中國儲能網(wǎng)訊：我國電力系統(tǒng)是迄今為止世界最復(fù)雜的人工系統(tǒng)之一，一座電廠、一個電站在該復(fù)雜系統(tǒng)中僅僅算得上是一個小小的元器件。全國聯(lián)網(wǎng)的電力系統(tǒng)可以在不同電壓等級、不同區(qū)域、不同時空尺度上實現(xiàn)電力電量的實時平衡，離不開堅強電網(wǎng)和充裕容量。在不確定性的大規(guī)模新能源和大量電動汽車、算力負荷接入電力系統(tǒng)的情景下，因需要耦合不同時空尺度的各類電力的生產(chǎn)與消費，使其達到實時平衡，電力系統(tǒng)面臨日益嚴峻的挑戰(zhàn)。
近十年，我國新能源裝機規(guī)模增長很快，據(jù)國家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)，截至2023年底，風(fēng)電與光伏發(fā)電裝機容量10.5億千瓦，合計較10年前增長了10倍。多數(shù)省網(wǎng)進入高比例新能源與高比例電力電子滲透率門檻，跨區(qū)調(diào)度控制面臨諸如午間消納、峰荷保供、季節(jié)性平衡，應(yīng)對極端天氣和隨機擾動等全新難題，解決電力系統(tǒng)規(guī)模儲能和靈活調(diào)節(jié)資源不足的問題已經(jīng)迫在眉睫。
新能源具有不確定性、間歇性、波動性，保證出力低、抗擾動力差，大規(guī)模接入電網(wǎng)對電力系統(tǒng)運行安全構(gòu)成威脅?！靶履茉?儲能”是解決新能源持續(xù)開發(fā)與有效消納的主要措施。在新能源規(guī)?；_發(fā)和高比例消納的要求下，電力系統(tǒng)亟需開發(fā)利用規(guī)?；瘍δ芎挽`活調(diào)節(jié)資源。除新型儲能外，最安全可靠、經(jīng)濟合理、環(huán)境友好的電力系統(tǒng)儲能設(shè)施是抽水蓄能，比抽水蓄能更加經(jīng)濟高效、更具規(guī)模的儲能和靈活調(diào)節(jié)資源是流域梯級水電。
新能源規(guī)模化與基地化
到2060年，預(yù)計全國發(fā)電量將超過20萬億千瓦時。新能源成為電量主體，占比50%，發(fā)電量將超10萬億千瓦時。水電、風(fēng)電和光伏發(fā)電將是可再生能源電力開發(fā)的重點，而生物質(zhì)發(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電、海洋能發(fā)電等其他可再生能源均暫可忽略不計。
按照相應(yīng)發(fā)電量測算，新能源裝機規(guī)模將超60億千瓦。從開發(fā)方式上而言，仍以基地規(guī)模化集中開發(fā)為主?；鼗茉促Y源主要分布在沙戈荒新能源基地、西南水電基地（水風(fēng)光基地）以及海上（近海和深遠海）新能源基地?；亻_發(fā)的特點是資源豐富、開發(fā)條件好、可以規(guī)模持續(xù)開發(fā)，只是當(dāng)?shù)叵{困難，需要遠距離輸送到負荷中心。我國特高壓（交流、直流和柔直）技術(shù)為基地開發(fā)和遠距離外送提供了堅強保障，輸電距離達1000～3000千米，可以滿足從西到東、從北到南的輸電要求。
新能源基地開發(fā)，首先要建成構(gòu)網(wǎng)型電源，滿足用電需求，電源側(cè)總成本凈現(xiàn)值最小；其次要同步建設(shè)輸電線路，支撐新能源并網(wǎng)消納和電網(wǎng)運行穩(wěn)定，力求輸電網(wǎng)效益最大化；最后，要保障并網(wǎng)連接點電力送出平穩(wěn)，符合預(yù)期電力電量，出力波動小、電壓頻率偏差小。
在當(dāng)前我國電力充裕度不足、輸電網(wǎng)絡(luò)不夠健全、智能電網(wǎng)建設(shè)尚不完備的情況下，水風(fēng)光儲一體化開發(fā)與調(diào)度運行符合市場化改革方向，有助于建立新型源網(wǎng)關(guān)系，推動電力價格機制的優(yōu)化，促進電力資源的優(yōu)化配置和高效利用。
流域梯級水電及其儲能
抽水蓄能是當(dāng)前技術(shù)最成熟、適合規(guī)?；l(fā)展、經(jīng)濟合理、安全高效的儲能方式，正在全國范圍內(nèi)加速落地。新型儲能現(xiàn)有規(guī)模已經(jīng)超過4000萬千瓦，增長速度快，但利用率低、安全問題較突出，規(guī)模化較困難。“新能源+儲能”的構(gòu)網(wǎng)型電源選取“新能源+流域水電”“新能源+抽水蓄能”，是現(xiàn)階段加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和促進新能源大規(guī)模開發(fā)利用最現(xiàn)實、最可靠的選擇。
與抽水蓄能相比，流域梯級水電在裝機容量、規(guī)模儲能和靈活調(diào)節(jié)方面均具優(yōu)勢，特別是具有年調(diào)節(jié)或多年調(diào)節(jié)性能的控制性水庫電站具有超大規(guī)模的儲能容量。例如，金沙江龍盤水電站正常蓄水位2010米，調(diào)蓄庫容221億立方米，具有多年調(diào)節(jié)性能，龍盤以下至葛洲壩，利用水頭1800米，水庫蓄能量約1000億千瓦時；黃河龍羊峽水電站正常蓄水位2600米，總庫容247億立方米，調(diào)蓄庫容193.5億立方米，庫容系數(shù)大于1.0，具有多年調(diào)節(jié)性能，龍羊峽以下至小浪底，利用水頭1100米，水庫蓄能量約500億千瓦時。據(jù)統(tǒng)計，我國已規(guī)劃待開發(fā)的龍頭水庫或控制水庫，總庫容超1000億立方米、裝機容量3100萬千瓦，具有長時儲能和靈活調(diào)節(jié)的巨大潛力。2030年前，水電站增容擴機、開發(fā)儲能工廠，預(yù)計還可增加水電裝機容量5000萬千瓦。
因此，“流域水電+抽水蓄能”的“水儲能”模式能帶來超10億千瓦級的調(diào)節(jié)能力和長時儲能容量，能夠破解電網(wǎng)高比例新能源并網(wǎng)消納、長時儲能及靈活調(diào)節(jié)難題。加快戰(zhàn)略性水電基地建設(shè)、加快龍頭水庫建設(shè)、推動水電增容擴機、促進抽水蓄能發(fā)展，將為加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、促進新能源規(guī)?；_發(fā)消納創(chuàng)造良好條件。
流域水風(fēng)光儲一體化
水風(fēng)光儲一體化就是將風(fēng)電與光伏發(fā)電串聯(lián)到水電站，經(jīng)水庫儲能和水電調(diào)節(jié)后實行平滑輸出和有效調(diào)控。研究表明，水風(fēng)光儲一體化綜合開發(fā)和聯(lián)合調(diào)度運行具備技術(shù)可行性和經(jīng)濟合理性。在水風(fēng)光儲構(gòu)網(wǎng)電源系統(tǒng)中，水電的功能將被重新定義，從以電量供應(yīng)為主、兼顧調(diào)峰，轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛳到y(tǒng)提供容量和電量、重點滿足電力系統(tǒng)調(diào)峰填谷、儲能和穩(wěn)定支撐等需求。因此，流域水風(fēng)光儲一體化就是釋放流域水電長時儲能潛力，促進新能源規(guī)?；_發(fā)，確保源網(wǎng)協(xié)調(diào)和電力安全保供，推動新型電力系統(tǒng)加快構(gòu)建。
2022年3月2日，國家能源局印發(fā)《關(guān)于開展全國主要流域可再生能源一體化規(guī)劃研究工作有關(guān)事項的通知》，依托主要流域水電梯級，充分利用水庫儲能和機組靈活調(diào)節(jié)能力，兼顧具有調(diào)節(jié)能力的火電，在合理范圍內(nèi)配套建設(shè)一定規(guī)模的以風(fēng)電和光伏為主的新能源發(fā)電項目，建設(shè)可再生能源一體化綜合開發(fā)基地，實現(xiàn)一體化資源配置、一體化規(guī)劃建設(shè)、一體化調(diào)度運行和一體化參與電力市場競爭。
初步研究表明，到2035年，以西南、西北水電基地為基礎(chǔ)，開發(fā)利用其周邊新能源資源，可發(fā)展為10億千瓦級的清潔能源基地，新增裝機容量 8.5億千瓦，新能源規(guī)模超 6億千瓦，新增發(fā)電量1.5萬億千瓦時。
目前，瀾滄江云南段水電項目已基本開發(fā)完畢，共投產(chǎn)11座電站，總裝機容量2135萬千瓦，已建成3條±800千伏特高壓直流通道，7條500千伏交流送電斷面，送電容量超過3100萬千瓦，通道利用率約50%。目前，瀾滄江西藏段正按照古學(xué)、班達2030年投產(chǎn)，如美、古水2032年投產(chǎn)目標，加快開發(fā)建設(shè)。計劃采用±800千伏特高壓直流，以點對網(wǎng)的送電方式直送粵港澳大灣區(qū)，輸電線路長2200千米，送電容量1000萬千瓦。雅礱江是我國第三大水電基地，干流規(guī)劃22級水電站，裝機容量2890萬千瓦，總庫容243億立米，水電裝機容量2254萬千瓦，年發(fā)電量804億千瓦時；水風(fēng)光儲互補開發(fā)裝機6660萬千瓦，年均發(fā)電量1600億千瓦時，送出容量2254萬千瓦，基地規(guī)劃水風(fēng)光儲總規(guī)模1.35億千瓦，年發(fā)電量超3200億千瓦時，新增發(fā)電量相當(dāng)于再造一條雅礱江。
如此巨大的潛力，需要科學(xué)論證。一體化開發(fā)的規(guī)劃目標是促進新能源開發(fā)消納；最大限度減少棄電，提升基地綜合發(fā)電效益；水風(fēng)光儲聯(lián)合出力過程符合并網(wǎng)條件，支撐輸電系統(tǒng)運行穩(wěn)定。一體化開發(fā)論證涉及開發(fā)布局、資源配置、源網(wǎng)協(xié)調(diào)、開發(fā)時序、經(jīng)濟評價、建設(shè)模式、監(jiān)管體制、電量消納與電價機制等諸多問題。落實國家能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略、推動流域水風(fēng)光儲一體化規(guī)劃研究和實施，要充分認識當(dāng)前需求和開發(fā)建設(shè)條件，準確把握和充分論證基地開發(fā)目標和各類制約因素，加強市場化改革政策研究，正確引導(dǎo)推動一體化規(guī)劃實施落地見效。
如何釋放流域水電潛能
為推動流域水風(fēng)光儲一體化技術(shù)進步和爭取相關(guān)政策支持，釋放流域水電潛力，建議做好以下四方面工作：
一是加強基礎(chǔ)研究，突破水、風(fēng)、光資源精準評估及水、風(fēng)、光、儲時空互補特性分析技術(shù)，一體化基地聯(lián)合出力過程和電力電量優(yōu)化調(diào)度技術(shù)等核心技術(shù)難題；二是加快技術(shù)創(chuàng)新，推廣數(shù)字化、智能化技術(shù)應(yīng)用，構(gòu)建“高比例新能源+高比例電力電子系統(tǒng)”模型，增強系統(tǒng)模擬仿真與推演能力，建立與新型電源關(guān)系、源網(wǎng)關(guān)系相適應(yīng)的調(diào)度控制技術(shù)體系；三是健全標準體系，完善水風(fēng)光儲一體化基地規(guī)劃技術(shù)標準，水風(fēng)光儲一體化運行調(diào)度技術(shù)標準、源網(wǎng)協(xié)調(diào)運行調(diào)度技術(shù)標準、安全管理及風(fēng)險防范技術(shù)標準；四是加強政策研究，系統(tǒng)推進基地一體化相關(guān)政策的研究，包括水電容量電價政策，市場化電價政策，價格、稅收和補償利益共享機制、源網(wǎng)荷儲協(xié)同政策等，建立產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型與行業(yè)協(xié)同發(fā)展政策、保障、考核、激勵及有效的監(jiān)管機制。
流域水電建設(shè)和水風(fēng)光儲一體化開發(fā)是加快我國能源低碳轉(zhuǎn)型和新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的重要措施，而政策支持、科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級及數(shù)字經(jīng)濟融合必將成為釋放流域水電更多潛能的新的驅(qū)動力。
