中國儲能網(wǎng)訊:
一、背景
隨著全球氣候變化和能源轉(zhuǎn)型的緊迫性日益凸顯,電力系統(tǒng)正經(jīng)歷著前所未有的變革。隨著風(fēng)能、太陽能等新能源的快速發(fā)展,電力系統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)也正在發(fā)生根本性變化。新能源的高比例接入要求電力系統(tǒng)具備更高的調(diào)節(jié)能力,以平衡供需關(guān)系。傳統(tǒng)的“源隨荷動”模式,即發(fā)電側(cè)根據(jù)負(fù)荷側(cè)的需求進(jìn)行調(diào)整,已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)對靈活性和可持續(xù)性的要求。因此,電力系統(tǒng)正在向“源網(wǎng)荷儲”一體化轉(zhuǎn)型,這一轉(zhuǎn)型不僅涉及技術(shù)革新,還包含了管理和運(yùn)營模式的深刻變化。
技術(shù)進(jìn)步是推動這一轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵因素。儲能技術(shù)的發(fā)展,特別是電化學(xué)儲能,為解決新能源的間歇性和波動性提供了有效的解決方案。通過儲能系統(tǒng),可以在電力需求高峰時釋放能量,或在新能源發(fā)電過剩時儲存能量,從而提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。
2021年2月25日,國家發(fā)改委能源局發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)電力源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展的指導(dǎo)意見》(發(fā)改能源規(guī)〔2021〕280號),該指導(dǎo)意見旨在實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),著力構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系,提升能源清潔利用水平和電力系統(tǒng)運(yùn)行效率。文件強(qiáng)調(diào)了源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展的重要性,提出了綠色優(yōu)先、協(xié)調(diào)互濟(jì)的基本原則,以及提升存量、優(yōu)化增量的實(shí)施路徑。同時,強(qiáng)調(diào)了市場驅(qū)動和政策支持的重要性,鼓勵通過提高存量電源調(diào)節(jié)能力、輸電通道利用水平、電力需求響應(yīng)能力來提升電力設(shè)備利用效率,并優(yōu)化增量規(guī)模和結(jié)構(gòu)布局。
《河南省農(nóng)村地區(qū)源網(wǎng)荷儲一體化項目實(shí)施細(xì)則(暫行)》(豫發(fā)改能綜〔2024〕201號):該細(xì)則旨在深入推進(jìn)農(nóng)村能源革命,加快農(nóng)村地區(qū)源網(wǎng)荷儲一體化項目建設(shè)。
《華中能源監(jiān)管局關(guān)于〈湖北源網(wǎng)荷儲電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場運(yùn)營規(guī)則〉》:規(guī)則新增獨(dú)立新型儲能和虛擬電廠作為調(diào)峰輔助服務(wù)提供新主體;增加填谷交易和削峰交易兩個調(diào)峰輔助服務(wù)新品種。
二、新型電力系統(tǒng)背景下,“源隨荷動”的局限
長期以來,電力系統(tǒng)一直遵循“源隨荷動”的運(yùn)行模式,即電源根據(jù)負(fù)荷的變化進(jìn)行調(diào)整和供應(yīng)。在“源隨荷動”模式下,負(fù)荷需求是電力系統(tǒng)運(yùn)行的主導(dǎo)因素,電源的生產(chǎn)和供應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的實(shí)時變化進(jìn)行動態(tài)調(diào)整,以保障電力的供需平衡。
然而,隨著可再生能源的大規(guī)模發(fā)展、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變革以及能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn),傳統(tǒng)的“源隨荷動”模式已難以適應(yīng)新的能源發(fā)展需求。它的局限性大致有如下幾點(diǎn):
1、靈活性不足
隨著可再生能源在電源結(jié)構(gòu)中的占比不斷提高,其出力的隨機(jī)性和波動性給電力系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定運(yùn)行帶來了巨大挑戰(zhàn)。“源隨荷動”模式下,電源的調(diào)節(jié)能力有限,難以快速響應(yīng)可再生能源的變化,導(dǎo)致電力系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性不足。
2、能源利用效率不高
傳統(tǒng)模式下,電源和負(fù)荷之間缺乏有效的互動和協(xié)同,導(dǎo)致能源在生產(chǎn)、傳輸和消費(fèi)過程中的損耗較大,能源利用效率難以提高。
3、難以支撐大規(guī)??稍偕茉聪{
可再生能源的大規(guī)模接入需要電力系統(tǒng)具備更強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力和消納能力,而“源隨荷動”模式無法充分調(diào)動源、網(wǎng)、荷、儲各環(huán)節(jié)的資源,難以有效解決可再生能源的消納問題。
三、“源網(wǎng)荷儲”的優(yōu)勢
“源網(wǎng)荷儲”代表了電力系統(tǒng)中的四個關(guān)鍵組成部分,每個部分都扮演著重要的角色,共同確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和電力供應(yīng)的可靠性。源(電源):指的是各種發(fā)電廠,如火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電廠和太陽能發(fā)電廠等。這些發(fā)電廠通過不同的能源轉(zhuǎn)換方式產(chǎn)生電能,是電力供應(yīng)的基礎(chǔ)。網(wǎng)(電網(wǎng)):指的是電力的傳輸網(wǎng)絡(luò),包括變電站、輸電線路等設(shè)備和設(shè)施。荷(負(fù)荷):指的是電力的消耗端,即電力用戶,包括工業(yè)、商業(yè)、居民等所有用電設(shè)備和用電場合。負(fù)荷的變化直接影響電力系統(tǒng)的供需平衡,電力系統(tǒng)需要根據(jù)負(fù)荷的變化來調(diào)整發(fā)電量和輸電計劃。儲(儲能):指的是電力系統(tǒng)中用于儲存電能的設(shè)備或系統(tǒng),如抽水蓄能、電池儲能、壓縮空氣儲能等。儲能系統(tǒng)可以在電力需求低時儲存多余的電能,在需求高峰時釋放電能,從而平衡電力供需,提高電力系統(tǒng)的靈活性和可靠性。在新型電力系統(tǒng)背景下,它所具備的優(yōu)勢:
1、提升電力系統(tǒng)靈活性
通過源、網(wǎng)、荷、儲各環(huán)節(jié)的協(xié)同互動,充分發(fā)揮各類電源的調(diào)節(jié)能力、電網(wǎng)的輸電能力、負(fù)荷的需求響應(yīng)能力和儲能的靈活調(diào)節(jié)能力,實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的靈活運(yùn)行,有效應(yīng)對可再生能源的波動性和不確定性。
2、提高能源利用效率
促進(jìn)源、網(wǎng)、荷、儲各環(huán)節(jié)的資源優(yōu)化配置和高效利用,實(shí)現(xiàn)能源在生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)和存儲過程中的協(xié)同優(yōu)化,降低能源損耗,提高能源利用效率
3、促進(jìn)可再生能源消納
充分調(diào)動源、網(wǎng)、荷、儲各環(huán)節(jié)的資源,為可再生能源的大規(guī)模接入和消納提供支撐,推動可再生能源的快速發(fā)展。
四、案例與啟發(fā)
以下是一些“源隨荷動”向“源網(wǎng)荷儲”轉(zhuǎn)型的實(shí)際案例:
1、甘肅玉門源網(wǎng)荷儲一體化項目
由陜煤集團(tuán)、甘肅投資有限公司申報的“玉門新能源可降解材料碳中和產(chǎn)業(yè)園源網(wǎng)荷儲一體化項目”獲批并正式實(shí)施。
該項目充分利用玉門市豐富的風(fēng)電、光伏資源,進(jìn)行綜合能源整合規(guī)劃,通過虛擬電廠等一體化聚合模式參與電網(wǎng)運(yùn)行及市場交易,最大化調(diào)動負(fù)荷側(cè)調(diào)節(jié)響應(yīng)能力,加強(qiáng)源網(wǎng)荷儲多向互動,實(shí)現(xiàn)多種能源互補(bǔ)互濟(jì)和多系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化。
項目總投資263億元,其中60萬噸/年可降解材料項目投資161億元,1.56GW新能源項目投資102億元。整體建成后,年均利稅總額為45億元,可提供就業(yè)崗位約1400個。
2、諾德股份源網(wǎng)荷儲一體化項目
2024年5月,諾德股份簽約“翁牛特旗百萬噸鐵合金源網(wǎng)荷儲一體化項目”一期,負(fù)責(zé)項目的新能源配儲部分。
該一期項目分為“鐵合金項目”和“新能源項目”兩個子項目,其中“鐵合金項目”年產(chǎn)高碳鉻鐵合金110.4萬噸,“新能源項目”年供應(yīng)綠電約25億度。諾德股份全資子公司此前還投資成立了相關(guān)產(chǎn)業(yè)控股公司,在新能源配儲業(yè)務(wù)方面取得了不錯的開局成績。
3、內(nèi)蒙古烏蘭察布源網(wǎng)荷儲一體化示范項目
中國三峽新能源集團(tuán)在內(nèi)蒙古烏蘭察布建成了全球最大、國內(nèi)首個源網(wǎng)荷儲一體化示范項目,該項目儲能配置規(guī)模達(dá)到1000MWh。此項目重視局部資源的優(yōu)化整合,采用一體化模式,致力于體制機(jī)制創(chuàng)新并以需求為導(dǎo)向,其聚合協(xié)同控制平臺與技術(shù)打破了源網(wǎng)荷儲數(shù)據(jù)壁壘,實(shí)現(xiàn)了各種能源的統(tǒng)一調(diào)配和要素的友好協(xié)同互動。
五、源網(wǎng)荷儲的前景
近年來,國家層面不斷加大政策扶持力度,出臺了一系列重要政策文件,為源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展指明了方向,提供了有力保障。
2024年3月,國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)峰儲能和智能化調(diào)度能力建設(shè)的指導(dǎo)意見》,提出要探索多能源品種和源網(wǎng)荷儲協(xié)同調(diào)度機(jī)制,推動相關(guān)電源的一體化協(xié)同調(diào)度,以提升大型可再生能源基地的整體調(diào)節(jié)性能。
該模式將能源源頭、電網(wǎng)、用電負(fù)荷和儲能系統(tǒng)有機(jī)整合,能夠?qū)崿F(xiàn)能源的高效利用,優(yōu)化能源供應(yīng)和需求的平衡。有助于解決因新能源發(fā)電出力占比逐步提高而導(dǎo)致的系統(tǒng)頻率和電壓波動問題,提高消納新能源發(fā)電的能力,推動可再生能源的發(fā)展。
與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,新型電力系統(tǒng)的電網(wǎng)發(fā)展將形成大電網(wǎng)主導(dǎo)、多種電網(wǎng)形態(tài)相融并存的格局。源網(wǎng)荷儲一體化模式有利于形成多層級微電網(wǎng),解決規(guī)?;履茉磁c新型負(fù)荷大量接入、即插即用的問題。隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展,對電力的需求持續(xù)增長,源網(wǎng)荷儲一體化項目有望滿足不斷增長的用電需求。
源網(wǎng)荷儲一體化項目的發(fā)展也面臨一些挑戰(zhàn),如先進(jìn)技術(shù)的持續(xù)突破、儲能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善、項目建設(shè)和運(yùn)營成本的控制等。但總體而言,在政策支持和市場需求的推動下,未來必然有廣闊發(fā)展前景。