中國儲能網(wǎng)訊：9月24—26日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會聯(lián)合200余家機構(gòu)共同支持的第十屆中國國際儲能大會在深圳鵬瑞萊佛士酒店召開。此次大會主題是“共建儲能生態(tài)鏈，開啟應(yīng)用新時代”。 來自行業(yè)主管機構(gòu)、國內(nèi)外駐華機構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構(gòu)等不同領(lǐng)域的1621人參加了本屆大會。本次大會由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會、中國科學(xué)院電工研究所儲能技術(shù)組和中國儲能網(wǎng)聯(lián)合承辦。
在26日上午的“ 儲能電站并網(wǎng)與調(diào)度”專場，清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究所系統(tǒng)分析與混合仿真研究所所長張東輝分享了主題報告《儲能規(guī)劃在電力系統(tǒng)規(guī)劃中的定位》。會務(wù)組對發(fā)言人的演講速記做了梳理，方便大家會后交流、學(xué)習(xí)，以下是速記全文：
張東輝：大家好，前面的各位專家講的東西可能是比較具體的案例，我講一些宏觀的，怎么把儲能納入能源規(guī)劃，儲能規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃的結(jié)合。我國目前大型儲能工程基本都是示范性或是點上的工作，沒有成體系的規(guī)劃，未來儲能怎么納入規(guī)劃？
我的匯報分三個內(nèi)容：第一是高比例新能源電力系統(tǒng)的特點和規(guī)劃要求，第二是儲能在電力系統(tǒng)中的規(guī)劃現(xiàn)狀和問題，第三是儲能現(xiàn)狀在新一代電力系統(tǒng)規(guī)劃中的定位。
這么多年儲能發(fā)展到現(xiàn)在，這幾天的會我也聽下來，大家基本上已經(jīng)達(dá)成共識了。第一個共識是儲能大規(guī)模發(fā)展最大的促進(jìn)力還是高比例新能源的發(fā)展，這一點大家已經(jīng)達(dá)成共識了。第二個共識是儲能現(xiàn)在基本上還是一些點的工作，沒有把它真正的納入電力系統(tǒng)整個正常的發(fā)展納入體系的工作。個人認(rèn)為，為什么現(xiàn)在儲能發(fā)展有一些磕磕碰碰，一方面是標(biāo)準(zhǔn)沒有建立起來，另一方面是沒有納入規(guī)劃。
前面這些常識性的介紹我就簡單過一些，第一是我國能源轉(zhuǎn)型的重要手段是提高清潔能源在發(fā)電中的比例，2019年底我國的總裝機是20.1億千瓦，風(fēng)電和太陽能已經(jīng)成為在清潔能源中是裝機比例最大的，風(fēng)電加太陽能已經(jīng)超過4億千瓦，已經(jīng)超過水電，以前水電是最大的清潔能源，現(xiàn)在已經(jīng)不是了，現(xiàn)在是風(fēng)電和太陽能。
非化石能源發(fā)電量在2016年的時候國家發(fā)改委發(fā)布了能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略，2030年非化石能源發(fā)電量占全部發(fā)電量的比重力爭達(dá)到50%，這是宏觀政策，習(xí)總書記也講要碳中和，碳中和靠什么？我國最大的碳排放是發(fā)電，就要把傳統(tǒng)火電技術(shù)的發(fā)電控制下來，新增的基本上是風(fēng)光。2018年我國的火電發(fā)電量占70%，2030年達(dá)到50%，12年時間要降20個百分點。到了2030年風(fēng)電和太陽能裝機，以前有不同的預(yù)計數(shù)據(jù)，但是現(xiàn)在我傾向于采納比較大的數(shù)據(jù)，因為現(xiàn)在其實我們國家風(fēng)電和太陽能的發(fā)展是在提速的。這里面有周院士和華北電力大學(xué)的劉校長做的預(yù)測，個人傾向于大的數(shù)據(jù)。
在可再生能源發(fā)電發(fā)展到一定規(guī)模的時候，電力系統(tǒng)的運行現(xiàn)在面臨很大的挑戰(zhàn)，可再生能源年發(fā)電量占比達(dá)到25%-40%的時候，急需對電力系統(tǒng)傳統(tǒng)電源配置、運行方式、輸電規(guī)劃等做出重大調(diào)整，其中包括新的電力系統(tǒng)規(guī)劃、運行和控制方案等，這是國際能源署在報告里面提出的。我們國家有兩個地方，我舉兩個例子，第一個例子是青海風(fēng)光發(fā)電比例特別高，問題也特別多。第二個例子是云南，風(fēng)光發(fā)電比例不高，但是大部分是水電。這些典型的案例也表明，可再生能源的運行會對電網(wǎng)造成很大的挑戰(zhàn)。
風(fēng)電和光伏的特性大家都清楚，它有兩個問題，第一個問題是消納問題，消納問題表現(xiàn)在間接性、波動性、不確定性（不確定性可以用另一個詞表達(dá)叫隨機性）、反調(diào)峰特性、不可控性、利用小時數(shù)偏低。如果是風(fēng)光發(fā)電，電力系統(tǒng)的輸電通道利用效率低，線路備用容量大，開機備用容量大，系統(tǒng)調(diào)峰難度較大。這里面采用了某一領(lǐng)導(dǎo)截的新疆和陜西光伏實際案例的一些圖片。第二個問題是風(fēng)電、光伏裝多了對系統(tǒng)會有影響，首先是慣量低，用一個形象的比喻就是原來電力系統(tǒng)是一個胖子，外面一擾動它胖沒有太大影響。但是風(fēng)電和太陽能上多了，它就虛了，它就變成一個瘦子，外面有一個東西推它，它很可能會出現(xiàn)越限。而且風(fēng)電、光伏提供短路電流水平低，基本上沒有一二次調(diào)頻能力，電壓支撐能力比較弱。所以如果說風(fēng)電、光伏整個替代了火電正常的運行，整個是削弱了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。
那么我們要采取什么措施？這里面講一些一般性的措施，第一個措施肯定是運用大電網(wǎng)的規(guī)模效率，我們把大電網(wǎng)所有和區(qū)域薄弱的電網(wǎng)結(jié)合在一起，風(fēng)電和光伏能在某一個區(qū)域更多的消納。第二個是傳統(tǒng)發(fā)電機組的支持，靠火電、靠其他的水電給風(fēng)電和太陽能進(jìn)行支持。第三個是限制規(guī)模。第四個是電力市場引導(dǎo)，通過電價政策引導(dǎo)風(fēng)電和太陽能提升它的消納。最后一個是回到今天的主題，我們怎么通過儲能來改變它的特性。所有的這些措施其實在電力系統(tǒng)運行中很重要的是靈活性調(diào)節(jié)資源，如果靈活性調(diào)節(jié)資源分布不均或不夠，這個時候就要想辦法。
高比例新能源的消納是重大難題，第一是消納，新能源的日波動性大，需要其他電源或儲能支撐，第二是間接性強，不確定性大，系統(tǒng)備用需求大，第三是利用小時數(shù)低，需要其他電源配合。跟正常的負(fù)荷利用小時數(shù)6000小時肯定匹配不上。還有一個重大的挑戰(zhàn)，是對安全系統(tǒng)穩(wěn)定挑戰(zhàn)，第一是慣量低，一次調(diào)頻能力差，系統(tǒng)調(diào)頻越限風(fēng)險大。第二是無功支撐能力差，功角穩(wěn)定存在不確定性，要具體問題具體分析。第三是最近大家也聽說過發(fā)生過一些寬頻振蕩的事情。那么我們怎么解決？
接下來，講一下儲能在電力系統(tǒng)中的規(guī)劃和現(xiàn)狀問題，儲能的作用大家已經(jīng)了解了，我不再贅述了。主要是調(diào)頻、調(diào)壓、黑啟動，這些大家都理解。調(diào)峰主要是雙向調(diào)節(jié)，速度快，性能很好。調(diào)頻現(xiàn)在主要是參與二次調(diào)頻，現(xiàn)在我們的儲能在火電廠發(fā)揮效益是通過二次調(diào)頻。但是對于我們的新能源來說，如果要儲能配合新能源，有些作用原來有平滑功率波動性、跟蹤發(fā)電計劃，提升調(diào)頻調(diào)壓能力，這個在風(fēng)電和光伏在現(xiàn)在新的導(dǎo)則中要體現(xiàn)新的調(diào)頻能力，但是量沒有規(guī)定，在后面也編了一個標(biāo)準(zhǔn)要求風(fēng)電、光伏10%的一次調(diào)頻能力，但是對現(xiàn)在的風(fēng)電、光伏要求確實有點高，其實大家執(zhí)行也不到位。所以現(xiàn)在兩邊都在互相博弈，因為風(fēng)電、光伏的電價剛剛達(dá)到了提價的能力，現(xiàn)在提出了要求，這個時候是可以，但是確實它的盈利能力能不能支撐去達(dá)到它的性能指標(biāo)。如果現(xiàn)在做風(fēng)電、光伏，雖然改善了自身的特性，但是還是很有限，最終還是要通過價格調(diào)整，特別是一次調(diào)頻。
我們的儲能規(guī)劃存在什么問題呢？現(xiàn)在講的儲能其實包括了抽水蓄能，但是抽水蓄能屬于老的儲能范疇，現(xiàn)在大家的熱點都是講新興儲能特別是電化學(xué)儲能，抽水蓄能大家也做了預(yù)測，因為地理位置各方面的限制原因它的發(fā)展規(guī)模是有限的。電化學(xué)儲能如果成本下來了，它的發(fā)展空間可以充分想象。有一個預(yù)測給大家介紹一下，2035年大概非抽水蓄能裝機2.4億千瓦，而抽水蓄能1.4億，這樣算下來以后到2035年非抽水蓄能的裝機規(guī)模反而超過了抽水蓄能很多，這是有一個報告的預(yù)計。所以總體來說，如果國家要進(jìn)入高比例可再生能源系統(tǒng)，非抽水蓄能的規(guī)劃配置的組成基本上相當(dāng)程度上決定了我國電力清潔能源開發(fā)的進(jìn)度、方向和組成，我們的風(fēng)光往哪個地方開發(fā)、開發(fā)哪個類型，基本上后面很大程度上受這個影響，因為系統(tǒng)的消納能力是有限的，必須要通過這些儲能進(jìn)行調(diào)節(jié)和優(yōu)化。
我們現(xiàn)在的現(xiàn)狀是什么樣的呢？抽水蓄能已經(jīng)納入規(guī)劃了，因為抽水蓄能是電網(wǎng)投資，已經(jīng)納入電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度。以前是作為大型水電的配套，通過電網(wǎng)調(diào)峰需求、電網(wǎng)的電力電量平衡、電網(wǎng)網(wǎng)架支撐進(jìn)行了規(guī)劃。但是現(xiàn)在儲能類型比較多，技術(shù)五花八門百花齊放，現(xiàn)在已經(jīng)收斂了，從容量來說主要是基于鋰電池，后面也提出了壓縮技術(shù)，除了類型多，應(yīng)用場景也多，大家講了很多應(yīng)用場景，現(xiàn)在商業(yè)模式也不確定。還有一個要命的地方是技術(shù)發(fā)展速度快，因為這些特點政策老是要跟在后面變，政策調(diào)整快，現(xiàn)在政策沒法清晰，政策不清晰儲能規(guī)劃研究滯后。
目前儲能規(guī)劃作為新能源規(guī)劃的一部分，我們國家做能源規(guī)劃一般是做1+14規(guī)劃，1是總規(guī)劃，14是14個分項，但是儲能規(guī)劃那天我也聽有些專家領(lǐng)導(dǎo)建議能不能作為第15個規(guī)劃，我覺得也可以?，F(xiàn)在大家也有一個想法，第一，儲能是結(jié)合新能源發(fā)展的；第二，儲能什么時候爆發(fā)，大家預(yù)計在“十四五”中后期會來到一個快速的爆發(fā)期，如果儲能規(guī)劃和研究不做在前面，到時候真正爆發(fā)的時候從監(jiān)管層面和從調(diào)度運行層面還是有點趕、有點被動，所以我建議還是要盡量走在前面。中國“十四五”電力規(guī)劃發(fā)展研究是全球互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展組織提的預(yù)計，只是預(yù)計了總的規(guī)模，但是對儲能怎么分布的，因為儲能是結(jié)合最終的調(diào)度需求來說的，全國各個地方要具體問題具體分析，這是一個總的規(guī)模，2035年、2050年新型儲能容量將達(dá)到2.4億、6.1億千瓦。這個規(guī)模是相當(dāng)大的，大家可以想象一下。
第三個，講一下我認(rèn)為儲能規(guī)劃在新一代電力系統(tǒng)規(guī)劃中定位。剛才講了儲能多場景、多用途，各個場景、各個用途都有，從電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)大規(guī)模的到了用戶側(cè)小規(guī)模分散式的，還有配網(wǎng)側(cè)的。
我認(rèn)為現(xiàn)在大家首先要做一個儲能規(guī)劃，把儲能納入規(guī)劃，規(guī)劃引領(lǐng)市場，告訴大家儲能有一個愿景、有一個目標(biāo)，要投產(chǎn)多少，后面還有人配合建多大規(guī)模，整個體系才能上來。我在IEEE PES成立了分委會，歡迎做電網(wǎng)電源的領(lǐng)導(dǎo)和同事一起加入。我們想結(jié)合大電網(wǎng)規(guī)劃的事情做一些儲能規(guī)劃原則的研究，儲能規(guī)劃原則一步一步來，這是我的思路給大家看一下。首先是基礎(chǔ)調(diào)研開始，第二是通用化的分析模型，因為我們的儲能規(guī)劃很模糊，沒有通用化的分析模型，不管是調(diào)用模型、經(jīng)濟分析模型還是展開的分析模型基本上都很缺乏，能拿出來給大家統(tǒng)一用的基本上很缺乏。第三是規(guī)劃模型的算法，包括電力系統(tǒng)規(guī)劃是怎么算的。第四是綜合評價指標(biāo)，第五是配置原則，這些原則會引領(lǐng)大家后面怎么去發(fā)展、怎么去做。
這是我的一些初步想法，放出來，請大家批評指正。第一是新能源配套儲能，建議在新能源規(guī)劃時將配套儲能（改善新能源消納和穩(wěn)定特性）納入考慮。因為如果沒有把規(guī)劃儲能納入考慮，在消納和計算的時候完全是兩個概念、兩個結(jié)論。第二是電網(wǎng)側(cè)儲能（已經(jīng)明確不納入輸配電價），能不能給它一個身份，通過第三方主體，結(jié)合市場機制合理規(guī)劃、合理回收。如果是以保安全為主要目的的電網(wǎng)側(cè)儲能，其實公司也投資了很多動態(tài)補償裝置去保電網(wǎng)安全，但是這些裝置投資也很大，如果儲能能起到類似的作用，電網(wǎng)也是可以投資的，但是這要作為一個專題研究。第三是用戶側(cè)儲能，我的個人看法是結(jié)合政策趨勢，因為用戶側(cè)儲能和政策趨勢關(guān)系很大，與電價政策和各種各樣的電力市場政策關(guān)系很大，根據(jù)政策趨勢預(yù)測規(guī)模和策略，按照修改負(fù)荷特性角度納入電網(wǎng)規(guī)劃。第四是如果儲能能夠納入調(diào)度統(tǒng)一和應(yīng)用管理的儲能，建議納入電網(wǎng)規(guī)劃的相關(guān)安全穩(wěn)定計算，不要浪費。
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