中國儲能網訊：4月24日，第七屆中國國際儲能大會"新能源發(fā)電并網專場"在蘇州舉行。專場論壇由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會、中國可再生能源學會并網專業(yè)委員會聯(lián)合主辦，共有10余位行業(yè)專家與企業(yè)代表發(fā)表了精彩的主題演講。
專場演講內容如下：
主持人：甘肅省電力公司風電技術中心主任 汪寧勃
主持人：大家都知道與歐美國家發(fā)展模式不同，我國風、光電為代表的新能源采取了大規(guī)模集中開發(fā)，遠距離送出這種發(fā)展模式，加之以風光電為代表的這種新能源近年來以年均增長超常規(guī)的這種發(fā)展速度增長，在局部地區(qū)新能源的裝機已超過當?shù)匮b機容量的三分之一以上，所以帶來了一系列的問題，包括送出、消納、調頻調峰、系統(tǒng)穩(wěn)定、運行控制等一系列的問題。今天我們有幸請來了各位專家跟大家共同探討針對新能源存在的這些問題，分別從規(guī)劃、運行、調度、控制等各個方面，同時也從儲能的角度跟大家共同探討解決新能源發(fā)展的路徑和途徑。
首先有請我們國網能源研究院王耀華總。
王耀華：尊敬的各位來賓大家下午好，歡迎大家來參加我們這個分會。我今天跟大家交流的題目是我國可再生能源消納的措施和建議。
應該說經過這么多年的發(fā)展，我國的新能源已經走在了世界的前列，但是同時新能源消納也出現(xiàn)了一些問題，引起了社會各界的關注。李克強總理在今年的政府工作報告中也提到要抓緊解決機制和技術問題，有效緩解三棄的狀況，也相當于點出來解決三棄問題要重點在機制和技術上下工夫。
第一是我國新能源發(fā)展的現(xiàn)狀。截至到2016年底我國風電裝機已經達到了5億千瓦，占總裝機的9%。太陽能裝機達到7742千瓦，占總裝機的4.7%。新能源在16個省區(qū)已經成為第二大電力。2016年風電的發(fā)電量已經達到241億千瓦，占全部發(fā)電量的4%，太陽能也占到了全部發(fā)電量的1%。從去年的情況來看，全國的棄風、棄光問題主要集中在西北和東北地區(qū)。棄光主要是發(fā)生在西北地區(qū)，總體來看21個省區(qū)基本上是不棄風的，27省區(qū)是不棄光的。目前對新能源消納存在的問題，我們總結有這么幾點。一個是用電需求放緩，消納市場不足。特別是十二五以來我國經濟進入了新常態(tài)，用電需求放緩，但是包括新能源在內的各類電源的增長還是非常迅速。特別是像新能源比較集中的東北、西北地區(qū)的供大于求的矛盾更加突出，像東北地區(qū)、甘肅、新疆裝機的規(guī)模都是最高負荷的好幾倍了。第二個是電源結構性矛盾突出，系統(tǒng)調峰能力嚴重不足。一個是我們火電的調節(jié)能力比較差，第二個也是靈活調整電源的理論比較低。而且局部地區(qū)自備電廠的規(guī)模不大，這些電廠都不參與系統(tǒng)調峰。第三個是跨省跨區(qū)輸電通道能力不足，難以在更大范圍消納新能源。一是新能源富集地區(qū)跨省跨區(qū)通道規(guī)劃建設滯后。第二是項目的核準滯后于新能源項目，有的是滯后好幾年。現(xiàn)有的新能源外送通道能力不能充分發(fā)揮，特別是在特高壓網架處于發(fā)展階段的時候，這個初期交直流運行自關系，一部分通道的輸電能力不能充分發(fā)揮。而且風電機組的耐壓水平也制約了直流的送電功率。四是市場化機制確實制約了新能源的消納，這里面有四點；一是火電發(fā)電計劃剛性執(zhí)行，擠占了新能源優(yōu)先發(fā)電的空間。第二是火電調峰能力得不到充分發(fā)揮，第三是新能源跨區(qū)消納有較大的壁壘，特別是部分省區(qū)要求企業(yè)在本省的發(fā)電機組沒有達到一定的小時數(shù)之前不得購買外來電，這個也是制約了新能源的快速消納。第四個是需求側新能源的應用程度還是比較低的。
第二部分介紹一下新能源消納的一些措施，因為電力系統(tǒng)的運行是發(fā)輸配用多個環(huán)節(jié)聯(lián)合完成的。新能源的消納問題也涉及到多個環(huán)節(jié)。我們總結了一下新能源的消納可以歸結為“3+1”的影響因素，“3”是指原網和三方，決定了市場消納的潛力?！?”是指政策和市場機制，決定了新能源消納潛力發(fā)揮的程度。要實現(xiàn)新能源高效消納，需要多措并舉綜合施策。
我們可以看一下國外的一些經驗，從電源側來看就是要提高靈活調節(jié)電源的比重。對新能源消納情況比較好的國家來說，無論是美國、葡萄牙、西班牙還是德國，總體來看他們靈活調節(jié)電源的比重都是比較高的，遠遠超越我們國家。另外從電網側來講要依托強大的互聯(lián)電網，形成更大范圍的資源優(yōu)化配置平臺，擴大可再生能源的消納。特別是葡萄牙、西班牙、德國、丹麥他們這些國家的新能源消納情況都比較好，你看這些國家的電網和相鄰國家的電網聯(lián)系都是非常緊密的。
在政策機制方面主要是要發(fā)揮市場機制的引導與促進作用，引導新能源合理布局，還有在日前市場中發(fā)揮新能源價低的優(yōu)勢，增加消納能力。從我們國家的具體舉措來看，也是從這三個方面，從電源側來看就是優(yōu)化電源的發(fā)展布局。為了促進風電的有序發(fā)展，2016年國家能源局建立了風電投資監(jiān)測的預警機制，分為三個等級。十三五期間需要嚴格按照國家的這種規(guī)劃安排進行新能源的建設，對嚴重棄風棄光的省份不再安排建設新能源，同時要落實煤電去產能的要求，為新能源的發(fā)展騰出空間。
還有就是加強調控能力的建設，一個是火電的靈活性改造，三北地區(qū)要完成2.15億千瓦的煤電改造，從電網側來看就要加快電網的互聯(lián)互通，這主要是要高標準、高質量的建設跨省跨區(qū)間的輸電通道，發(fā)展智能配電網，適應分布式新能源，加強區(qū)域間的電網互聯(lián)，提升各區(qū)域間的交換能力，實現(xiàn)資源戶部，促進新能源的消納?？傮w來看西北地區(qū)通過與水電的這種戶部運行，可以消納新能源同比增長了38%。加快虛擬同步機、指揮能源等關鍵技術的攻關，包括微電網、出能、互聯(lián)網等技術，增強了新能源接入電網的適應能力。從負荷側來說，一定要實施需求側響應，第二就是加快推進電能替代。十三五期間全國要完成電能替代的規(guī)模要達到5千億千瓦時。關于市場機制方面要建立這種全國的統(tǒng)一電力市場，近期的機制就是要對于加強發(fā)電權交易，省間新能源外送的交易還有這種靈活調節(jié)新能源外送的電量，這就是靈活調整交易以及可再生能源的增量交易。中遠期的市場機制來看就是可再生能源要直接參與跨省區(qū)的現(xiàn)貨交易。
最后提幾點建議，首先就是加強新能源、常規(guī)電源、電網三者之間的規(guī)劃及運行的協(xié)調性。像靈活電源的建設，十三五期間要把火電的靈活性改造分解到逐年、逐省，確保改造規(guī)模落到實處。輸電通道的建設要跟新能源的基地統(tǒng)籌規(guī)劃，再有就是落實多少的電源調控政策，優(yōu)化新能源的開發(fā)布局。特別是在棄光、棄風嚴重的地區(qū)要暫緩新能源的建設。還有就是完善新能源建設和并網標準，建立健全新能源電力交易機制，推動電力輔助服務的市場建設，這個上午有專家也都談到過這些問題。還有就是創(chuàng)新價值及補貼機制，一個是要加快出臺支持抽水蓄能電站跨區(qū)調用的價格政策，再有就是完善電能替代的財政補貼稅收的優(yōu)惠政策。我今天就跟大家交流這么多，謝謝大家。
主持人：感謝王總從消納角度跟大家分享了最新的研究成果，下面我們有請上海交大程浩忠教授與大家交流。
程浩忠：大家好，下面我向大家匯報一下我們在國家自然科學基金的重點項目當中做的關于大規(guī)模風電產權接入的輸電系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃的方法。這個項目是在2014年到2018年，現(xiàn)在還在進行當中，因為自然科學基金主要是國家的基礎理論的研究，所以我在這里只是涉及到方法和理論，并沒有涉及到具體的數(shù)值和數(shù)據(jù)。
大家實際上都知道我們國家目前已經規(guī)劃和建設的有9到10個千萬千瓦級的風電基地，裝機量都有1千萬到2千萬的規(guī)模，風電的間歇性、隨機性、波動性會引起整個風電出力的不確定性，這樣大規(guī)模風電群接入之后就給我們電網的安全帶來的很大的挑戰(zhàn)。我們從風電本身的控制措施來著手，通過一些技術手段怎么樣盡可能降低這個風電的波動性，這是一個途徑，也是我們目前更多的采取的途徑。第二個方面是要從電網規(guī)劃和建設的角度，通過電網的規(guī)劃、建設和改造來調整機組的運行方式，合理的更加靈活的來適應風電帶來的這個不確定性。當然這方面可能對電網公司的投資有更高的要求，對我們電網的規(guī)劃有更高的要求。我們現(xiàn)在可能有很多棄風等等問題是由于這個引起的。在這個地方我們說從四個方面來考慮，第一個是風電功率調節(jié)方式協(xié)調方面，第二個是風電群接入的輸電系統(tǒng)自愈規(guī)劃，這個需要有兩個制成，一個是網價的制成，還有就是需要有出能的之車，我們要從電源出發(fā)，結合我們風電的特性和電網的特性，共同研究。第三個是輸電系統(tǒng)的風險規(guī)劃，這里面面臨著很多風險，包括怎么樣在可行性和最優(yōu)性方面進行選擇，我們存在技術風險也存在有經濟的風險，這個投資的問題怎么匯報，這些都屬于不確定性規(guī)劃的范疇。所以我們想結合多場景的技術和不確定性信息的數(shù)學描述方法來建立電網的規(guī)劃模型。第四塊就是用全壽命周期成本的輸電系統(tǒng)價值規(guī)劃，從全壽命周期的角度來完善我們電網規(guī)劃的思路。所以在這方面我們想從價值規(guī)劃的角度來提出有關于未來智能電網發(fā)展。我們的研究內容主要是分為這四方面，第一個是網源協(xié)調規(guī)劃研究，考慮我們各種功率調節(jié)方式下跟電網和電源的耦合來研究網源協(xié)調規(guī)劃的模型。然后再用成本效益的評估模型以及得出它的價值指標和建立多目標的價值規(guī)劃模型。這個的研究思路就從網源協(xié)調、風險規(guī)劃、自愈規(guī)劃到價值規(guī)劃，這個技術方案上面我們從性能上有自愈的規(guī)劃，從風險控制上有風險的規(guī)劃，在經濟性層面上有一個價值的規(guī)劃，在協(xié)調運行層面上有網源的協(xié)調規(guī)劃，從規(guī)劃的四個層面來考慮我們的技術路線。
通過電網當中網絡的加強，區(qū)域間的能力來實現(xiàn)不同區(qū)域間的功率交換，提高調峰和調頻的能力。比如說我們的模型當中有這個機組運行的成本，包括它的運行費用，包括它的起動費用，有線路投資的成本。在自愈的規(guī)劃上面，我們從元件層和系統(tǒng)層建立，電網自愈的技術配制從儲能的要求、自愈的策略，然后我們建立這樣一個多目標的規(guī)劃模型，進行求解，通過處理得出網架的規(guī)劃和儲能的設置。在這個儲能的充放電模型，我們把這些都挪進去建立這樣一個目標函數(shù)，建立這么一個自愈規(guī)劃模型。
第三塊就是風險規(guī)劃的研究上面，涉及到了不確定性因素的數(shù)學的建模，這里面我們把大規(guī)模風電產權的出力、線路鼓掌和檢修、電源裝機容量、負荷增長。這方面就涉及到這樣的一些風險指標，包括概率的可用傳輸能力，且符合費用的悲觀值，以及線路過窄的概率等等?？傮w這些我們建立這一個最小切負荷悲觀值概率可用值的傳輸能力。總體就是說我們建立有投資成本最小、有風險評估指標這些最好的以及相應的約束條件，約束條件也是一個概率的約束，這樣的一個風險規(guī)劃的模型。第四塊是價值規(guī)劃的研究，價值規(guī)劃當中我們是基于全壽命周期的考慮大規(guī)模風電產權介入的輸電系統(tǒng)的成本，這個成本當中有設備級的、系統(tǒng)級的，比如說涉及到投資、運行、鼓掌、維護乃至廢氣的成本，還有環(huán)境的成本，我們建立成本效率的模型，得出它的價值指標最優(yōu)，用不確定性規(guī)劃理論和價值規(guī)劃理論來建立這樣一個價值規(guī)劃的模型。這個模型當中我們涉及到了全命周期成本、費用、結構分解以及研究參數(shù)的選擇，最后我們怎么樣目標是怎么全面正確的測算我們的電網成本，包括這是我們所做的典型的全生命周期成本的模型，從系統(tǒng)級、設備級進行了描述。比如說我們一塊是用經濟的凈現(xiàn)值，一塊是用內部的收益率，來構建我們這樣的一個目標函數(shù)。這里面主要涉及到科學問題有四個，由于時間關系我再簡要描述一下。一個是實現(xiàn)輸電系統(tǒng)和風電產權的協(xié)調規(guī)劃，這個從考慮運行和規(guī)劃的兩個層面。這里面的主要問題是一個機組組合的優(yōu)化模型和網源協(xié)調的優(yōu)化模型。第二個是我們要用穩(wěn)定性理論和自愈理論相結合的來考慮輸電網網架結構和輸電性能的結構。第三個是我們的風險指標和不確定性因素的分析，然后來建立這個多目標的風險規(guī)劃模型，提高輸電系統(tǒng)的抗風險、抗不確定性的能力。第四個就是我們用價值指標和綜合效益來建立全生命周期的模型，來更好的提高輸電系統(tǒng)的經濟性。以上是我的簡要匯報，謝謝大家。
主持人：感謝程浩忠教授在規(guī)劃方面的分享，下面由我跟大家共同討論一下儲能提高風電場并網性能這樣一個研究。 我這里跟大家分享的主要是從這五個方面，首先就是我們國家風電發(fā)展的逆向分布的特點，包括風電和光伏都是主要集中在三北地區(qū)，81%的風電集中在三北地區(qū)，61%的光伏集中在西部地區(qū)。形成了目前全世界集中并網規(guī)模最大的、送出距離最遠、接入電壓最高等。
汪寧勃：在這樣的一個輸電通道，從酒泉西部的瓜州到蘭州，隨著風電的大幅度波動，導致這個輸電線路的輸電有功功率甚至無功功率都隨著變化，這樣的變化是的系統(tǒng)運行控制也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。正在建設的酒泉到湖南株洲的輸電線路在今年5月份投產，現(xiàn)在已經在分體調試，這個又是的我們新能源的輸電距離從1千公里到2500公里的量級變化，是的我們將面臨更多的問題，盡管其他地方也有特高壓輸電線路投運，但是由于我們酒泉到湖南這個通道的點上目前沒有火電機組作為制成，這是國內外唯一的幾乎是在源端純粹靠新能源來制成的，這將帶來更多的問題。
我們的總容量，就甘肅目前的風電可以排在世界第七，光伏也是可以排在世界第七、第八的位置，也就是說中國在這塊的發(fā)展已經遠遠的走在了世界的前端。這個地區(qū)的土地資源的豐富是的它適合大規(guī)模開發(fā)，沒有足夠的土地資源是沒有辦法開發(fā)風電和光伏的。同時它交通又比較方便，地質結構比較好，又在輸電通道的下段，所以是的這個地方發(fā)展的比較快，也是問題比較多。在目前情況下，實際上盡管大家都在說棄光棄風等等一系列問題，但是它的裝機容量已經占全省總裝機容量的40%多。同時一個就是超常規(guī)快速發(fā)展，近10年甘肅風電增長了239倍，這些數(shù)據(jù)都遠遠高于國外的水平。距離遠的這樣一個特點也是跟別的地方不太一樣的。這是我們早期統(tǒng)計的當時只有540萬裝機的出力特性，大家看一下按照這樣一個風電的運行的特性，實際上是一個面臨巨大的挑戰(zhàn)的，也就是說它隨時都在變化。這是某一天的一個出力特性，實際上在一天的時間里面大家可以看到反調峰特性非常明顯，就是白天用電的時候不怎么發(fā)電，到晚上猛發(fā)電。大家可以看單個風電場的出用力的變化非?？?，實際上風電在整體有自我平抑波動的這樣一個能力，但是它仍然是一個隨機波動性的能源。就拿底下這張圖來說，如果裝一千萬的風電，大概95%的概率它的發(fā)電能力只能發(fā)到500萬左右，大出力的時間非常短。
下面就儲能這塊做一個簡單介紹，這實際上是我們承擔的一個國家863的項目，其中在這個項目的研究過程中通過儲能既加裝了超級電容也加裝了鋰電池儲能。在這個儲能的里面首先研究儲能配制的方法以及對儲能的需求，同時和風電場的特性相結合，包括穩(wěn)態(tài)的和展態(tài)的兩種狀態(tài)下去探索儲能提高風電場并網特性的一個思路。這是在八臺機組的一個點上，另外選擇了3臺機組分別加裝了300千瓦的超級電能的儲能。這個是裝鋰電池儲能的，就是在戶外把儲能接到這個35千伏母線上。這個是在儲能系統(tǒng)里面1兆瓦時的儲能系統(tǒng)里面的內部接線。整個這塊是最后放在一個集裝箱系統(tǒng)里面。它的儲能工作的原理主要是除了展臺制成以外就是這種平抑快速的波動，是的風電出力相對比較平穩(wěn)。超級電容主要是提供對直流母線的電壓作為控制源，作為一個緊急狀態(tài)下的控制和異常波動的控制。這個也是在超級電容充放電過程中展示的曲線，這個是儲能在整個過程中的一個仿真的曲線和波動變化的平邑吸收毛刺的變化過程。實際上由于我們這個容量選擇的比較小，所以它只能平抑一下波動的毛刺。
這個是暫態(tài)頻率支撐的響應，這個是超級電容控制的框圖，這個超級電容隨著電壓的變化會有快速的支撐或者是響應。在這個里面我們在常規(guī)狀態(tài)下只是講風電機組的低電壓穿越能力，但是正常情況下電網對機組不僅有所謂的穿越，甚至需要要求在特殊情況下繼續(xù)輸出有功和無功。這比我們現(xiàn)在的國標要求已經高了。這是在這個過程中充電和放電的頻率響應的概率密度圖，這是整個過程中電壓的變化和積累的功率密度的圖。前面那些過程主要是偏理論和仿真過程，實際上我們在這個系統(tǒng)當中儲能和超級電容，在儲能重點提高風電的可調性能，在超級電容重要是解決提高風電機組的暫態(tài)支撐能力的特點上面。這個是整個控制系統(tǒng)，這個是在風電機組的機艙里面加裝的超級電容的界面以及整個柜子展示的圖。我們在現(xiàn)場本來是準備驗證70%，后來可能調的不太準，在電壓跌落到72.32的時候持續(xù)了5秒鐘，并且在5秒鐘故障解除以后依然可以支撐。在我們整個測試的過程中，連續(xù)的輸出有功和無功，并且實現(xiàn)了不僅有低電壓穿越功能，而且有低電壓耐受能力，并且提供了很好的暫態(tài)支撐能力。
這個是儲能裝置的圖，因為這套裝置實際上在投用以后僅僅是平抑一下毛刺的波動，所以我們對這塊沒有特別的關注，但是在超級電容那塊的觀察，它的作用更加顯著。在這樣一兆瓦一兆瓦的儲能裝置占的比例太小了，所以它在里面所起的作用非常有限。我們想通過這個研究干什么呢？就是什么時候我們風電機組能夠像長足機組一樣達到實現(xiàn)這樣的常規(guī)機組的功能，按照這樣一個目標去努力，這個是我們做的其中的探索之一。謝謝大家。
主持人：下面我們有請深圳古瑞瓦特新能源股份有限公司研發(fā)總監(jiān)潘文武先生給大家分享智能微電網的應用。
潘文武：各位嘉賓大家好，我這邊講的主要是微電網方面的一些應用，包括我們在微電網方面應用的一些經驗。首先我們介紹一下什么是微電網，微電網的核心就是儲能，在這個環(huán)節(jié)里面起到一個調節(jié)作用，這是最關鍵的一個環(huán)節(jié)。什么樣的微電網才能稱作一個智能微電網呢？首先從微電網的應用角度來說，它需要保證一個負荷的可靠穩(wěn)定和優(yōu)異的供電質量，這是根本。可靠性就是保證用戶的用電持續(xù)性，沒有斷電的風險。穩(wěn)定性就是供電的電壓平抑質量以及負荷突變的時候能夠保證性能的穩(wěn)定。第二個可能就是優(yōu)化各種能量的管理方案，微電網中包含多種能源，如何保證它的能源管理的優(yōu)異化呢？第一個就是我們保證可再生能源的最大利用，因為這樣的話經濟效益會最高。其次我們會用到電網的能源，最后我們可能才會用到像柴油機這種石化能源，一般這樣利用的話可能經濟效益是最高的。然后通過蓄電池的充放電控制來保證電池的壽命跟效率更高，這樣的話它的經濟效益可能會更加的提高。因為電池在這個微電網占的比重是比較高的，如果它的壽命跟效率沒法提高的話，其實它的經濟效益是沒法提升的。
智能的微電網肯定需要監(jiān)控，主要是監(jiān)控我們的柴油機、PCS、電池、光伏等等，還有供電質量的監(jiān)控、系統(tǒng)故障的定位，當系統(tǒng)中出現(xiàn)一些故障的時候我們如何去定位它，如何在出現(xiàn)故障的第一時間定位然后消除故障，保證持續(xù)供電。還有就是系統(tǒng)的一些在線升級，因為可能一些微電網的地域都比較偏，如果需要人力去升級的話可能維護成本比較高。在風險控制方面，雖然微電網中有很多能源，但是每種能源可能自身的可靠性可能還相當不錯，但是組合起來之后可能會出現(xiàn)一些意想不到的故障，在故障發(fā)生的時候我們肯定第一時間是保證不掉電，可能第一點要做到故障的不擴大化，然后才能保證故障不影響微電網的運行。最終是給運營方提出一個告警，提示他盡快去維護，這是我們對微電網的一個基本定義。
上面我們主要是講了一下什么是智能微電網，因為從我們公司的運營經驗包括一些案例來說，對微電網做了一個初步的介紹，可能它的介紹有些片面，因為我們主要是做儲能逆變器跟儲能項目的，可能我們講的偏向于這一塊。第二個我們可能從應用角度講一下儲能微電網的種類。這個種類的劃分同樣是通過我們的應用案例，包括現(xiàn)在很多客戶的需要來劃分的。我們初步通過這個PCS包括儲能的應用，我們大致上可以劃分為5類，這個劃分可能還是基于這個應用方面，不是通過理論上面的或者概念來劃分。第一個就是儲能，比如說電池跟電網的配合作為一類。第二種就是儲能、電網跟可再生能源可以劃分為一類。第三種就是電網、儲能、可再生能源、柴油機或者天然氣這種。第四種儲能和可再生能源作為一種。第五種就是儲能可再生能源+柴油機。大家看到這種排列組合，其實大部分都離不開儲能，其次就是電網跟可再生能源、油機，就是一個排列的組合，各種排列組合會產生不同的應用場景，在應用的時候也會產生不同的故障。
我們剛才講的一個大規(guī)模的儲能應用可能主要是調峰，之前幾位專家都講過了。這種就是在電網失電的情況下提供一個備份功能，可能短時間一個電網突然失壓了，然后通過這個保證電網的恢復，可能只是很短時間的，就是一個周波或者一兩個周波，或者秒級這樣的，它需要的可能電池的容量并不是很大，主要是提供短時間的支撐，保證電網在短時間可以恢復。我們通常講的比較多的可再生能源就是風電、光伏，這種能源主要是由于電網不夠穩(wěn)定的運用，因為風電、光伏的間歇性比較強，發(fā)電規(guī)律不穩(wěn)定，這樣就造成了對電網有沖擊。我們在這個環(huán)節(jié)中加入儲能來平滑它的輸出，對這個要求首先我們這里當然還有一個負荷，因為我們現(xiàn)在是微電網不是大電網，微電網可以獨立運行，已經有用戶側接入了。我們第一種講的就是電網加儲能的時候其實沒有一個用戶負載的概念在里面，我們第二里面已經有用戶負載的概念了，附近的負載已經可以直接提供了，而且在電網掉電的時候已經可以獨立運營了，沒有電網的時候它一個離網的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的要求第一個是負載的配制能量不要大于PCS本身的容量，第二點就是電池容量可能取決于負載跟后備的時間，第三點就是光伏，我們這邊以光伏為離，光伏的組件也取決于負載跟后備時間。
在并網的模式下，就是說有電網的情況下它屬于并網模式，并網模式這個PCS主要是工作在一個PQ的模式，光伏也是主要工作在PQ模式，PQ模式其實就是一個有功無工的調節(jié)。它的一個功能主要是電壓矯正，也可以做電流的矯正，保證電流的質量。還可以進行削峰填補，保持電池的容量以便在出現(xiàn)故障的時候做后備。因為當電網出現(xiàn)故障的時候它完全可以離網，離網的時候主要是靠PCS自己的電池包括光伏兩者協(xié)同給負載供電。
離網情況就是PCS會進入一個V/F的工作模式，它自己會形成一個穩(wěn)定的電壓源，光伏永遠作為一個電流源的模式，唯一受到限制的時候就是可能出現(xiàn)負載比較輕，然后電池也滿的時候，這個PCS可能會發(fā)個指令要求它控制一下輸出功率，就這么簡單。第三種就是離網并網我們講過了，我們并網跟離網的過程如何去切換呢？怎么保證負載供電的連續(xù)性呢？就是說我們作為一個單獨模式去講，雖然切換的模式存在時間很短，但是這個環(huán)節(jié)是非常重要的，因為你如果切換做不好的話肯定會負載掉電的，我們重要的負載掉電肯定就會造成比較大的經濟損失了。我們看到它配制的時候，跟電網連接的時候有一個STS就是靜態(tài)開關，我們也叫ATS，就是自動切換開關，它會自動切斷與電網的聯(lián)系。我們在這個情況下為什么要切斷與電網的聯(lián)系呢？因為我們保證不了電網是什么時候恢復。因為在掉電的那一刻我的PCS已經形成了自己的小電網了，有自己的電壓也有自己的頻率。如果我們沒有切斷與電網的聯(lián)系的話，電網一恢復的話就相當于存在兩個電壓源，有可能會造成兩個電壓源之間的沖突，有可能瞬間會把另外一個電壓源擊垮，可能負載的供電還是掉電了。所以在這個情況下，在失電掉電的那一刻必須切斷這個聯(lián)系。在離網的狀態(tài)下，電網恢復之后我們第一時間不是切過去，而是先用PCS的V/F工作模式先跟蹤上電網的電壓跟頻率、向位這三者的同步，然后并合。第三種就是儲能加微電網加油機，在這個過程中多了一個柴油機，在這里會多一重，就是電網、PCS和油機三者之間的切換，其實它的工作順序也跟原來差不多，只是說它多了一種，我們就有一個123的順序。
這種應用場景，我們現(xiàn)在講的是第四種，就是儲能加可再生能源，儲能僅僅就是作為一個電壓源，光伏或者風電直接做能源的補充。光伏跟可再生能源作為能源的主要輸入，所有的能源的來源其實就是來源可再生能源，這種應用是最簡單的。第五種就是可再生能源加儲能加柴油機，跟有電網的情況類似，只不過原來的電網變成了個小柴油機，就是一個小電網，但是它的控制稍微有一點不一樣，這邊我們就不用去細講了。
我講一下我們公司的一個方案，我們公司的大致方案跟我之前講的一個邏輯過程是類似的，就是說我們有我們的PCS、光伏逆變器、監(jiān)控、切換柜子作為一個整體方案。這種就是說包含了所有的，包括柴油機、電網、可再生能源，同樣需要用一個自動切換，大的一點的自動切換柜，做電網PCS包括柴油機之間的切換。然后我們公司做了一些案例，比如說給泰國空軍基地做了19個100K的，然后在深圳也做了一個300千瓦的微電網，還有南非的一些項目，包括新疆，也是軍事基地的一些項目，還有印尼的，包括其他地方的。大致就是這些，謝謝大家。
主持人：下面我們有請國家可再生能源中心副主任、國家發(fā)改委能源研究所研究院趙勇強給大家分享高比例可再生能源與電力轉型。
趙勇強：非常高興參加這個儲能大會，從我們可再生能源這個角度談一談。應該說大家都知道儲能最大的驅動力之一就是可再生能源，可再生能源怎么跟儲能結合呢？可能剛才一些專家從技術的角度也談了很多，我這里可能更多的是從能源轉型，宏觀長期的層面分享一下我們的一些認識。大家知道可再生能源應該是一個長期的話題，但是進入大規(guī)模的發(fā)展階段也就是過去十幾年的事情，到去年為止大家可以看到巴黎協(xié)定通過了，是因為可再生能源已經成為解決能源問題的一個成熟的解決方案。
根據(jù)各方的研究，為了實現(xiàn)這個目標，可再生能源比較實現(xiàn)高比例的發(fā)展，滿足于50%以上的能源需求，這個比例是不斷提高的。今年3月初，國際能源署與可再生能源署在一起發(fā)布了一個報告，在各個部門都要推動可再生能源運用。這個風電、太陽能可以滿足絕大部分的需求。核電應該說是一個低碳的電力，核電將來也要轉變自己的定位運行方式，也要釋放靈活性，也要根據(jù)市場工序進行一些性能調節(jié)，我想中國的核電未來也應該是往這個定位轉。
關于成本來說是現(xiàn)在可再生能源發(fā)展的最大制約，現(xiàn)在國際上不考慮補貼的情況下，招標競價是2毛錢人民幣，這是在資源比較少，資本成本比較低的國家已經率先實現(xiàn)了，中國業(yè)界也提出了這個目標，要做出補貼的退出，在未來幾年我們可以看到中國的更接近的目標。在國際上可再生能源的投資已經超過了化石能源的投資，可再生能源已經實現(xiàn)了規(guī)?；l(fā)展，風電作為新能源在全球電力中的比重也達到3%，一些國家在新能源里面的比重已經達到了一種可觀的規(guī)模，他們的目標就是本世界中葉的時候基本上80%以上，甚至是100%。而且德國作為一個能源轉型的領先國家，大的挑戰(zhàn)就是成本補貼問題，事實上他們過去也是飽受這方面的一些批評，但是根據(jù)最新的形勢，在2015年它的補貼總規(guī)模已經達到峰值，未來這個成本會繼續(xù)下降，補貼也會逐步的削減，在中國也是希望通過各方面的努力把這個補貼的需求控制，然后削減。德國的另外一個挑戰(zhàn)就是消納問題，前年德國出現(xiàn)了一個日食，很多人認為這是挑戰(zhàn)，但是我們認為這是展示了能源電力系統(tǒng)能夠應對這個挑戰(zhàn)，它是能夠克服這個挑戰(zhàn)的，但是需要各方面的共同努力，是的電力系統(tǒng)轉變運行方式。剛開始的可再生能源是可忽略的，然后是不可忽略的，然后需要整個電力系統(tǒng)靈活轉型，后面發(fā)現(xiàn)各種安全性等等都面臨一些挑戰(zhàn)，在一些局部地區(qū)我國也面臨這個挑戰(zhàn)，各地區(qū)的進程不一樣。就中國而言，能源轉型應該說談了很多年，能源結構調整也談了很多年，可再生能源成為這個綠色增長的最重要任務，可再生能源也是最符合這五大發(fā)展歷年的。我們的目標是2020年15%，2030年是20%，這是一個底線目標，我們要努力滿足并超過這個目標才能讓能源轉型更加明顯，能源革命更加有效果一些。過去十年都是針對單個技術的，要確定你的價格，給你補貼。未來我們靠什么？一方面從需求方面拉動可再生能源發(fā)展，另一方面需要整個電力系統(tǒng)來轉型。現(xiàn)在更多的是從區(qū)域的，比如說輸電通道建設和一些火電靈活性的改造剛剛起步，還有建立一些風電供熱的項目等等。遠期或者長期來說怎么辦呢？我們認為必須要解決當前的棄風問題，很大的問題就是說我們從現(xiàn)在就要做起怎么改變未來的能源電力建設的規(guī)?；蛘呓Y構，大家可以看到這個基礎設施壽命期是非常長的，整個城市跟這個分布式能源相關的可能是50年、100年，我們必須現(xiàn)在就開始盡快的按照前瞻性眼光、目標導向來推動電力轉型。而中國過去10年建成的大規(guī)模的火電，對外來能源轉型到底怎么樣呢？既然已經發(fā)生了，我們就要把這個存量利用好。所以傳統(tǒng)火電一方面要停止快速無序的建設，另一方面要推動10億千瓦煤電的轉型，轉為更具靈活性的電源、備用電，需要煤電廠以及各個省對自己的煤電定位和運行方式都要轉變。將來可再生能源怎么樣呢？我們做了一個分析，按照兩度目標，將來更多的依靠水電、風電、太陽能發(fā)電和其他一些可再生能源發(fā)電，這是我們的一個理想情景，將來能夠走的怎么樣，這就要取決于現(xiàn)在各方的行動。
我們認為核心就是釋放電力系統(tǒng)靈活性，為什么首先說釋放呢？就是說在當前電力系統(tǒng)是具有靈活資源的，不管是煤電還是負荷，還是省與省之間、區(qū)與區(qū)之間的輸電通道?？赡芙涍^一段時間的存量的挖掘，可能還要繼續(xù)新增一些靈活性，比如說我們的一些輸電通道，還要把這些臨省、臨區(qū)，還有要把這些電動汽車的儲能利用起來，另外規(guī)劃也要變成。在國外的規(guī)劃是根據(jù)電力系統(tǒng)平衡，對未來成本的分析，來反過來知道各種電源的結構，中國將來也要往這個方向轉變。哪種方式最能發(fā)揮作用呢？其實都能發(fā)揮作用，但是根據(jù)目前的技術水平來說，我們認為成本是最低的還是通過釋放這個市場方面的一些活力，市場機制創(chuàng)新，率先的把一些煤電和天然氣調峰爬坡的能力釋放出來，另一方面我們就要需要這個需求側讓這個靈活性釋放出來，未來就是各種太陽熱發(fā)電、儲能各方面的資源能夠充分發(fā)揮。
我們自己做了一些面向2030年的情景分析，將來電力系統(tǒng)的運行方式都要轉變成相對靈活的能源，這個運行方式是需要市場價格引導的，而不是說自動實現(xiàn)的。包括電動汽車將來也是成為一個最重要的系統(tǒng)的參與者，或者是一個靈活性的貢獻者。我們現(xiàn)在在另外執(zhí)行一個課題，就是新能源和電動汽車協(xié)同發(fā)展研究，我們分析一下在2030年如果是幾千萬，上億千瓦，2050年就更多了，這樣的話就是非常可觀的一些靈活資源，讓他們怎么發(fā)揮作用呢？就是一方面通過很好的規(guī)劃，另外一方面就是通過價格信號，讓他們大幅的降低用電成本，為系統(tǒng)提供支撐。這個路徑怎么樣呢？以高比例的可再生能源應用示范區(qū)帶動全國大比例可再生能源的發(fā)展，通過電改大家也知道，現(xiàn)在逐漸放開發(fā)用電計劃，同時在近期保障發(fā)電用電小時數(shù)，但是因為現(xiàn)在各種原因保障的不是很好，有一些問題。但是我們認為更重要的一個條件是必須要用電力運用系統(tǒng)方式進行轉變，形成靈活的電力系統(tǒng)調度。更大范圍的電網互聯(lián)和平衡是可以降低這個成本的，我們中國應該說是有優(yōu)勢的，需要各方共同的努力，也要打破以省為實體的電力市場。
最后就是說關于我們這個分布式能源、智能電網、能源互聯(lián)網，這個應該是給我們打開了新的天地，現(xiàn)在還是處在新的探索階段，各方可能還有不同的理解，可能更注重技術。未來這個商業(yè)模式和新的電力交易的方式也會發(fā)生變化。未來一種趨勢是更大范圍的平衡，一種趨勢是本地生產本地應用。開發(fā)建立本地的交易平臺，我們也非常關注未來發(fā)展的趨勢，我們相信方向是更加智能化、多元化的，可以為業(yè)界提供更多的機會，這樣才能實現(xiàn)人人生產可再生能源，人人消費可再生能源，人人享有可再生能源。謝謝大家。
主持人：非常感謝趙主任的分享，下面有請我們清華大學電機系副主任魯宗相為大家介紹適應電網運行需求的多點廣域布局電池儲能系統(tǒng)的優(yōu)化規(guī)劃。
魯宗相：大家好，我們儲能很核心的要在未來整個能源場景當中去找到我們的一個應用背景。因為我本身的背景實際上是搞系統(tǒng)的，所以說我們今天應邀請跟儲能去講。我們實際上是給大家擺了一個未來可能的場景之下，我們儲能有什么樣的應用背景。所以說要講這個的話，我們實際上需要先給大家講一講這個背景。我這里提了一個詞叫做未來電網的靈活資源需求，這個需求如果論證成立，我們儲能的空間就無限大，大家的市場無限大?，F(xiàn)在這些公司再滋生出來10倍也足夠支撐這個空間。下面是我們的一個案例，一個就是從比較大范圍的，從系統(tǒng)層級來講怎么去做網和儲的一體化的靈活規(guī)劃。另外我們就是結合可再生能源如何做一個多風場的儲能協(xié)調。剛才我們趙勇強主任講的，包括各方面都在講我們所需要或者說所預計的一個未來現(xiàn)狀就是說未來可能是一個高比例可再生能源的發(fā)展場景。這么樣的一個場景之下，我們又碰到了一個很現(xiàn)實的問題，就是說未來是很美好的，但是現(xiàn)實是比較骨感的。從增速來講風電花了10年時間翻了100倍，光伏只花了5年時間就翻了100倍，但是不管是光還是風還是水，近幾年來都棄的比較厲害，就是說我們怎么樣把現(xiàn)實這個問題且了才能走向大家認為的比較美好的未來，這是我們近五年來在座的各位一定要干的事情，大家都得從各自的角度提出我們的解決方案。
我這里拋出一個觀點是什么呢？就是關于這個靈活性的問題，我們都知道以前電力系統(tǒng)運行是上頭這條綠色的曲線，我們給了一條負荷曲線之后所有的機組跟著這條線跑，我們希望能夠包住這條負荷曲線。這個時候你的電源一半甚至到更多變成了可再生能源，它帶來的問題是什么呢？就是來回的波動，依賴于我們預測系統(tǒng)，只要預測就一定有不準的問題。所以在這種情況我們未來會有三個突出的問題，第一個是會有更高的爬坡率。這個爬坡的事情對搞調度的人來講是非常頭痛的，一定要在規(guī)定的時間內按照規(guī)定的功率調節(jié)方向調動這個機組或者其他資源滿足這個調節(jié)的要求。實際上這個問題是未來所面臨的首要問題，還有就是各種不確定性變得更多，以前大家搞負荷預測已經非常有信心的，95%以上的預測準確率沒有問題。我們從電力系統(tǒng)的基本概念來講，以前我們講可靠、經濟，現(xiàn)在要增加一條就是靈活的問題，我們認為未來的電力系統(tǒng)要講四性，就是安全、可靠、靈活、經濟。我們想構建一個基于靈活性的未來電力系統(tǒng)的平衡原理，還是這些參與者，有供給方還有需求方，如果說從靈活性的角度來看，大家的身份是可以轉變的，風電場因為調節(jié)能力相對弱，在靈活性的市場平衡之下，需求方和供給方在市場為基礎的條件下會變得跟以前不太一樣。而我們儲能作為一個能源轉換的重要環(huán)節(jié)，我們認為定位儲能在整個大場景之下是能源轉換，因為它本身不是電源，沒有發(fā)電的能力，一定要先儲才能放。構建的一個新的平衡就是說我們需要一個靈活性的需求和靈活性的供求原理，這個一定要結合一個市場的平衡，這樣才能構建一個新的靈活性平衡原理。原來的這種電力電量平衡，我們一定是依據(jù)我們的負荷曲線作為我們所有研究的輸入的，我所有的電源變化、所有的機組調節(jié)都是以我們所謂的負荷曲線為依據(jù)的，這個就包含了我們的負荷和可再生能源的總體出力的總和，這個時候可再生能源的裝機占比包括出力占比已經達到一個足夠高的程度，所以我們需要去研究它的新的平衡。
這張圖是借用我們一個搞儲能的專家的圖，為什么我們這里要把儲能單獨拿出來？也是為了應景，畢竟是一個儲能的會議。另外還需要講一個觀點，就是大家對儲能寄予厚望，一直有一個定位就是說它是一個革命的力量，一定是革現(xiàn)有電力系統(tǒng)若干環(huán)節(jié)的命。但是我們說革命這個詞往往比改革更加血腥，所以說現(xiàn)在來講就是所謂的到了深水區(qū)以后一定有上與下的差別。在整個儲能的體系當中，不管是化學儲能還是物理儲能，要在我們剛才所講的電力系統(tǒng)下用，一定要從容量規(guī)模和調節(jié)的性能要求等等要適應我們電力系統(tǒng)的要求，這就是作為一個大背景。
下面我們用兩個案例的方式說明到底怎么去用這個，一個是在整個系統(tǒng)層面我們講網和儲的一體化規(guī)劃，這個問題是怎么提出來的？就是我們說的如果我們放在一個高比例的場景之下一定會有一個調節(jié)需求，這個調節(jié)需求由誰來滿足就必然要有一個量化標準的問題。靈活性到底怎么去定量的計算，你說一個電力系統(tǒng)靈不靈活？以前我們總是以案例的方式來說，說在這種運行情況之下能夠確定它是靈活的，但是我們能不能給一個概念一樣做呢？能不能類似的定義這樣一個量化的靈活性的問題，以及相應的怎么建立它的約束指標。我們看看它的物理概念是什么？實際上我們就是要找一個兩層的機理，上層關鍵是建立我們的投資決策體系，我到底是選擇儲能還是選擇火電機組的靈活性，下層一定是一個技術支撐的體系，也就是說對靈活性的交換機制要建立一個非常詳細的評價，什么樣的方式能夠得到一個共同的效果，這就有一個好與壞的比較了。在這個思路之下我們怎么去做投資？要做投資的話我們一定要證明這個最優(yōu)投資是存在的，首先我們證明了它一定存在這樣一個極值，我們的整體投資最小，這樣就意味著不一定是局部的設備或者子系統(tǒng)獲益最大，這當中我們就要把全網當中所有包含在內的元件包括我們發(fā)電設備、輸電設備、儲能設備一塊放進去才能做這樣的優(yōu)化。這樣的一個優(yōu)化結果，我們一定要去做一個模擬才能得到這個結果。這個模擬過程我們可以先去做技術上的可行，實際上在工程上我們都有這個概念，一定是技術可行才講經濟最優(yōu)，先做下層的優(yōu)化就是保障整個靈活的平衡的技術可行性。保障了這個可行性之后我們就可以進一步的去做上層的經濟最優(yōu)。這個經濟最優(yōu)我們證明了它實際上一定是存在這個最優(yōu)值的，如果不存在這個最優(yōu)值的話我們一定要用別的手段來解決了。通過這樣的流程我們做一個簡單的案例，讓大家看看實際數(shù)據(jù)會是什么樣的結果。我們這里實際上是一個內蒙的規(guī)劃數(shù)據(jù)的案例，我們給了常規(guī)的火電，包括這里的年產基礎，還有自備火電還有這些儲能，我們考慮各自的調節(jié)速度和調節(jié)范圍。我們想比較一下，這么多的手段到底怎么樣組合能夠達到一個最佳的效果。這就是做的一個投資效益曲線，這條藍色的是凈收益曲線，它一定有一個最高點，這個最高點就是我們的一個最優(yōu)點。這個指示意義是什么呢？就是說我們實際上是可以找到這個最優(yōu)點的運行的。大概的效果是什么樣的呢？取決于你對靈活性的要求，如果說你對靈活性的要求越高的話，你一定調的范圍越小，我們的儲能就大有市場。包括這個自備的調峰手段也可以用了，包括需求響應也可以用了。實際上我們大概還使有一個傾向性的，現(xiàn)有的火電的靈活性應該還是放在第一步考慮，然后才是我們儲能、調峰等等手段，因為里面有一個經濟代價的問題。我們以前的思路，電網調度針對每一個電場來做，我們現(xiàn)在不想用這種思路做，這樣會讓我們的調度也變得很難受，因為要管的點太多。以前說我們20年火電廠的數(shù)據(jù)庫大概也就是幾千個機組的范圍，結果3年風電機組一上來就過萬臺機組了，所以這個管理是很麻煩的。我們把它變成集中開發(fā)、集中外送，加一個集群的概念，達到兆瓦級甚至是達到百萬常規(guī)機組級，這樣的一個問題我們怎么去做？實際上就是找到它的內外優(yōu)化層面，第一個是找到調節(jié)量的均衡分配的能力。各個風電廠之間到底怎么去分配，一定要考慮互補性。還有就是假設每一個都有一個儲能，也有一個相互調劑的問題。如果這個時候某一個A風電場需要用，BCD風電場都可以支持，當然這個不是白用的，是需要有市場支撐的。在成本當中我們還要考慮功率平衡的約束條件，這樣我們做出來的結果就是希望能夠實現(xiàn)一個拿集群作為一個代理去作為一個整體去跟電網進行溝通和交易。因為早上楊院士說要成立聯(lián)盟才能改善儲能在整個市場或者在整個國家管理體系的地位，其實這個是有一定的技術合理性的，因為當你體量規(guī)模差不多的時候才有一個平等的對話基礎。一樣的道理，我們就有一個利益分配的問題。我們最終是想證明什么呢？如果說我們儲能的投資者是一個理性投資者，沒有惡性競爭或者說沒有通過壟斷抬價的，這種理性的假設之下我就可以去做一個博弈，最終是希望我的集群收益一定要大于單獨控制的收益，而且要體現(xiàn)各個風電場之間的公平和效率。這樣做下來的結果我們認為還是可以做到的。也就是說我們從理論上來講可以研究它的相互吸引力，就是說你這個聯(lián)盟最終怎么樣才能成立，一定是大家都基于一個公平原則去做才能成立。這個就是我們拿實際的數(shù)據(jù)做出來的一個結果。實際上這個背后的引子實際上就當時在東北做的那個儲能的方案，至少參與的幾個風電場之間獲得了比較好的收益，儲能投資一定程度上投資回報率是比其他的要高很多的。
我們總體來講，通過這樣的一個分配方式我們可以實現(xiàn)協(xié)調和綁定，通過這個研究我們也有一個概念。就是儲能走的一種技術合作路線跟我們以前做的一定不一樣，因為它總是單元小，但是組合的數(shù)量大，這個跟以前我們傳統(tǒng)火電機組單機容量大數(shù)量少的特征是完全不一樣的。所以我們類似的道理做了一個不同尺度的協(xié)調規(guī)模，我們發(fā)現(xiàn)當你協(xié)調的儲能數(shù)量越多的時候，最終取得的效果越好，也就是說仍然有一個規(guī)模效應存在，這個和我們當初講的火電的規(guī)模效應是不一樣的。我們在未來的場景之下，靈活性一定會成為一個有價值的市場，它一定會成為我們儲能未來應用的一個重大需求。儲能將作為一種專門的靈活調節(jié)資源將在未來電網中獲得巨大的應用潛力，另外是我們做了一些小的案例，證明了在多個風電場之間去應用這種分布式儲能做廣域協(xié)調控制是可以實現(xiàn)我們儲能的價值回收的。我的報告就到這里，謝謝大家。
主持人：感謝魯宗相老師的精采演講，在休息之前我們請最后一位演講嘉賓，有請國網能源研究院新能源所主任王彩霞女士給大家分享可再生能源參與電力市場模式研究。
王彩霞：各位同行下午好，我下午給大家分享的這個題目就是可再生能源參與電力市場模式的研究，這個其實今天的很多專家也都提到了相關的內容，尤其是我們下午王總介紹的消納可再生能源的策略。我可能重點就是去向各位專家分享一下在市場機制這塊我們的一個研究。
可再生能源參與電力市場模式研究，主要分為這五個部分。首先是簡要跟大家介紹一下我們國家可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀，估計很多專家也在PPT里有提到。2016年底我們國家風電和光伏的并網容量達到2千萬千瓦，占全國總裝機14%，電量占全國發(fā)電量5%。對風電來講它的裝機是接近總裝機的9%，這是全國風電的分布情況。對于太陽能發(fā)電量，裝機基本上是5%左右，主要是集中在西北地區(qū)。有16個省份的風電和太陽能已經是這些省份的第二大電源。我們有21個省區(qū)都出臺了綜合改革試點的方案，輸配電價的改革也在進行當中。提高可再生能源發(fā)電和分布式能源發(fā)電的比例是我們這次電改文件中重點提到的基本原則，和可再生能源消納密切相關的兩個配套文件，最近剛剛我們國家運行局發(fā)布了放開發(fā)用電計劃的具體實施方案。除此之外，國家在從2015年以來也一系列發(fā)布了文件促進可再生能源的消納，具體而言，要點主要有幾個方面。一個是進一步強調我們清潔能源優(yōu)先的發(fā)電地位，第二個是通過這個機制的創(chuàng)新來促進可再生能源發(fā)電。典型的機制包括跨省的電力交易機制、輔助服務機制、發(fā)電權置換、需求側管理等等。
第三個方面就是因地制宜去開展可再生能源的就近的消納試點，這是從2015年10月份發(fā)改委的文件提出在甘肅和內蒙率先開展就近消納的試點。比如說燃煤機組改造、需求側相應等等。
第二部分簡要介紹一下國外可再生能源參與市場的模式，因為隨著我們國家新一輪電改的推進，可再生能源怎么參與電力市場也是大家關注的熱點。首先可再生能源不參與這種競價交易的模式，這個是以2012年之前的德國是典型，在這種模式下可再生能源是以政府規(guī)定的固定上網電價來上網，是不參與競價交易的，是由電網企業(yè)收購可再生能源，可再生能源發(fā)電也不需要承擔調峰這些常規(guī)電源應該承擔的責任。德國2012年以前采用這種機制擊打的促進了可再生能源的發(fā)展，但是2012年德國的可再生能源法的修改里面就提到了要促進可再生能源參與電力市場，從2012年開始德國大部分的風電和目前為止少部分的光伏已經參與到市場當中。在這種模式下可再生能源是直接參與電力市場的，在市場價格的基礎上它會獲得一部分額外的補貼，也要承擔類似于常規(guī)電源平衡的義務。這里面典型的，當然有很多細化的不一樣的地方，當然基本的理念是一樣的。西班牙、丹麥也是采用這種模式，英國最近提出的差價合約也類似這種模式。第三種模式就是無補貼可再生能源直接參與市場，目前這種模式從全球來看實施的可再生能源的量還是非常小的。這里面可再生能源就和常規(guī)電源一樣參與電力市場，并且要承擔類似于常規(guī)電源的平衡等等的義務，也沒有額外的補貼。這里給出了美國的例子，目前來看美國也不完全是可再生能源無補貼的參與市場，因為美國在很多地區(qū)還有州的生產稅抵免的政策等等。美國也有這樣的例子，就是沒有這個強制配額的州，有一些可再生能源沒有長期的協(xié)議可簽，還是有一些是直接參與電力市場的，這塊就和常規(guī)電源是一樣的?，F(xiàn)在從全球的發(fā)展趨勢來看，很多國家都是在采用剛才介紹的第二種模式，就是參與市場，市場之外有額外的補貼。
下面向大家介紹一下市場過渡期我們國家可再生能源消納的交易機制，從2014年，尤其是2015年、2016年我們國家關于可再生能源參與電力市場這快也進行了很多實踐的探索。具體可以分為三大類，第一大類就是電力的直接交易，在這一塊就是符合這個相關條件的發(fā)電企業(yè)售電企業(yè)和用戶的交易，具體的也有從操作上雙邊協(xié)商、集中競價、掛牌等多種的方式。省內目前交易的品種會有年度的、月度的現(xiàn)在最小的尺度還是月度為主。價格這塊是由用戶和發(fā)電企業(yè)自主的協(xié)商，我們甘肅等一些省份目前已經開展了很多相關的交易。省間的交易，目前比較典型的就是寧夏到山東，包括東北到華北，2016年通過北京電力交易中心開展的交易有363億千瓦時，同比增長23.5%。第二類交易模式就是調峰輔助服務，調峰其實是我們國家電力系統(tǒng)調度運行中一個特有的概念，國外的調峰主要是通過現(xiàn)貨市場，包括美國主要是日前和實時市場，在歐洲比較典型的是日內和相關的平衡市場來做到調峰。我們國家其實在各地的兩個細則文件里面都對發(fā)電廠的深度的調峰怎么補償有相應的規(guī)定，只是補貼的力度比較低。2014年開始東北就采用了市場化的手段加大深度調峰的力度，它的市場主體，參與這個調峰輔助服務的主要是包括火電、生物質發(fā)電、抽水蓄能、可中斷負荷等多種類型。幾個理念主要就是采用階梯報價的方式，有基準的調峰率，在這個調峰率之下又分了幾擋。
第三類就是發(fā)電權的交易，這個在之前各個專家的PPT里也都有提到，這個主要是在風電和常規(guī)的火電，以及風電和自備電場之間開展的比較多。目前一些典型的省份，就包括我們甘肅、新疆、寧夏都有相應的實踐在開展。省間從去年開始也有一定的風火發(fā)電權交易，市場過渡期的這些探索其實在促進可再生能源消納方面發(fā)揮了很好的作用，但是還有很多值得完善的地方。主要是在以下幾個方面，就是要建立這個新能源和常規(guī)電源的利益補償機制?，F(xiàn)在很多調峰等等的力度還要進一步的通過新能源和常規(guī)電源的利益補償來解決。稍微再往前展望就是要通過新能源現(xiàn)貨的交易機制，目前國外的新能源參與電力系統(tǒng)的平衡基本上都是在現(xiàn)貨市場。第三個就是對應的要完善新能源要參與電力市場的價格政策。
在這個研究里面，我們也對未來可再生能源參與電力市場的模式進行了一個探索，主要是未來我們認為可能會有四種模式。按照由近到遠的方式，一個是市場競價加固定補貼，很多歐洲的國家在采用這種模式。第二種就是隨著我們國家在今年的2月份也出臺了綠證資源認購的辦法，未來可能還有一塊可再生能源的收入是來自于綠證的交易市場。還有就是配額制的市場競價加綠證交易。最后提出對于我們國家可再生能源參與市場有幾個建議，一個是加快完善火電的調峰補償機制，這個是在我們市場過渡期做了很多探索的基礎上還需要進一步完善火電調峰的補償。第二個是探索現(xiàn)貨市場的組建辦法和規(guī)則，國外有很多的經驗，但是我們國家怎么實施，其實有很多值得去進一步研究和探索的地方。第三個是進一步完善我們國家跨省跨區(qū)的交易機制，很多我們三北地區(qū)集中的這種方式，包括本地的消納的空間有限，這個跨省跨區(qū)確實是一個非常亟待解決的問題。
我的匯報完畢，謝謝各位。
主持人：下面有請我們南方電網公司技術專家金小明先生為大家分享南方電網新能源發(fā)電及消納。
金小明：各位來賓大家好，對于南方電網來說新能源消納并不是一個主要矛盾，但是對南方電網來說新能源的增長速度還是非?？斓模覀冊谶@方面做了一些研究，今天把這些研究情況給大家做一個分享。
一個是南方電網新能源資源及開發(fā)現(xiàn)狀，包括新能源開發(fā)相關政策，還有對新能源特性的研究情況，還有新能源消納的研究。這是南方電網風電發(fā)展?jié)摿Φ囊粋€表，當然這個也是不斷變化的。從廣西來說相對少一點，除了廣東就是我們貴州、云南，云南不光是水電資源豐富，風電資源也相對豐富，目前應該說云南的風電資源發(fā)電小時數(shù)在全國都是排前三的，更好它的特性剛好和水電互補。貴州的風電資源也比我們原來預計的要樂觀，海南的陸上風電有限，主要是搞海上風電。光伏資源的話這是一個大概情況，南方電網的光伏資源最好的還是云南和海南，這兩個光伏資源是最好的地區(qū)，最差的屬于貴州，雖然是最差，但是貴州的光伏資源開發(fā)還是比較快的。南方電網的新能源規(guī)劃裝機情況變化也是比較快的，南方電網的裝機過程是這樣的，煤電基本上是40%左右，水電占了35%，風電算是第三大能源。
應該說從新能源特性來說，這是我們研究的一個基礎，我們有很多新能源特性的研究方法和手段。應該說研究的方法和目標不一樣，分析的方法和指標也就不一樣。我們列出了一些包括長期、中短期的一些特性，應該說有時間的也有空間的特性的分析。我們風電的模擬方法有很多種，實際上我們主要考慮基于隨機的處理過程模擬。光伏的發(fā)展特性分析也是一樣，方法基本上和風電的思路是差不多的，根據(jù)我們的研究手段和目標不一樣可以選取不同的分析手段和方法。我們給出了南方電網的一些研究的情況，云南、廣東、廣西的利用小時相對高一點。關于新能源消納研究的思路和方法，我們一般有三種場景的研究，第一個就是說我們對于確定電源、電網評估結點、地區(qū)的接納能力。另外就是說作為常規(guī)電源參與電源結構優(yōu)化，從電源優(yōu)化角度做研究。對于確定的一個電網怎么樣去評估這個接納能力和最優(yōu)的接入地點，或者說電源布置，我們當時在模型算法和指標上面建立了一系列的評估算法。我們可以分析出哪一點或者哪個地區(qū)接納多少新能源，最大接納能力是多少，可以分析出來供投資商和政府參考。
我們對接納能力評估的時候，主要是分析一個區(qū)域內的電源結構和電網方面進行分析。一種是確定性評估，一種是概率性評估，概率性評估就是隨機概率抽樣分析。要分析接納能力自然要分析新能源接入之后對系統(tǒng)的影響，首先我們分析了調峰，就是新能源的并網裝機增長對負荷增長的變化情況?，F(xiàn)在從我們這個數(shù)字可以看到現(xiàn)在各個省差別是很大的，因為新能源的特性不一樣，系統(tǒng)調峰的需求也是不一樣的。就云南來說新能源的比重比較大，所以對調峰的影響也最大的。對于確定性來說，我們要分析它是正調峰的還是反調峰的，我們根據(jù)那個模型，根據(jù)隨機的處理過程進行分析。這個也是根據(jù)系統(tǒng)的情況和特點選擇不同的參數(shù)和特點，就是說考慮多大的風險來選擇這個方式。就云南來說反調峰的概率還是比較高的，但是云南的風水互補很好，這個里面雖然反調峰的概率比較高，但是對系統(tǒng)調峰的影響并不存在很大的問題，因為他們水電很多。
我們給出了南方五省區(qū)正負方向調頻的影響，就是最大調頻需求的變化情況。調頻的需求最大負荷比例穩(wěn)定在1%到5%之間，廣東的負荷基數(shù)較大，對調頻的影響相對也是最多。我們看一下新能源并網對系統(tǒng)備用需求的影響，這里面我們給出了正備用和負備用的需求比例情況。下面說一下確定性評估的一些研究結果，這種調峰調頻和備用需求方面到底可接納多少新能源，對于我們的調峰約束來說關鍵是選取合適的場景，我們這里面一般對調峰來說主要是選取負荷日反調峰場景，最大負荷日正調峰場景，調頻主要是選擇最大和最小負荷場景來進行分析。概率性評估主要是我們假設的一個棄風的比例，云南、廣西，特別是云南水電本身比較多，棄水比較多，如果按照5%的棄風的話基本上就沒發(fā)規(guī)劃風電，所以說怎么樣選擇棄風的比例還是一個經濟性的問題。我們算了一下，比如說允許棄風5%的話，我們可以裝到6千萬。對于廣西的情況來說，如果說按照調峰能力的話，廣西的調峰能力十三五比十二五還差很多。如果不考慮風作為制約因素的話，我們要考慮云南的利用小時控制在2000小時，云南的風電如果利用小時達到2000小時以上的話基本上還是可以盈利的，現(xiàn)在政府把上網電價調了以后風電也很痛苦，盈利能力也下降了，就是說政府的政策影響是跟大的。如果說不考慮棄風的影響，我們18000WM，棄風電量為52.72億，棄風比例是12.74%。但是對于云南來說，由于它的風水互補特性很好，所億國家還是鼓勵它發(fā)展風電和光伏。就貴州目前來看消納風電還是沒有問題的，但是如果考慮到以后云南的水火互補的話，可以給貴州增加一些壓力。海南電網是南方電網最小的一個電網，它的調峰約束的話，可以消納82萬，目前來說海南的風電大概也就30多萬，光伏相對來說比較多一些。如果說我們允許海南棄風5%左右的話，消納能力可以達到500萬，2020年的話它的這個特性還要比現(xiàn)在要好一些。對光伏來說，我們分析下來光伏的消納能力是很大的，光伏目前在南方電網還不是一個制約因素，但是海南這個問題是我們關注的，海南的風電和光伏的資源也很好，發(fā)展也很快，所以現(xiàn)在需要我們關注的主要還是海南?？傮w來說，我們想說的一句話應該是建立合理的體制和機制是促進可再生能源消納的關鍵。
主持人：謝謝金總，我們有請最后一位演講嘉賓，他是國網能源研究院工序所主任工程師賈德香，有請。
賈德香：大家好，我今天給大家講的主題是大力發(fā)展電能替代，促進可再生能源消納。首先是講一下可再生能源消納面臨的形勢，首先是系統(tǒng)的調峰能力不足，這也是大家普遍關注的問題。還有就是用電需求增長放緩，消納市場總量不足。第三個就是電網發(fā)展滯后，可再生能源送出和跨省消納受限。再就是市場機制問題，包括各種各樣的配套政策。著重是講一下促進新能源消納的具體措施和建議。我們電網公司制定的目標就是最近兩年內棄風棄光矛盾得到有效緩解，2020年根本解決新能源消納問題，棄風棄光率控制在5%以內。具體的舉措中一個就是加快跨區(qū)電網建設，擴大消納范圍。再一個就是加強調峰能力建設，學習國際先進的經驗，加強技術和政策的研究。最后就是加強組織領導，包括各級政府之間、企業(yè)之間還有社會各界之間多方面的溝通協(xié)調。
這方面的重點工作一個是大力推進電能替代方面，本質上就是擴大用電需求層面。實際上這個電能替代主要目標是替代這個散燒煤，長遠目標是考慮這個產業(yè)鏈的延伸。對于這個長遠來說主要是擴大產業(yè)鏈，比如說進行這種深加工，包括智能生活、智能家居還有智能制造各個領域的深加工，增加這種電量的增長情況。第二個層面就是加強需求側管理，實施用戶可中斷負荷控制，提升電網平衡能力。還有就是拓展和完善直接交易機制，豐富交易形式，包括市場化的手段促進新能源消納。這地方主要是一些市場的規(guī)則制定還有一些交易機制的完善，包括一些電價政策。比如說東北的風電跨區(qū)消納到張北地區(qū)，用于清潔供暖，這個電價是比較便宜的，大概1毛多錢。在市場環(huán)境下所有這些措施都是可以商量的。這個電能替代目前來說主要就是推動這個示范項目建設，利用電能增量促進清潔能源消納。對于電能替代目前來說，主要是沒有效益的，或者說綜合效益主要體現(xiàn)在環(huán)保方面，比如說我們生活的目標主要是為了幸福生活，這個根本舉措就把這些散燒煤或者其他的一些污染源給替代掉。目前來說國家出臺各種各樣的政策，發(fā)展電能替代的根源，或者說最主要的抓手就是緩解中東部地區(qū)，還有人口密集地區(qū)的大氣污染情況。具體舉措包括推進分散電采暖、電蓄熱鍋爐等等。再有就是居民領域，全面實施清潔能源供暖工程，京津冀地區(qū)的煤改電工程是比較大的，還有就是東北地區(qū)蓄熱式集中電供暖項目，西北地區(qū)大型風光互補供熱工程。工業(yè)領域探索高耗能行業(yè)新能源發(fā)電的供求，再有就是探索可再生能源消納的電能替代新旗幟。包括拓展電能替代參與主體和參與方式，還有就是探索電能替代與新能源消納結合的機制和服務模式。另外就是建立電能替代正向激勵制度，企業(yè)的利益訴求其實是存在一定利益上的偏差，所以對于正向的激勵機制告訴業(yè)主實施什么樣的電能替代方式，或者說生產方式是比較有利的。這就對技術推廣的工作創(chuàng)新還有示范項目的實施就提出了比較高的要求。
第二個方面的措施就是電力直接交易，交易的方式包括雙邊還有自主型還有撮合式的交易，這里面有一個典型的案例就是青海公司探索的重點行業(yè)，比如說化工行業(yè)與光伏的直接交易，還有黑龍江探索的棄風發(fā)電參與省內常規(guī)直接交易，還有很多省都是把新能源直接納入交易的范疇。還有就是清潔能源替代自備電廠的模式，這種交易方式主要是電能替代和新能源的消納，就是相當于把原來自備電廠變成新能源發(fā)電的時候，把這個利益空間進行各個用戶之間的分配。2016年甘肅公司組織三家企業(yè)的自備電場由新能源發(fā)電企業(yè)進行了替代發(fā)電，全年實際完成替代電量24億。還有就是電力的直接交易，跨省區(qū)交易由于輸送距離遠，面臨的的技術挑戰(zhàn)高于省內交易。原來這種光火企業(yè)的上網電價比較高，是以這個平移電網價差的方式來進行處理的，包括這個輸電價格。另外這個市場交易方式采用市場競價等多種方式進行。第三個方式就是探索電力需求相應和可中斷負荷控制的方式，目前來說這些方式為電力系統(tǒng)，包括為系統(tǒng)優(yōu)化運營提供服務的能力，促進新能源發(fā)展的能力可以達到進一步的利用。當這個市場機制逐漸完成的時候，是發(fā)揮這個實時定價對新能源消納的促進作用，包括探索適合新能源消納需求的靈活的資源市場化靈活機制。目前來說比較有效的就是通過這種行政手段推進這種可中斷電價，適應新能源消納的可中斷電價價值設計原則，就是說適應清潔能源消納需求，擴展可中斷符合參與范圍改進可中斷負荷管控流程，明確實施負荷中斷的前提，豐富可中斷負荷補償方式，多途徑解決可中斷電價資金來源。
還有就是可中斷負荷對新能源消納的促進作用，主要是挖掘需求側資源的靈活性和消納能力，主動響應新能源出力變化，極大緩解風火、光矛盾，在一定程度上促進新能源并網出力。另外通過市場機制推行可中斷電價，探索由新能源企業(yè)通過交易方式購買可中斷負荷，包括可中斷負荷雙邊交易和可中斷負荷集中競價交易兩種方式，對集中競價交易設置最高限價，不高于現(xiàn)階段隨時可中斷負荷電價水平。典型的試點就是在新疆試點電力需求響應探索新能源消納新途徑。最后就是新能源綠證交易機制，綠色證書，這個交易方式也是多種的，它的意義主要是增加新能源補貼來源，引導用戶參與電力綠色消費。我的匯報就是這些，謝謝大家。
主持人：感謝各位嘉賓的聆聽，我們今天的交流就到此結束。謝謝大家。
（本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理而成，未經發(fā)言嘉賓審核）
