中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：3月10-13日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司指導(dǎo)，中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦并聯(lián)合500余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十四屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)暨展覽會(huì)（簡(jiǎn)稱“CIES”）在杭州國(guó)際博覽中心召開(kāi)。
CIES大會(huì)以“共建儲(chǔ)能生態(tài)鏈，共創(chuàng)儲(chǔ)能新發(fā)展”為主題，針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi)充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機(jī)制、資本市場(chǎng)、國(guó)際市場(chǎng)、成本疏導(dǎo)、智能化系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、示范項(xiàng)目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和深化應(yīng)用。
來(lái)自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國(guó)內(nèi)外駐華機(jī)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(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的2011余家產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈企業(yè)， 53417位線上注冊(cè)嘉賓將參加本屆CIES大會(huì)，儲(chǔ)能網(wǎng)視頻號(hào)線上直播11萬(wàn)人參與觀看與交流。其中300余家企業(yè)集中展示了儲(chǔ)能產(chǎn)品，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測(cè)認(rèn)證、飛輪儲(chǔ)能、液流電池、熔鹽儲(chǔ)熱、壓縮空氣儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈。
3月10日下午，中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)西南電力設(shè)計(jì)院有限公司能源研究中心主任晏小彬受邀在儲(chǔ)能電站規(guī)劃與設(shè)計(jì)專場(chǎng)分享主題報(bào)告，報(bào)告題目為《高比重水電系統(tǒng)儲(chǔ)能配置方案研究》。以下為報(bào)告主要內(nèi)容：
晏小彬：各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家、各位同仁大家下午好，我是來(lái)自中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)西南電力設(shè)計(jì)院有限公司的晏小彬。很榮幸受邀參加十四屆國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)做成果交流。我主要從事于西南電力規(guī)劃設(shè)計(jì)，我今天分享的題目是《高比重水電系統(tǒng)儲(chǔ)能配置方案研究》。
水電是我國(guó)電力供應(yīng)的主力軍，特別是在水電豐富的西南地區(qū)，水電絕對(duì)是主力電源，截至2022年底水電裝機(jī)全國(guó)占比是16.1%，西南各省均高于全國(guó)水平，特別是四川、云南、西藏的水電裝機(jī)占比超過(guò)50%。以四川為例，四川的水電比重已經(jīng)達(dá)到了79%，是目前國(guó)內(nèi)水電比重最高的省份。
探討儲(chǔ)能配置方案必須與目前構(gòu)建的新型電力系統(tǒng)相結(jié)合，2023年6月國(guó)家能源局發(fā)布了新型電力系統(tǒng)的發(fā)展藍(lán)皮書(shū)，明確了新型電力系統(tǒng)定義，必須具備安全高效，清潔低碳，柔性靈活，智慧融合四個(gè)重大特征，其中基本前提是安全高效，核心目標(biāo)是清潔低碳，重要支撐是柔性靈活，技術(shù)保障是智慧融合，這四個(gè)要素構(gòu)建了咱們新型電力系統(tǒng)的框架體系。
在西南區(qū)域，大型的水電、火電和堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)是保障安全的主力軍；清潔低碳主要依靠豐富的水電、風(fēng)電，光伏等多種清潔能源協(xié)同發(fā)展，以及電能替代推動(dòng)的終端消費(fèi)的低碳化轉(zhuǎn)型；柔性靈活主要是依靠調(diào)節(jié)型的水電、火電等靈活性電源，以及不同時(shí)間尺度和規(guī)模的儲(chǔ)能。在高比重水電系統(tǒng)中，支撐電力系統(tǒng)要面臨以下問(wèn)題：
水電開(kāi)發(fā)接近了尾聲，大規(guī)模新能源開(kāi)發(fā)是必然趨勢(shì)。目前中國(guó)的河流、水電開(kāi)發(fā)是以位置相對(duì)便利和水電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)相對(duì)價(jià)格較低作為目前重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的區(qū)域。未來(lái)水電開(kāi)發(fā)的重心要轉(zhuǎn)向開(kāi)發(fā)難度極大，而且開(kāi)發(fā)代價(jià)較高的區(qū)域，這部分區(qū)域生態(tài)非常脆弱，開(kāi)發(fā)難度也是增加的。大規(guī)模的新能源開(kāi)發(fā)是保供必然趨勢(shì)，未來(lái)實(shí)現(xiàn)國(guó)家的雙碳戰(zhàn)略，保障電力供應(yīng)，新能源將成為未來(lái)新增電量供應(yīng)的主體。十五五末西南地區(qū)將逐步建成以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，十六五四川新能源裝機(jī)將全面超過(guò)水電裝機(jī)。
一是系統(tǒng)調(diào)峰需求迅速增加。在十年、二十年前國(guó)內(nèi)很多專家對(duì)高比重水利系統(tǒng)調(diào)峰需求進(jìn)行相關(guān)研究論證，特別是云南和四川，水電適當(dāng)?shù)臈壦{(diào)峰就是非常經(jīng)濟(jì)的調(diào)峰手段，這個(gè)論點(diǎn)在當(dāng)時(shí)是成立的。例如在十三五的時(shí)候，四川新能源裝機(jī)占比非常低，當(dāng)時(shí)的水電容量是相對(duì)比較富裕的，在十三五四川采用調(diào)峰棄水來(lái)滿足系統(tǒng)的調(diào)峰需求。隨著新型能源體系和新型電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，提高清潔能源的高效利用成為綠色低碳的重要手段。同時(shí)新能源規(guī)模的不斷地增加，對(duì)調(diào)峰深度的要求提出了更高的要求。以前的調(diào)峰只需要滿足負(fù)荷峰谷差，新能源大規(guī)模發(fā)展之后，調(diào)峰需求在滿足負(fù)荷峰谷差的同時(shí)還要為新能源提供必要的調(diào)峰。在此新形勢(shì)下系統(tǒng)調(diào)峰需求迅速增加。
二是源側(cè)調(diào)峰能力不足矛盾逐步凸顯。因缺乏大型龍頭水電站，西南地區(qū)具有季及以上調(diào)節(jié)性能的電站占比較低，源側(cè)調(diào)峰能力不足。水電受流域來(lái)水影響，整體呈現(xiàn)豐枯期差異大、不同年份來(lái)水差異大的特點(diǎn)。水電“靠天吃飯”特征明顯，極端天氣水電機(jī)組發(fā)電能力斷崖式下降，源側(cè)調(diào)峰能力不足凸顯。
三是負(fù)荷側(cè)電源“空心化”問(wèn)題日益突出。以四川電網(wǎng)為例，成都電網(wǎng)位于四川電網(wǎng)中部，屬于典型受端網(wǎng)絡(luò)，主要電力依靠阿壩、甘孜、攀西、康定、雅安、瀑布溝等川西水電通道輸入，網(wǎng)內(nèi)僅有少量電源。省內(nèi)存在一個(gè)類似‘西電東送’的問(wèn)題。隨著用電負(fù)荷峰谷差的持續(xù)拉大，高峰負(fù)荷時(shí)期對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行將變得非常艱難。
高比重水電系統(tǒng)中儲(chǔ)能的功能定位。在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)大背景下，隨著新能源跨越式的發(fā)展，高比重水電系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足和電力供需矛盾凸顯，儲(chǔ)能將在滿足源側(cè)新能源并網(wǎng)運(yùn)行調(diào)峰需求，保障電力系統(tǒng)供需平衡，保障雙高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，優(yōu)化通道建設(shè)方面發(fā)揮重要的作用，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：
第一，為源側(cè)新能源并網(wǎng)運(yùn)行提供調(diào)節(jié)支撐。隨著新能源為主體的新型電力系統(tǒng)加快建設(shè)，系統(tǒng)新能源裝機(jī)占比逐步增高，對(duì)減少新能源間歇性、波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行影響，源側(cè)配置儲(chǔ)能以支撐新能源友好并網(wǎng)及大捆送出。
第二，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定提供頂峰保障。雙碳目標(biāo)下系統(tǒng)供需保障壓力日趨增加，對(duì)長(zhǎng)時(shí)間尺度支撐能力的需求將逐步凸顯，利用不用儲(chǔ)能的調(diào)節(jié)特性組合可解決系統(tǒng)的頂峰保障需求，還可以承擔(dān)系統(tǒng)的負(fù)荷及事故備用，釋放源側(cè)發(fā)電潛力。
第三，為雙高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行提供堅(jiān)強(qiáng)的支撐。雙高系統(tǒng)下安全穩(wěn)定運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)是日益突出的，儲(chǔ)能可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)峰，調(diào)頻，調(diào)向，調(diào)壓，也可以緩解新能源高滲透率帶來(lái)的系統(tǒng)安全穩(wěn)定問(wèn)題，有效地提升安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。
第四，為了削峰填谷，減少電網(wǎng)的投資。在負(fù)荷側(cè)建設(shè)儲(chǔ)能可以把最大負(fù)荷降低，進(jìn)而可以降低售端和變電，包括輸電線路的投資，從而優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的投資結(jié)構(gòu)。
以四川為例，開(kāi)展高比重水電系統(tǒng)儲(chǔ)能配置方案。首先說(shuō)一下技術(shù)路線，基于儲(chǔ)能的定位分析，針對(duì)高比重水電系統(tǒng)提出如下儲(chǔ)能配置方案。結(jié)合負(fù)荷預(yù)測(cè)，電源發(fā)展規(guī)劃，電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃等邊界條件，開(kāi)展供需形勢(shì)研究?；谛蝿?shì)研究，結(jié)合省內(nèi)資源稟賦，我們要提出規(guī)劃設(shè)計(jì)水平的基礎(chǔ)電量保障方案，這里保障方案要基本實(shí)現(xiàn)電量基本平衡，剩下的交給儲(chǔ)能來(lái)解決。相應(yīng)的電力電量保障方案必須切合全省的資源稟賦，電量可以開(kāi)發(fā)新能源，新建火電，引入外來(lái)直流電源等。電力可以考慮在電量的基礎(chǔ)上，再考慮需求側(cè)響應(yīng)。在基礎(chǔ)保障方案的基礎(chǔ)上，從系統(tǒng)保供，調(diào)峰需求，新能源消納等多方面論證最終的儲(chǔ)能需求規(guī)模，進(jìn)行分區(qū)計(jì)算，開(kāi)展儲(chǔ)能布局。
采用上述思路對(duì)四川2030年儲(chǔ)能配置方案進(jìn)行了一個(gè)分析，十五五考慮引入2回直流外來(lái)電的基礎(chǔ)上，2030年四川豐枯期最大缺口是1580萬(wàn)到1960萬(wàn)千瓦，在此基礎(chǔ)上維持2025年新能源規(guī)模不變的情況下，2030年全年電量缺口738億。對(duì)上述的電力供需形勢(shì)，開(kāi)展基礎(chǔ)電量保障方案計(jì)算，考慮最大負(fù)荷5%的需求側(cè)響應(yīng)，需要新增新能源裝機(jī)3050萬(wàn)千瓦，新增火電400萬(wàn)千瓦。在上述方案下，我們基本上可以實(shí)現(xiàn)全省的電量基本平衡，電力缺口450萬(wàn)千瓦。
針對(duì)基礎(chǔ)電量方案研究之后，我們分為送端和受端分別來(lái)研究?jī)?chǔ)能規(guī)模。結(jié)合川西的能源資源稟賦和外部條件，若規(guī)劃2030年阿壩新能源達(dá)到1050萬(wàn)千瓦、甘孜新能源達(dá)到1000萬(wàn)千瓦、攀西新能源資源達(dá)到1700萬(wàn)千瓦，在沒(méi)有考慮送端新增儲(chǔ)能，即使阿壩、甘孜阿壩特高壓交流通道加強(qiáng)，送端新能源利用率約88%-89%。此時(shí)若在這時(shí)候送端配置860萬(wàn)千瓦抽蓄，可以將上述地區(qū)新能源利用率提升至98%，這里面抽蓄在條件允許的情況下也可以用等量電化學(xué)儲(chǔ)備能夠替代。
受端負(fù)荷中心需求規(guī)模。根據(jù)受端負(fù)荷的電力缺口，2030年負(fù)荷中心的儲(chǔ)能需求450萬(wàn)千瓦，這里的450萬(wàn)千瓦同樣是可以是抽蓄也可以是電化學(xué)儲(chǔ)能。主要作用是負(fù)荷的調(diào)峰，減少日內(nèi)的凈峰谷差，提供旋轉(zhuǎn)備用，釋放常規(guī)電源的發(fā)電能力。
綜上為了支撐新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，高比重水電系統(tǒng)未來(lái)仍有較大建設(shè)儲(chǔ)能的需求。
