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綠電直連:新型電力系統(tǒng)的安全躍遷與責(zé)任重構(gòu)
——訪國家電網(wǎng)有限公司副總工程師兼國網(wǎng)能源院董事、黨委書記歐陽昌裕
今年5月,國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《關(guān)于有序推動綠電直連發(fā)展有關(guān)事項(xiàng)的通知》,由此“綠電直連”成為行業(yè)內(nèi)外普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。為了闡明綠電直連的特點(diǎn)、對電網(wǎng)平衡模式和系統(tǒng)安全性有哪些影響、經(jīng)濟(jì)性如何,以及與電網(wǎng)關(guān)系如何重塑等問題,本刊記者特別采訪到國家電網(wǎng)有限公司副總工程師兼國網(wǎng)能源院董事、黨委書記歐陽昌裕,以饗讀者。
綠電直連和綠電園區(qū)在應(yīng)用場景等方面存在差異
中能傳媒:在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的當(dāng)下,“電從身邊取”的方式越來越多,比如“綠電直連”和“綠電園區(qū)”,請比較一下這兩種方式有哪些異同?
歐陽昌裕:綠電直連和綠電園區(qū)在應(yīng)用場景和消納方式上存在差異。
綠電直連在物理上綁定綠電生產(chǎn)和用能需求,促進(jìn)用電負(fù)荷就近就地消納新能源,并可實(shí)現(xiàn)面向海外市場的綠電物理溯源。從重點(diǎn)用能行業(yè)綠色電力消費(fèi)比例來看,鋼鐵、多晶硅、水泥行業(yè)要求綠電使用比例為25.2%—70%,國家樞紐節(jié)點(diǎn)新建數(shù)據(jù)中心要求綠電使用比例均為80%。綠電直連在解決綠電消納難題的同時,也成為高耗能企業(yè)脫碳的新機(jī)遇。
綠電園區(qū)可通過源網(wǎng)荷儲一體化建設(shè)或參與綠電交易兩種方式消納綠電,促進(jìn)綠電的就地就近消納。源網(wǎng)荷儲一體化項(xiàng)目按照“自我消納、自主調(diào)峰、不占用系統(tǒng)調(diào)峰能力”的原則建設(shè),新能源所發(fā)電量全部由自身負(fù)荷消納,解決綠電的就地消納問題。綠電交易通過統(tǒng)一電力交易平臺,采用市場化方式,促成源荷匹配,實(shí)現(xiàn)園區(qū)負(fù)荷滿足綠電消納比例的要求,解決新能源在更大范圍內(nèi)的消納。
就地與就近消納是分布式新能源可持續(xù)發(fā)展的核心思路,綠電直連和綠電園區(qū)是有效探索新能源生產(chǎn)和消費(fèi)融合發(fā)展的新模式,是促進(jìn)新能源就近就地消納,更好滿足企業(yè)綠色用能需求的創(chuàng)新之舉。對于新能源消納存在困難的地區(qū),通過這兩種方式,可助力新能源發(fā)電企業(yè)定向消納所發(fā)電量,促進(jìn)新能源開發(fā)利用。部分地方政府、園區(qū)和企業(yè)也希望借助兩種方式,降低用電成本,提升地方和企業(yè)發(fā)展的競爭力。
綠電直連項(xiàng)目應(yīng)該承擔(dān)自身產(chǎn)生的系統(tǒng)成本
中能傳媒:“綠電直連”這種供需模式的發(fā)展前景如何?推廣“綠電直連”對傳統(tǒng)電網(wǎng)平衡模式將帶來哪些影響和挑戰(zhàn)?
歐陽昌裕:綠電直連是綠電消納的一種新模式,其按照負(fù)荷是否接入公共電網(wǎng)分為并網(wǎng)型和離網(wǎng)型兩類。針對并網(wǎng)型綠電直連項(xiàng)目,國家發(fā)展改革委、國家能源局近期發(fā)布的《關(guān)于有序推動綠電直連發(fā)展有關(guān)事項(xiàng)的通知》,從促進(jìn)消納的角度,明確提出了項(xiàng)目整體新能源年自發(fā)自用電量占總可用發(fā)電量的比例應(yīng)不低于60%,占總用電量的比例應(yīng)不低于30%,并不斷提高自發(fā)自用比例;從電力約束角度看,原則性提出了應(yīng)盡可能減小系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力,項(xiàng)目與公共系統(tǒng)交換功率的電力峰谷差率不高于方案規(guī)劃值,且在新能源消納困難時段,不應(yīng)向公共系統(tǒng)反送電。
實(shí)際運(yùn)行實(shí)踐中,由于新能源出力特性與負(fù)荷需求不匹配,若儲能配置不足,綠電直連項(xiàng)目自身調(diào)節(jié)能力有限,其平衡穩(wěn)定運(yùn)行仍需依賴公共系統(tǒng)提供備用和調(diào)節(jié),有可能讓公共系統(tǒng)中的其他源網(wǎng)荷儲市場主體額外承擔(dān)理應(yīng)由其自身承擔(dān)的系統(tǒng)成本,建議各級相關(guān)政府部門引起高度重視,發(fā)現(xiàn)問題,及時協(xié)調(diào)解決。綠電直連項(xiàng)目中的新能源與公共系統(tǒng)新能源波動性一致,在新能源發(fā)電充足時,所發(fā)電量自身如不能完全消納,需要公共系統(tǒng)來消納,或在新能源發(fā)電不足時,又依賴公共系統(tǒng)兜底供電,兩種情況下都需要公共系統(tǒng)提供調(diào)節(jié)資源,由此產(chǎn)生的系統(tǒng)成本都應(yīng)該由綠電直連項(xiàng)目來承擔(dān)。此外,對存量負(fù)荷開展綠電直連,如果不能處理好與公共系統(tǒng)原有合約的利益補(bǔ)償問題,同樣會損害公共系統(tǒng)中的其他源網(wǎng)荷儲市場主體的合法權(quán)益。
需高度重視綠電直連項(xiàng)目并網(wǎng)安全性問題
中能傳媒:多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為綠電直連既有利于消納新能源,又有利于降低用電成本,但很少有觀點(diǎn)提到安全性問題。如何看待這種現(xiàn)象?“綠電直連”會對系統(tǒng)安全運(yùn)行產(chǎn)生哪些影響?
歐陽昌裕:自“十四五”規(guī)劃綱要提出要建設(shè)“清潔低碳、安全高效”的能源體系,到新型電力系統(tǒng)需具備“清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能”五大核心特征,始終對電力系統(tǒng)安全性有很高要求,這是新型電力系統(tǒng)得以高質(zhì)量發(fā)展的基本前提。
《關(guān)于有序推動綠電直連發(fā)展有關(guān)事項(xiàng)的通知》也從安全管理、電網(wǎng)接入、設(shè)備涉網(wǎng)性能等方面對綠電直連的安全性提出明確要求。明確了安全責(zé)任界面的原則,并網(wǎng)型綠電直連項(xiàng)目與公共系統(tǒng)按產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)形成清晰明確的安全責(zé)任界面,各自在安全責(zé)任界面內(nèi)履行相應(yīng)電力安全風(fēng)險管控責(zé)任。
在《通知》落地執(zhí)行過程中,仍需考慮系統(tǒng)運(yùn)行的安全,還存在以下風(fēng)險挑戰(zhàn):一是并網(wǎng)型項(xiàng)目的準(zhǔn)入條件、涉網(wǎng)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)未明確規(guī)定,存在不經(jīng)安全校核并網(wǎng)、并網(wǎng)性能不達(dá)標(biāo)、交叉供電、電磁環(huán)網(wǎng)、反送電等安全隱患。二是公共系統(tǒng)普遍采用基于供電分區(qū)的單元制規(guī)劃建設(shè)模式,若綠電直連電源、負(fù)荷跨供電分區(qū),其直連專線將難以避免與公共電網(wǎng)線路產(chǎn)生交叉跨越,增加系統(tǒng)復(fù)雜性與安全運(yùn)行風(fēng)險。三是并網(wǎng)型項(xiàng)目的用電質(zhì)量適用標(biāo)準(zhǔn)也未具體明確,也有可能增加相應(yīng)風(fēng)險。
綠電直連項(xiàng)目的申報方案中應(yīng)加強(qiáng)對潮流、短路、穩(wěn)定等方面的電網(wǎng)安全分析及校核,滿足調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓、慣量響應(yīng)、爬坡響應(yīng)、短路比等技術(shù)指標(biāo)要求,配置繼電保護(hù)和安全自動裝置、調(diào)度通信設(shè)備、調(diào)度自動化設(shè)備、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置等,共同維護(hù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定。
負(fù)荷與新能源匹配度決定綠電直連項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性
中能傳媒:如果從社會總成本的角度考量,“綠電直連”和“綠電園區(qū)”模式相比,哪一種模式更具有經(jīng)濟(jì)性?
歐陽昌裕:綠電直連和通過源網(wǎng)荷儲一體化建設(shè)的綠電園區(qū)兩種模式的經(jīng)濟(jì)性,在公平合理承擔(dān)安全責(zé)任、經(jīng)濟(jì)責(zé)任與社會責(zé)任,合理繳納相關(guān)費(fèi)用的前提下,主要受源荷特性匹配度、負(fù)荷密度、直連距離等因素的影響?!蛾P(guān)于有序推動綠電直連發(fā)展有關(guān)事項(xiàng)的通知》明確要求綠電直連項(xiàng)目應(yīng)公平合理承擔(dān)安全責(zé)任、經(jīng)濟(jì)責(zé)任與社會責(zé)任,按國務(wù)院價格、財政主管部門相關(guān)規(guī)定繳納輸配電費(fèi)、系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用、政策性交叉補(bǔ)貼、政府性基金及附加等費(fèi)用。在源荷特性方面,無論存量還是新增負(fù)荷的綠電直連項(xiàng)目,其用電需求大小、用電負(fù)荷特性與新能源出力的匹配性尤為重要。不同類型企業(yè)用電特性與風(fēng)光等新能源出力的匹配程度可能存在較大差異,若負(fù)荷與新能源出力匹配度較高,可更大程度消納新能源,同時對配置儲能等調(diào)節(jié)資源投入較低,從而獲得降低用電成本的收益。在綠電直連物理專線距離方面,綠電直連線路的最大地理距離,關(guān)系著項(xiàng)目規(guī)劃權(quán)限、能否投建、投資成本等關(guān)鍵問題,距離過長會增加投資成本。在線路用地成本方面,不同區(qū)域的土地成本、操作難度不同,中東部地區(qū)修建綠電直連線路的征地費(fèi)用較高,需要關(guān)注綠電直連通道的土地資源可行性和建設(shè)成本。
此外,在綠電消費(fèi)比例要求高、負(fù)荷特性平穩(wěn)場景下,通過綠電交易方式實(shí)現(xiàn)的綠電園區(qū)資源配置效率效益更優(yōu),經(jīng)濟(jì)性更好。綠電交易方式下,新能源就近接入公共系統(tǒng),可充分發(fā)揮電力系統(tǒng)資源配置平臺作用,更有利于統(tǒng)籌新能源開發(fā)和消納,集約利用站址廊道資源,節(jié)約全社會建設(shè)投資。同時,綠電交易方式下,即使園區(qū)負(fù)荷無法全額消納配建新能源發(fā)電量,新能源項(xiàng)目可通過當(dāng)?shù)亟灰滓?guī)則,與其他用戶簽訂雙邊交易合同,確保項(xiàng)目收益水平,能更好實(shí)現(xiàn)將能源資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。
電網(wǎng)對綠電直連項(xiàng)目之間的關(guān)系需要重塑
中能傳媒:隨著分布式電源的不斷發(fā)展以及綠電直連等電力平衡新模式的不斷涌現(xiàn),越來越多的電呈現(xiàn)出“電從身邊取”的特色。對于這部分電力和用戶,電網(wǎng)企業(yè)的保障責(zé)任是否也會有所不同?
歐陽昌裕:電網(wǎng)作為能源配置的樞紐平臺,對新能源發(fā)展起著重要的接納、配置和調(diào)控作用。未來,伴隨新能源規(guī)?;l(fā)展以及綠電消納新模式新業(yè)態(tài)的不斷推進(jìn),交易市場化、主體多元化趨勢凸顯,各類新型主體與電網(wǎng)間的交互關(guān)系、經(jīng)濟(jì)關(guān)系、調(diào)控關(guān)系正發(fā)生深刻變化。電網(wǎng)企業(yè)及調(diào)度機(jī)構(gòu)履行并網(wǎng)管理、運(yùn)行控制、風(fēng)險管理和涉網(wǎng)安全技術(shù)監(jiān)督職責(zé),對協(xié)商確定的備用容量提供相應(yīng)的供電服務(wù)保障,承擔(dān)“有限”供電責(zé)任。
供電責(zé)任方面,電網(wǎng)企業(yè)和綠電直連項(xiàng)目法人主體雙方在供用電合同、并網(wǎng)協(xié)議中約定權(quán)責(zé),電網(wǎng)企業(yè)按照項(xiàng)目申報容量和有關(guān)協(xié)議履行供電責(zé)任。
并網(wǎng)服務(wù)方面,現(xiàn)有政策文件(電網(wǎng)公平開放監(jiān)管辦法、供電營業(yè)規(guī)則)中,已明確電源接入、電網(wǎng)互聯(lián)、負(fù)荷報裝的流程和辦理時限。綠電直連項(xiàng)目包含電源、線路、負(fù)荷多要素,提供并網(wǎng)服務(wù)時,不能簡單按照電源接入、電網(wǎng)互聯(lián)或用電用戶考慮,應(yīng)盡快研究明確并網(wǎng)服務(wù)管理細(xì)則。
市場交易方面,綠電直連項(xiàng)目作為整體參與市場交易,按照電力市場運(yùn)行規(guī)則,電力市場運(yùn)營機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)市場交易、電力調(diào)度和結(jié)果執(zhí)行;電網(wǎng)企業(yè)公平開放電網(wǎng)資源,提供供電服務(wù),結(jié)算相關(guān)費(fèi)用;綠電直連項(xiàng)目經(jīng)營主體參與市場交易,并根據(jù)交易出清結(jié)果進(jìn)行結(jié)算。
安全責(zé)任方面,綠電直連項(xiàng)目與電力系統(tǒng)物理界面、調(diào)控關(guān)系清晰,與電網(wǎng)間應(yīng)有明確的產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)。綠電直連項(xiàng)目法人為項(xiàng)目經(jīng)營管理和供電、安全生產(chǎn)的第一責(zé)任人,應(yīng)確保項(xiàng)目內(nèi)部設(shè)備質(zhì)量,項(xiàng)目接入電力系統(tǒng)不應(yīng)影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行及電能質(zhì)量。在緊急情況下,應(yīng)參與系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)節(jié),可由電力調(diào)度機(jī)構(gòu)按照相關(guān)政策要求進(jìn)行直接調(diào)控。
構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是“源網(wǎng)荷儲碳數(shù)智治鏈”一體化融合創(chuàng)新發(fā)展的經(jīng)濟(jì)社會環(huán)境巨系統(tǒng)工程,涉及多元主體的協(xié)調(diào)治理,必須通過法律對政府機(jī)構(gòu)、社會組織、市場主體、社會公眾等多元主體之間的社會關(guān)系進(jìn)行深入調(diào)整,來統(tǒng)籌發(fā)展力量、平衡發(fā)展利益、規(guī)范主體行為,促使各類主體更好地發(fā)揮作用,推動電力體制與電力技術(shù)水平、能源電力經(jīng)濟(jì)關(guān)系相匹配。需堅持協(xié)同共治、責(zé)任共擔(dān),構(gòu)建權(quán)責(zé)對等、各方共建共治共享的治理體系,實(shí)現(xiàn)能源電力的高質(zhì)量發(fā)展。