中國儲能網(wǎng)訊：日本可再生能源發(fā)展以太陽能為主，將成為未來主力電源。由于國土面積及近海水域使用等方面的約束，日本可再生能源發(fā)展以太陽能為主。截至2019年底，日本太陽能發(fā)電裝機達到6184萬千瓦，風電裝機為379萬千瓦（海上風電約為6.5萬千瓦）。2019年可再生能源發(fā)電量約占總發(fā)電量的17.1%，其中太陽能發(fā)電量占7.2%、風電發(fā)電量占0.9%。根據(jù)日本政府2018年7月公布的《第5次能源基本計劃》，2030年可再生能源發(fā)電量占比目標為22%~24%，將利用閑置土地、工廠、學校、住宅屋頂發(fā)展太陽能光伏，擴大海上風力發(fā)電。
降電價的政策
日本調(diào)整電價政策，以市場競價促電價下降。日本政府于2009年11月啟動了太陽能發(fā)電富余電量收購制度，以促進太陽能發(fā)電及其制造業(yè)發(fā)展。在2011年前，由于成本高、出力波動、電網(wǎng)接納意愿不足等方面原因，發(fā)展規(guī)模較小。2011年之后，為解決能源自給率大幅下降問題，日本開始積極發(fā)展可再生能源，并于2012年7月1日開始實施固定電價收購政策（FIT）。
FIT政策有效的刺激了日本可再生能源投資與裝機增長。自FIT政策啟動到2018年底，日本可再生能源裝機增長了4600萬千瓦，其中居民光伏增長了583萬千瓦、非居民光伏增長了3722萬千瓦、風電增長了111萬千瓦。在FIT政策下，電力公司被允許通過征收附加費的方式將購買可再生能源發(fā)電量的高成本轉(zhuǎn)嫁給電力用戶。為了降低太陽能發(fā)電的收購價格，日本于2017年開始對2兆瓦及以上容量的太陽能發(fā)電啟動競價制度。通過競價，中標價從2017年11月的17.2～21.0日元/千瓦時下降到2019年9月的10.5～13.99日元/千瓦時。2019財年的附加費水平為2.95日元/千瓦時（日本全國為2.4287萬億日元）。
FIT政策的實施，促進了可再生能源發(fā)展，也暴露出一些問題：可再生能源附加費不斷增長、電網(wǎng)消納可再生能源的難度不斷加大。日本政府決定在2020財年末對FIT政策進行徹底改革以促進可再生能源以經(jīng)濟可持續(xù)方式成為電源結(jié)構(gòu)中的核心組成部分。
多措并舉促消納
日本利用市場，再加上源-網(wǎng)-荷多措并舉促進可再生能源消納。
加強電力改革與市場建設(shè)。日本于2013年4月啟動電力改革。改革進程分為三個階段。第一階段，2015年建立輸電運營商跨區(qū)協(xié)調(diào)組織（OCCTO）。第二階段，2016年建立完全自由的電力市場、放開零售和發(fā)電。第三階段，到2020年正式拆分垂直一體化公司的輸配電業(yè)務(wù)，消除管制的零售價格。
可再生能源發(fā)電出力控制管理。在FIT政策的激勵下，一些地區(qū)的光伏裝機容量已超過當?shù)仉娋W(wǎng)可接納能力。如九州電力公司經(jīng)營區(qū)可接納能力為820萬千瓦，而2018年8月的并網(wǎng)容量已達810萬千瓦。2018年10月后，在春秋季電力負荷較低的節(jié)假日期間，在采取了限制火電出力、利用跨區(qū)聯(lián)絡(luò)線、利用抽水蓄能電站等措施后，對風光出力進行控制。
加強跨區(qū)聯(lián)合規(guī)劃。OCCTO的主要職責是作為控制中心，管理跨區(qū)域的電力供應(yīng)和需求發(fā)展規(guī)劃、促進跨區(qū)域電力互濟、確保電力供應(yīng)安全，升級日本全國范圍內(nèi)的跨區(qū)電力聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。OCCTO對英國使用的“連接與管理”聯(lián)絡(luò)線運行模型進行優(yōu)化調(diào)整，主要有三大機制:基于實際運行情況來估計電源可用容量；“N-1內(nèi)部消納計劃”，即系統(tǒng)發(fā)生N-1故障時，立即限制出力以確保輸電容量穩(wěn)定；第三，“無固定接入”，即在電源輸出被限制、而其他電源正常運行情況下，允許新的接入使用跨區(qū)聯(lián)絡(luò)線。
加強跨區(qū)聯(lián)絡(luò)線能力。近年來大規(guī)模分布式可再生能源并網(wǎng)給輸電設(shè)施優(yōu)化布局帶來挑戰(zhàn)。OCCTO正在制定增強跨區(qū)聯(lián)絡(luò)線的規(guī)劃。已經(jīng)確定將Tokyo-Chubu聯(lián)絡(luò)線的變壓器容量在2020財年提升到900萬千瓦，Tokyo-Tohoku聯(lián)絡(luò)線容量在2027財年提升到460萬千瓦等。
利用數(shù)字信息技術(shù)挖掘系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。為滿足具有間歇性、波動性的風電和光伏發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)，目前主要依靠火電和抽水蓄能電站提供靈活調(diào)節(jié)能力。未來，將利用電池存儲提升系統(tǒng)靈活能力，并積極探索發(fā)展利用數(shù)字信息技術(shù)的虛擬電廠（VPP）和需求側(cè)響應(yīng)（DR），以及人工智能技術(shù)（AI）和區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用等。
（作者單位：國網(wǎng)能源研究院）
