動(dòng)能力,成為系統(tǒng)友好型綠色電站,作為未來(lái)新型電力系統(tǒng)中可靠供電的主體電源。
(二)提升電網(wǎng)側(cè)的清潔電力靈活優(yōu)化配置能力。“十三五”后期,隨著新能源逐步進(jìn)入平價(jià)上網(wǎng)階段、消納利用水平持續(xù)提升,“三北”地區(qū)憑借優(yōu)異的新能源儲(chǔ)量和資源條件、相對(duì)較低的開發(fā)建設(shè)成本,重新成為新能源開發(fā)建設(shè)重點(diǎn)區(qū)域,占全國(guó)年度新增風(fēng)電、光伏裝機(jī)的比重已由2017年最低的47%和44%,分別增長(zhǎng)至2020年的61%和64%。與之對(duì)應(yīng),現(xiàn)役跨省區(qū)特高壓輸電通道及部分點(diǎn)對(duì)網(wǎng)通道平均規(guī)劃配套可再生能源電量占比僅在30%左右。“十四五”期間,隨著陸上新能源集約化規(guī)?;_發(fā)持續(xù)加快,“三北”地區(qū)新能源開發(fā)占比預(yù)計(jì)將保持在60%~70%的較高比例。為此,需進(jìn)一步提升跨省區(qū)通道的輸電能力和新能源電力占比,在全國(guó)范圍內(nèi)靈活優(yōu)化配置資源。對(duì)于存量輸電通道,在加強(qiáng)送受端網(wǎng)架、保障安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上,應(yīng)積極提升配套新能源規(guī)模,可爭(zhēng)取將平均可再生能源電量輸送比例提升至40%左右。對(duì)于規(guī)劃新建輸電通道,可通過(guò)“風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化”模式,實(shí)現(xiàn)可再生能源電量占比達(dá)到50%以上,并探索“風(fēng)光儲(chǔ)一體化”等極高比例甚至純新能源外送模式、柔性直流等靈活性輸電技術(shù)的可行性。
(三)挖掘用戶側(cè)的靈活互動(dòng)和安全保障能力。用戶側(cè)是挖掘負(fù)荷增長(zhǎng)潛力、優(yōu)化電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)的直接對(duì)象,也是提升系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力的重點(diǎn)方向。“十三五”期間,全國(guó)電能替代用電量合計(jì)超過(guò)8000億千瓦時(shí),“十四五”期間需要進(jìn)一步加快工業(yè)、建筑、交通等重點(diǎn)耗能和碳排放行業(yè)的電氣化轉(zhuǎn)型,預(yù)計(jì)電能替代實(shí)施潛力可達(dá)到1萬(wàn)億千瓦時(shí)以上。在新能源資源富集地區(qū),可推動(dòng)建設(shè)新能源就地綠色供電的示范工業(yè)園區(qū),實(shí)現(xiàn)終端用能的綠色電能替代和低碳化發(fā)展。同時(shí),可通過(guò)發(fā)展有源負(fù)荷和用戶側(cè)儲(chǔ)能,健全需求側(cè)響應(yīng)與可中斷負(fù)荷價(jià)格政策,引導(dǎo)大工業(yè)、工商業(yè)、居民等各類用戶發(fā)揮靈活用電潛力。在具備條件的地區(qū),可開展電動(dòng)汽車靈活充電、大數(shù)據(jù)中心智能調(diào)度等虛擬電廠示范,合理配置新能源與儲(chǔ)能設(shè)施,實(shí)現(xiàn)新能源電力的自主調(diào)峰和高效利用。此外,針對(duì)大規(guī)模分布式新能源的就地開發(fā)利用需求,應(yīng)加快配電基礎(chǔ)設(shè)施和新能源微電網(wǎng)建設(shè)。通過(guò)配電網(wǎng)建設(shè)改造和智能化升級(jí),實(shí)施農(nóng)村電網(wǎng)鞏固提升工程,推動(dòng)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)靈活互濟(jì),有效提升分布式新能源的接入消納能力以及終端用戶的供電可靠性。
三、加快關(guān)鍵技術(shù)裝備的集中攻關(guān)和示范引領(lǐng)
科技創(chuàng)新是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐。“十四五”期間,亟需在系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理、智能調(diào)度、新型儲(chǔ)能等關(guān)鍵技術(shù)和裝備上實(shí)現(xiàn)突破,可先行開展一批探索建設(shè)新型電力系統(tǒng)的示范工程,待形成示范效應(yīng)后逐步推廣應(yīng)用。
(一)“雙高型”電力系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理和關(guān)鍵技術(shù)。隨著間歇性、波動(dòng)性新能源接入電網(wǎng)規(guī)模的快速擴(kuò)大,新型電力電子設(shè)備應(yīng)用比例的大幅提升,傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律和特性產(chǎn)生了極大改變。對(duì)于高比例新能源、高比例電力電子裝置的新型電力系統(tǒng),由于系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小、頻率調(diào)節(jié)能力降低,以及新能源設(shè)備涉網(wǎng)性能標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)偏低,新能源大規(guī)模并網(wǎng)后容易引發(fā)脫網(wǎng)和系統(tǒng)振蕩等問題,對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)了顯著影響。為此,亟需依托大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等數(shù)字化技術(shù),全面實(shí)施升級(jí)改造,建設(shè)先進(jìn)的電力系統(tǒng)模擬運(yùn)行仿真技術(shù)平臺(tái),深入研究相關(guān)的運(yùn)行機(jī)理和關(guān)鍵應(yīng)對(duì)技術(shù),增強(qiáng)電力系統(tǒng)的信息化水平和安全防護(hù)能力。同時(shí),需要深入研究?jī)?chǔ)能等新技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用后的新能源電力支撐潛力、負(fù)荷側(cè)靈活調(diào)節(jié)潛力,創(chuàng)新源網(wǎng)荷儲(chǔ)統(tǒng)一參與電力平衡的規(guī)劃設(shè)計(jì)方法、協(xié)同運(yùn)行理論,最大化提升系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行水平和新能源消納利用水平。
(二)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”的智慧靈活調(diào)度技術(shù)。智慧調(diào)度技術(shù)是充分發(fā)揮源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)靈活調(diào)節(jié)潛力的關(guān)鍵。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)電網(wǎng)調(diào)度采取“統(tǒng)一調(diào)度、分級(jí)管理”原則,計(jì)劃性較強(qiáng)而靈活性不足。未來(lái),隨著風(fēng)電、光伏、儲(chǔ)能的大規(guī)模分散式接入,以及分布式發(fā)電、可調(diào)節(jié)負(fù)荷、電動(dòng)汽車充電設(shè)施等負(fù)荷側(cè)靈活性調(diào)節(jié)資源的快速增長(zhǎng),電力市場(chǎng)主體將從單一化向多元化轉(zhuǎn)變,電力輸送將從發(fā)輸配用單向傳輸向源網(wǎng)荷儲(chǔ)多向互動(dòng)靈活傳輸轉(zhuǎn)變。在未來(lái)靈活開放的電力市場(chǎng)體系下,亟需改變電力系統(tǒng)的傳統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行方式,通過(guò)引入5G通訊、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù),充分利用大規(guī)模分布式的可調(diào)節(jié)電源、儲(chǔ)能、靈活性負(fù)荷等各類資源,建設(shè)智慧高效、多向互動(dòng)的高度智能化調(diào)度運(yùn)行體系,實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化的智慧靈活調(diào)度,更好地發(fā)揮電網(wǎng)促進(jìn)清潔能源資源優(yōu)化配置的平臺(tái)作用。
(三)低成本、長(zhǎng)壽命、高安全性的新型儲(chǔ)能技術(shù)。儲(chǔ)能是支撐構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要裝備和關(guān)鍵技術(shù),特別是新型電儲(chǔ)能具有精準(zhǔn)控制、快速響應(yīng)、布局靈活的特點(diǎn),可以突破傳統(tǒng)電力供需在時(shí)間與空間上的限制,將不穩(wěn)定的新能源出力轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng),在提高電力安全保障能力、促進(jìn)新能源消納、提高系統(tǒng)運(yùn)行效率等方面發(fā)揮重要作用。目前,電儲(chǔ)能的成本仍然偏高,技術(shù)成熟度和安全性有待提升,規(guī)劃運(yùn)行機(jī)理尚未得到充分研究,商業(yè)模式和投資收益機(jī)制還不健全,制約了更大范圍的規(guī)?;瘧?yīng)用。“十四五”需出臺(tái)國(guó)家層面的新型儲(chǔ)能指導(dǎo)政策,全局優(yōu)化規(guī)模布局,加快技術(shù)研發(fā)和運(yùn)行機(jī)理研究,健全價(jià)格收益機(jī)制,完善項(xiàng)目管理流程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,通過(guò)在源、網(wǎng)、荷側(cè)的規(guī)?;瘧?yīng)用推動(dòng)成本持續(xù)下降。同時(shí),應(yīng)加快電、熱、氣等多品種儲(chǔ)能的技術(shù)研發(fā)和協(xié)調(diào)應(yīng)用,在不同時(shí)間和空間尺度上滿足系統(tǒng)調(diào)節(jié)和電力存儲(chǔ)需求,充分發(fā)揮多領(lǐng)域綜合效益。
四、發(fā)揮市場(chǎng)建設(shè)和機(jī)制創(chuàng)新的支撐保障作用
市場(chǎng)和機(jī)制是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)保障。“十四五”期間,需要加快破解各類市場(chǎng)機(jī)制障礙,以完善的市場(chǎng)體系、健全的價(jià)格機(jī)制、創(chuàng)新的體制機(jī)制,提升各類主體參與市場(chǎng)的積極性,推動(dòng)新型技術(shù)和商業(yè)模式落地實(shí)施。
(一)建立完善多交易品種協(xié)同的電力市場(chǎng)體系。“十四五”期間,需要著力建立完善中長(zhǎng)期交易、現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)相結(jié)合的市場(chǎng)體系,形成統(tǒng)一的電力市場(chǎng)交易標(biāo)準(zhǔn)體系。應(yīng)規(guī)范推進(jìn)電力中長(zhǎng)期市場(chǎng)建設(shè),擴(kuò)大主體范圍,豐富交易品種,特別是針對(duì)新能源在更大范圍開展交易的市場(chǎng)需求,應(yīng)積極促進(jìn)新能源與各類電源開展中長(zhǎng)期發(fā)電權(quán)交易,推進(jìn)跨省區(qū)發(fā)電權(quán)置換,全力為新能源發(fā)電提供更大市場(chǎng)空間。應(yīng)穩(wěn)妥推進(jìn)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè),在總結(jié)當(dāng)前試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,鼓勵(lì)新能源發(fā)電優(yōu)先參與現(xiàn)貨市場(chǎng),積極推動(dòng)用戶側(cè)各類主體參與新能源電力消納,鼓勵(lì)跨區(qū)域送受兩端市場(chǎng)主體直接開展交易,充分發(fā)揮市場(chǎng)的主導(dǎo)作用。應(yīng)全面推進(jìn)電力輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè),不斷豐富調(diào)頻和備用等輔助服務(wù)交易品種,探索建立用戶側(cè)等各類市場(chǎng)主體參與的分擔(dān)共享機(jī)制,最大化提升電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力。
(二)健全上下游環(huán)節(jié)價(jià)格形成和成本疏導(dǎo)機(jī)制。在電源側(cè),應(yīng)加快推進(jìn)上網(wǎng)電價(jià)改革,有序放開尚未由市場(chǎng)形成的電價(jià)。對(duì)于抽水蓄能電站,應(yīng)保障項(xiàng)目合理收益,引導(dǎo)社會(huì)資本積極參與建設(shè)。對(duì)于新型儲(chǔ)能,應(yīng)支持“新能源+新型儲(chǔ)能”融合商業(yè)模式,對(duì)于“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”等以市場(chǎng)化方式消納的項(xiàng)目,可研究給予電價(jià)政策支持。對(duì)于保障電力安全供應(yīng)的水電、氣電、火電、儲(chǔ)能等基礎(chǔ)支撐性電源,應(yīng)建立容量成本回收機(jī)制,保障健康發(fā)展。在電網(wǎng)側(cè),應(yīng)深化輸配電價(jià)改革,強(qiáng)化準(zhǔn)許收入監(jiān)管,理順輸配電價(jià)結(jié)構(gòu),增強(qiáng)輸配電價(jià)機(jī)制的靈活性。對(duì)于電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能,可建立容量電價(jià)機(jī)制,并研究將具備替代輸配電資產(chǎn)投資、保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定以及應(yīng)急供電等效益的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能成本收益納入輸配電價(jià)進(jìn)行疏導(dǎo)。在負(fù)荷側(cè),應(yīng)積極推動(dòng)銷售電價(jià)改革,完善目錄銷售電價(jià)制度和節(jié)能環(huán)保電價(jià)政策,以更加靈活的峰谷電價(jià)機(jī)制引導(dǎo)各類用戶釋放靈活用電潛力。
(三)推動(dòng)市場(chǎng)化、多元化的商業(yè)模式創(chuàng)新。通過(guò)創(chuàng)新投資收益機(jī)制,探索新型商業(yè)模式,發(fā)揮市場(chǎng)的資源配置決定性作用,可以引領(lǐng)各類市場(chǎng)主體主動(dòng)參與新型電力系統(tǒng)建設(shè)。一方面,要推動(dòng)新型電力系統(tǒng)投資運(yùn)營(yíng)主體多元化,引導(dǎo)各類企業(yè)加大投資力度,多途徑培育虛擬電廠、需求側(cè)響應(yīng)等新興市場(chǎng)主體。另一方面,要鼓勵(lì)各類社會(huì)資本通過(guò)市場(chǎng)化合作的方式參與新型電力系統(tǒng)投資建設(shè),鼓勵(lì)電、氣、冷、熱等各類項(xiàng)目協(xié)同建設(shè)運(yùn)營(yíng),鼓勵(lì)開展上下游產(chǎn)學(xué)研用全產(chǎn)業(yè)鏈的市場(chǎng)化合作。對(duì)于“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”“風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化”等大型創(chuàng)新示范項(xiàng)目,應(yīng)鼓勵(lì)采用一體化規(guī)劃、一體化開發(fā)、一體化運(yùn)營(yíng)的全流程管理模式,通過(guò)市場(chǎng)化方式實(shí)現(xiàn)各方利益共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān),充分發(fā)揮項(xiàng)目開發(fā)運(yùn)行的集約化、規(guī)模化效益。
一、堅(jiān)持清潔低碳、安全高效的基本發(fā)展定位
清潔低碳、安全高效是能源系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的核心要求,也是未來(lái)以新能源為主體新型電力系統(tǒng)的基本發(fā)展定位。
(一)低碳是新型電力系統(tǒng)的核心目標(biāo)。新型電力系統(tǒng)應(yīng)是適應(yīng)大規(guī)模高比例新能源發(fā)展的全面低碳化電力系統(tǒng)。“十三五”以來(lái),我國(guó)新能源裝機(jī)占比已從11%提升到22%以上,發(fā)電量占比已從5%提升到10%左右。為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo),我國(guó)新能源將進(jìn)一步跨越式發(fā)展,繼續(xù)以數(shù)倍于用電負(fù)荷增長(zhǎng)的速度新增并網(wǎng)。初步測(cè)算,“十四五”期間全國(guó)年均新增并網(wǎng)裝機(jī)有望達(dá)到1億千瓦以上,到2030年前后新能源裝機(jī)占比有望達(dá)到50%,將成為電力系統(tǒng)的主體電源。電力系統(tǒng)作為能源轉(zhuǎn)型的中心環(huán)節(jié),將承擔(dān)著更加迫切和繁重的清潔低碳轉(zhuǎn)型任務(wù),僅依靠傳統(tǒng)的電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)調(diào)節(jié)手段,已經(jīng)難以滿足新能源持續(xù)大規(guī)模并網(wǎng)消納的需求。新型電力系統(tǒng)亟需激發(fā)負(fù)荷側(cè)和新型儲(chǔ)能技術(shù)等潛力,形成源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同消納新能源的格局,適應(yīng)大規(guī)模高比例新能源的開發(fā)利用需求。
(二)安全是新型電力系統(tǒng)的底線要求。新型電力系統(tǒng)應(yīng)是充分保障能源安全和社會(huì)發(fā)展的高度安全性電力系統(tǒng)。當(dāng)前我國(guó)多區(qū)域交直流混聯(lián)的大電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,間歇性、波動(dòng)性新能源發(fā)電接入電網(wǎng)規(guī)??焖贁U(kuò)大,新型電力電子設(shè)備應(yīng)用比例大幅提升,極大地改變了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律和特性,在特殊情況下容易出現(xiàn)電力安全供應(yīng)問題。例如去冬今春,美國(guó)得州遭遇寒潮風(fēng)暴,我國(guó)湖南、江西等地區(qū)出現(xiàn)極端嚴(yán)寒天氣,導(dǎo)致短期內(nèi)用電負(fù)荷快速增長(zhǎng),在各類電源與大電網(wǎng)均無(wú)法提供有效支撐的情況下,出現(xiàn)了較大范圍的電力供應(yīng)不足問題。此外,隨著電力系統(tǒng)物理和信息層面互聯(lián)程度提升,人為外力破壞或通過(guò)信息攻擊手段引發(fā)電網(wǎng)大面積停電事故等非傳統(tǒng)電力安全風(fēng)險(xiǎn)也在增加。新型電力系統(tǒng)必須在理論分析、控制方法、調(diào)節(jié)手段等方面創(chuàng)新發(fā)展,應(yīng)對(duì)日益加大的各類安全風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。
(三)高效是新型電力系統(tǒng)的重要特征。新型電力系統(tǒng)應(yīng)是符合未來(lái)靈活開放式電力市場(chǎng)體系的高效率電力系統(tǒng)。目前我國(guó)電力系統(tǒng)在高效運(yùn)行方面仍存在較大短板,單位GDP能耗是主要發(fā)達(dá)國(guó)家的2倍以上,電力設(shè)備利用率為主要發(fā)達(dá)國(guó)家的80%左右,源、網(wǎng)、荷脫節(jié)問題較為嚴(yán)重。未來(lái)電力系統(tǒng)應(yīng)充分市場(chǎng)化轉(zhuǎn)型,形成以中長(zhǎng)期市場(chǎng)為主體、現(xiàn)貨市場(chǎng)為補(bǔ)充,涵蓋電能量、輔助服務(wù)、發(fā)電權(quán)、輸電權(quán)和容量補(bǔ)償?shù)榷嘟灰灼贩N的市場(chǎng)體系,充分調(diào)動(dòng)系統(tǒng)靈活性,促進(jìn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng),實(shí)現(xiàn)提升系統(tǒng)運(yùn)行效率、全局優(yōu)化配置資源的目標(biāo)。在技術(shù)上,新型電力系統(tǒng)需要加快數(shù)字化升級(jí)改造和智能化技術(shù)應(yīng)用,推動(dòng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、調(diào)度、運(yùn)行各個(gè)環(huán)節(jié)全面轉(zhuǎn)型和革新,提高整體運(yùn)行效率,適應(yīng)靈活開放式電力市場(chǎng)的構(gòu)建需要。
二、統(tǒng)籌提升源、網(wǎng)、荷側(cè)靈活協(xié)調(diào)運(yùn)行能力
新型電力系統(tǒng)的綠色、安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展,需要統(tǒng)籌源、網(wǎng)、荷側(cè)資源,完善調(diào)度運(yùn)行機(jī)制,多維度提升系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力、安全保障水平和綜合運(yùn)行效率,滿足新能源開發(fā)利用、經(jīng)濟(jì)社會(huì)用電需求以及綜合用能成本等綜合性目標(biāo)。
(一)發(fā)揮電源側(cè)的靈活調(diào)節(jié)和協(xié)調(diào)運(yùn)行能力。當(dāng)前,綜合比較各類電源側(cè)靈活性提升措施的成本和效益,火電靈活性改造仍是最具經(jīng)濟(jì)性的方案,且可優(yōu)化存量電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)。“十四五”期間,應(yīng)繼續(xù)大力推動(dòng)火電靈活性提升,完善火電機(jī)組主動(dòng)深度調(diào)峰的補(bǔ)償機(jī)制,充分發(fā)揮存量煤電機(jī)組的靈活調(diào)節(jié)能力。對(duì)于燃煤自備電廠,應(yīng)結(jié)合碳排放權(quán)交易與可再生能源電力消納責(zé)任權(quán)重考核,擴(kuò)大清潔能源替代發(fā)電權(quán)交易規(guī)模,引導(dǎo)其主動(dòng)調(diào)峰消納清潔能源,打造高比例綠色轉(zhuǎn)型示范。對(duì)于抽水蓄能、調(diào)峰氣電等靈活性電源和支撐性電源,應(yīng)結(jié)合各地區(qū)電力系統(tǒng)需求、建設(shè)運(yùn)行條件和電價(jià)承受能力,合理規(guī)劃建設(shè),同時(shí)加強(qiáng)應(yīng)急備用電源建設(shè),切實(shí)保障電力安全可靠供應(yīng)。新型儲(chǔ)能當(dāng)前較為昂貴,應(yīng)結(jié)合需求因地制宜建設(shè)。在充分考慮新能源發(fā)展需求與各類靈活調(diào)節(jié)措施后,“十四五”期間全國(guó)新增儲(chǔ)能規(guī)模有望達(dá)到3000萬(wàn)千瓦以上。其中,新能源項(xiàng)目通過(guò)配置儲(chǔ)能、提升功率預(yù)測(cè)水平、智慧化調(diào)度運(yùn)行等措施,可以有效提升并網(wǎng)友好性、電力支撐能力以及抵御電力系統(tǒng)大擾動(dòng)能力,成為系統(tǒng)友好型綠色電站,作為未來(lái)新型電力系統(tǒng)中可靠供電的主體電源。
(二)提升電網(wǎng)側(cè)的清潔電力靈活優(yōu)化配置能力。“十三五”后期,隨著新能源逐步進(jìn)入平價(jià)上網(wǎng)階段、消納利用水平持續(xù)提升,“三北”地區(qū)憑借優(yōu)異的新能源儲(chǔ)量和資源條件、相對(duì)較低的開發(fā)建設(shè)成本,重新成為新能源開發(fā)建設(shè)重點(diǎn)區(qū)域,占全國(guó)年度新增風(fēng)電、光伏裝機(jī)的比重已由2017年最低的47%和44%,分別增長(zhǎng)至2020年的61%和64%。與之對(duì)應(yīng),現(xiàn)役跨省區(qū)特高壓輸電通道及部分點(diǎn)對(duì)網(wǎng)通道平均規(guī)劃配套可再生能源電量占比僅在30%左右。“十四五”期間,隨著陸上新能源集約化規(guī)?;_發(fā)持續(xù)加快,“三北”地區(qū)新能源開發(fā)占比預(yù)計(jì)將保持在60%~70%的較高比例。為此,需進(jìn)一步提升跨省區(qū)通道的輸電能力和新能源電力占比,在全國(guó)范圍內(nèi)靈活優(yōu)化配置資源。對(duì)于存量輸電通道,在加強(qiáng)送受端網(wǎng)架、保障安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上,應(yīng)積極提升配套新能源規(guī)模,可爭(zhēng)取將平均可再生能源電量輸送比例提升至40%左右。對(duì)于規(guī)劃新建輸電通道,可通過(guò)“風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化”模式,實(shí)現(xiàn)可再生能源電量占比達(dá)到50%以上,并探索“風(fēng)光儲(chǔ)一體化”等極高比例甚至純新能源外送模式、柔性直流等靈活性輸電技術(shù)的可行性。
(三)挖掘用戶側(cè)的靈活互動(dòng)和安全保障能力。用戶側(cè)是挖掘負(fù)荷增長(zhǎng)潛力、優(yōu)化電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)的直接對(duì)象,也是提升系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力的重點(diǎn)方向。“十三五”期間,全國(guó)電能替代用電量合計(jì)超過(guò)8000億千瓦時(shí),“十四五”期間需要進(jìn)一步加快工業(yè)、建筑、交通等重點(diǎn)耗能和碳排放行業(yè)的電氣化轉(zhuǎn)型,預(yù)計(jì)電能替代實(shí)施潛力可達(dá)到1萬(wàn)億千瓦時(shí)以上。在新能源資源富集地區(qū),可推動(dòng)建設(shè)新能源就地綠色供電的示范工業(yè)園區(qū),實(shí)現(xiàn)終端用能的綠色電能替代和低碳化發(fā)展。同時(shí),可通過(guò)發(fā)展有源負(fù)荷和用戶側(cè)儲(chǔ)能,健全需求側(cè)響應(yīng)與可中斷負(fù)荷價(jià)格政策,引導(dǎo)大工業(yè)、工商業(yè)、居民等各類用戶發(fā)揮靈活用電潛力。在具備條件的地區(qū),可開展電動(dòng)汽車靈活充電、大數(shù)據(jù)中心智能調(diào)度等虛擬電廠示范,合理配置新能源與儲(chǔ)能設(shè)施,實(shí)現(xiàn)新能源電力的自主調(diào)峰和高效利用。此外,針對(duì)大規(guī)模分布式新能源的就地開發(fā)利用需求,應(yīng)加快配電基礎(chǔ)設(shè)施和新能源微電網(wǎng)建設(shè)。通過(guò)配電網(wǎng)建設(shè)改造和智能化升級(jí),實(shí)施農(nóng)村電網(wǎng)鞏固提升工程,推動(dòng)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)靈活互濟(jì),有效提升分布式新能源的接入消納能力以及終端用戶的供電可靠性。
三、加快關(guān)鍵技術(shù)裝備的集中攻關(guān)和示范引領(lǐng)
科技創(chuàng)新是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐。“十四五”期間,亟需在系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理、智能調(diào)度、新型儲(chǔ)能等關(guān)鍵技術(shù)和裝備上實(shí)現(xiàn)突破,可先行開展一批探索建設(shè)新型電力系統(tǒng)的示范工程,待形成示范效應(yīng)后逐步推廣應(yīng)用。
(一)“雙高型”電力系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理和關(guān)鍵技術(shù)。隨著間歇性、波動(dòng)性新能源接入電網(wǎng)規(guī)模的快速擴(kuò)大,新型電力電子設(shè)備應(yīng)用比例的大幅提升,傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律和特性產(chǎn)生了極大改變。對(duì)于高比例新能源、高比例電力電子裝置的新型電力系統(tǒng),由于系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小、頻率調(diào)節(jié)能力降低,以及新能源設(shè)備涉網(wǎng)性能標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)偏低,新能源大規(guī)模并網(wǎng)后容易引發(fā)脫網(wǎng)和系統(tǒng)振蕩等問題,對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來(lái)了顯著影響。為此,亟需依托大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等數(shù)字化技術(shù),全面實(shí)施升級(jí)改造,建設(shè)先進(jìn)的電力系統(tǒng)模擬運(yùn)行仿真技術(shù)平臺(tái),深入研究相關(guān)的運(yùn)行機(jī)理和關(guān)鍵應(yīng)對(duì)技術(shù),增強(qiáng)電力系統(tǒng)的信息化水平和安全防護(hù)能力。同時(shí),需要深入研究?jī)?chǔ)能等新技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用后的新能源電力支撐潛力、負(fù)荷側(cè)靈活調(diào)節(jié)潛力,創(chuàng)新源網(wǎng)荷儲(chǔ)統(tǒng)一參與電力平衡的規(guī)劃設(shè)計(jì)方法、協(xié)同運(yùn)行理論,最大化提升系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行水平和新能源消納利用水平。
(二)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”的智慧靈活調(diào)度技術(shù)。智慧調(diào)度技術(shù)是充分發(fā)揮源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)靈活調(diào)節(jié)潛力的關(guān)鍵。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)電網(wǎng)調(diào)度采取“統(tǒng)一調(diào)度、分級(jí)管理”原則,計(jì)劃性較強(qiáng)而靈活性不足。未來(lái),隨著風(fēng)電、光伏、儲(chǔ)能的大規(guī)模分散式接入,以及分布式發(fā)電、可調(diào)節(jié)負(fù)荷、電動(dòng)汽車充電設(shè)施等負(fù)荷側(cè)靈活性調(diào)節(jié)資源的快速增長(zhǎng),電力市場(chǎng)主體將從單一化向多元化轉(zhuǎn)變,電力輸送將從發(fā)輸配用單向傳輸向源網(wǎng)荷儲(chǔ)多向互動(dòng)靈活傳輸轉(zhuǎn)變。在未來(lái)靈活開放的電力市場(chǎng)體系下,亟需改變電力系統(tǒng)的傳統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行方式,通過(guò)引入5G通訊、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù),充分利用大規(guī)模分布式的可調(diào)節(jié)電源、儲(chǔ)能、靈活性負(fù)荷等各類資源,建設(shè)智慧高效、多向互動(dòng)的高度智能化調(diào)度運(yùn)行體系,實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化的智慧靈活調(diào)度,更好地發(fā)揮電網(wǎng)促進(jìn)清潔能源資源優(yōu)化配置的平臺(tái)作用。
(三)低成本、長(zhǎng)壽命、高安全性的新型儲(chǔ)能技術(shù)。儲(chǔ)能是支撐構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要裝備和關(guān)鍵技術(shù),特別是新型電儲(chǔ)能具有精準(zhǔn)控制、快速響應(yīng)、布局靈活的特點(diǎn),可以突破傳統(tǒng)電力供需在時(shí)間與空間上的限制,將不穩(wěn)定的新能源出力轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng),在提高電力安全保障能力、促進(jìn)新能源消納、提高系統(tǒng)運(yùn)行效率等方面發(fā)揮重要作用。目前,電儲(chǔ)能的成本仍然偏高,技術(shù)成熟度和安全性有待提升,規(guī)劃運(yùn)行機(jī)理尚未得到充分研究,商業(yè)模式和投資收益機(jī)制還不健全,制約了更大范圍的規(guī)?;瘧?yīng)用。“十四五”需出臺(tái)國(guó)家層面的新型儲(chǔ)能指導(dǎo)政策,全局優(yōu)化規(guī)模布局,加快技術(shù)研發(fā)和運(yùn)行機(jī)理研究,健全價(jià)格收益機(jī)制,完善項(xiàng)目管理流程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,通過(guò)在源、網(wǎng)、荷側(cè)的規(guī)?;瘧?yīng)用推動(dòng)成本持續(xù)下降。同時(shí),應(yīng)加快電、熱、氣等多品種儲(chǔ)能的技術(shù)研發(fā)和協(xié)調(diào)應(yīng)用,在不同時(shí)間和空間尺度上滿足系統(tǒng)調(diào)節(jié)和電力存儲(chǔ)需求,充分發(fā)揮多領(lǐng)域綜合效益。
四、發(fā)揮市場(chǎng)建設(shè)和機(jī)制創(chuàng)新的支撐保障作用
市場(chǎng)和機(jī)制是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)保障。“十四五”期間,需要加快破解各類市場(chǎng)機(jī)制障礙,以完善的市場(chǎng)體系、健全的價(jià)格機(jī)制、創(chuàng)新的體制機(jī)制,提升各類主體參與市場(chǎng)的積極性,推動(dòng)新型技術(shù)和商業(yè)模式落地實(shí)施。
(一)建立完善多交易品種協(xié)同的電力市場(chǎng)體系。“十四五”期間,需要著力建立完善中長(zhǎng)期交易、現(xiàn)貨市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)相結(jié)合的市場(chǎng)體系,形成統(tǒng)一的電力市場(chǎng)交易標(biāo)準(zhǔn)體系。應(yīng)規(guī)范推進(jìn)電力中長(zhǎng)期市場(chǎng)建設(shè),擴(kuò)大主體范圍,豐富交易品種,特別是針對(duì)新能源在更大范圍開展交易的市場(chǎng)需求,應(yīng)積極促進(jìn)新能源與各類電源開展中長(zhǎng)期發(fā)電權(quán)交易,推進(jìn)跨省區(qū)發(fā)電權(quán)置換,全力為新能源發(fā)電提供更大市場(chǎng)空間。應(yīng)穩(wěn)妥推進(jìn)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè),在總結(jié)當(dāng)前試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,鼓勵(lì)新能源發(fā)電優(yōu)先參與現(xiàn)貨市場(chǎng),積極推動(dòng)用戶側(cè)各類主體參與新能源電力消納,鼓勵(lì)跨區(qū)域送受兩端市場(chǎng)主體直接開展交易,充分發(fā)揮市場(chǎng)的主導(dǎo)作用。應(yīng)全面推進(jìn)電力輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè),不斷豐富調(diào)頻和備用等輔助服務(wù)交易品種,探索建立用戶側(cè)等各類市場(chǎng)主體參與的分擔(dān)共享機(jī)制,最大化提升電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力。
(二)健全上下游環(huán)節(jié)價(jià)格形成和成本疏導(dǎo)機(jī)制。在電源側(cè),應(yīng)加快推進(jìn)上網(wǎng)電價(jià)改革,有序放開尚未由市場(chǎng)形成的電價(jià)。對(duì)于抽水蓄能電站,應(yīng)保障項(xiàng)目合理收益,引導(dǎo)社會(huì)資本積極參與建設(shè)。對(duì)于新型儲(chǔ)能,應(yīng)支持“新能源+新型儲(chǔ)能”融合商業(yè)模式,對(duì)于“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”等以市場(chǎng)化方式消納的項(xiàng)目,可研究給予電價(jià)政策支持。對(duì)于保障電力安全供應(yīng)的水電、氣電、火電、儲(chǔ)能等基礎(chǔ)支撐性電源,應(yīng)建立容量成本回收機(jī)制,保障健康發(fā)展。在電網(wǎng)側(cè),應(yīng)深化輸配電價(jià)改革,強(qiáng)化準(zhǔn)許收入監(jiān)管,理順輸配電價(jià)結(jié)構(gòu),增強(qiáng)輸配電價(jià)機(jī)制的靈活性。對(duì)于電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能,可建立容量電價(jià)機(jī)制,并研究將具備替代輸配電資產(chǎn)投資、保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定以及應(yīng)急供電等效益的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能成本收益納入輸配電價(jià)進(jìn)行疏導(dǎo)。在負(fù)荷側(cè),應(yīng)積極推動(dòng)銷售電價(jià)改革,完善目錄銷售電價(jià)制度和節(jié)能環(huán)保電價(jià)政策,以更加靈活的峰谷電價(jià)機(jī)制引導(dǎo)各類用戶釋放靈活用電潛力。
(三)推動(dòng)市場(chǎng)化、多元化的商業(yè)模式創(chuàng)新。通過(guò)創(chuàng)新投資收益機(jī)制,探索新型商業(yè)模式,發(fā)揮市場(chǎng)的資源配置決定性作用,可以引領(lǐng)各類市場(chǎng)主體主動(dòng)參與新型電力系統(tǒng)建設(shè)。一方面,要推動(dòng)新型電力系統(tǒng)投資運(yùn)營(yíng)主體多元化,引導(dǎo)各類企業(yè)加大投資力度,多途徑培育虛擬電廠、需求側(cè)響應(yīng)等新興市場(chǎng)主體。另一方面,要鼓勵(lì)各類社會(huì)資本通過(guò)市場(chǎng)化合作的方式參與新型電力系統(tǒng)投資建設(shè),鼓勵(lì)電、氣、冷、熱等各類項(xiàng)目協(xié)同建設(shè)運(yùn)營(yíng),鼓勵(lì)開展上下游產(chǎn)學(xué)研用全產(chǎn)業(yè)鏈的市場(chǎng)化合作。對(duì)于“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”“風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化”等大型創(chuàng)新示范項(xiàng)目,應(yīng)鼓勵(lì)采用一體化規(guī)劃、一體化開發(fā)、一體化運(yùn)營(yíng)的全流程管理模式,通過(guò)市場(chǎng)化方式實(shí)現(xiàn)各方利益共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān),充分發(fā)揮項(xiàng)目開發(fā)運(yùn)行的集約化、規(guī)模化效益。