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如何建設新型電力系統?電力化、低碳化、分布化、數字化或是新型能源系統的基本要素

財聯社發布時間:2023-04-26 12:11:39  作者:郭松嶠

  需求側資源是電力發展進入新階段后,從用戶端解決電力供需平衡的新途徑。國家在“十四五能源規劃中,就首次提出需求側資源的目標,即到2025年,電力需求側響應能力達到最大用電負荷的3%~5%。

  目前,電力系統正在經歷著電源端清潔化、用戶端電氣化、電網側智能化的轉型,這一轉型為需求側資源的潛力挖掘和價值實現創造了有利的條件,需求側資源的作用也從傳統的削峰減少需求,擴展到靈活調節電力負荷、促進新能源消納。

  “傳統電力系統側重于通過電源側資源來滿足電力供需平衡,對需求側資源的潛力挖掘和重視都不夠。需要通過建立完善的響應機制和模式,鼓勵需求側資源參與提升電力系統的安全性和靈活性,從而實現自下而上的需求響應。”中國能源研究會能源政策研究室主任林衛斌在中國能源研究會與自然資源保護協會(NRDC)共同推出的“新型電力系統沙龍“系列活動上表示。

  林衛斌認為,未來新型電力系統將以用戶側需求側資源為核心,需求側資源的發展路徑,將引領一場電力革命。林教授同時提出,在發展需求側資源時,是否要使用“虛擬電廠”這個概念,可以進一步探討。“虛擬電廠”,是由實實在在的資源構成,包括分布式電源、儲能、柔性負荷等,都有實際的作用和價值。

  目前,我國虛擬電廠項目多數處于第一階段,隨著現貨市場的發展,虛擬電廠迎來新的機遇期,部分地方的現貨市場已經將虛擬電廠納入電力市場交易。

  華北電力大學電氣與電子工程學學院教授王鵬則從虛擬電廠發展的三階段入手,介紹了虛擬電廠在不同階段的發展模式:第一階段是邀約型階段,在沒有電力市場情況下,由政府部門或調度機構牽頭組織,各聚合商參與,共同完成邀約、響應和激勵流程;第二階段是市場型階段,虛擬電廠聚合商以類似于實體電廠的模式,參與電力現貨市場和輔助服務市場;第三階段是自主調度型階段,用戶、分布式能源可自由選擇調度主體,并實現跨空間的交易和結算。

  那么,在虛擬電廠發展的過程中,需要重視哪些問題呢?

  王鵬認為,其一,資源評估是前提。聚合商要對各種類聚合資源的調節方向、調節幅度、響應時間、持續時間、爬坡率等特征進行刻畫,并從技術能力、經濟價值、商業潛力、風險角度進行評估。其二,調度控制是核心。虛擬電廠要實時掌握用戶的可調用狀態,并將調度任務在內部資源間合理分配。其三,信息通信是基礎。需要保證控制指令和信息的上傳下達。其四,利益分配是關鍵。聚合商對用戶的指令執行、容量可靠性等進行評價,并考慮進聚合商與用戶的利益分配過程中。最后,運行機制觸靈魂。目前國內存在多種虛擬電廠模式,有政府牽頭電網企業組織管理的冀北、山西、深圳虛擬電廠模式,也有發電企業為主建設的綜合智慧零碳電廠模式,都涉及到體制機制運作的不同視角問題。

  “要從更高維度的經濟視角、而不是僅從技術物理型態看待新型電力系統建設。“國家發展改革委能源研究所研究員周伏秋提出,廣義的需求側資源,具有多重價值和效用,包括增強電力供應鏈安全穩定性、推動電力供應方式綠色低碳變革,尤其是提升電力產業鏈現代化水平;要通過需求側資源的深入挖掘利用,支撐電力產業從生產型向服務型、數智型轉變。為實現這一點,要有更高的格局、更多的思考和更新的理念。需求側資源有電源型、儲能型和負荷型,要聚焦負荷側的海量資源。

  “我國有數千萬個企業、四億多個家庭,如果都能參與電力系統互動,則電力數字經濟的未來發展有巨大的想象空間。要聚焦負荷型虛擬電廠的建設,來進行政策和體制機制的設計、完善和提升,同時要重視與電源型、儲能型虛擬電廠政策的協同。”周伏秋說。

  虛擬電廠概念出現在上世紀九十年代末,因此它適用于當時的數量和規模。隨著大量分布式電源的出現,未來電力系統本身不可能是大的集中系統。

  在中國社會科學院工業經濟研究所能源經濟室主任朱彤看來,在能源轉型背景下談虛擬電廠這個概念有很多的局限性,如果從市場層面來看這個問題,聚合商是一個更為合適的概念。我們需要跳出固有的控制和管理思路來設計體制機制。有兩個思維要轉變,一是要從技術思維轉向市場思維,通過市場機制解決不同利益主體的訴求、激發參與主體的偏好和潛力、發現價值和實現價值,形成價格信號傳遞出資源稀缺的時間和空間信息,從而實現成本回收。二是要從大電網為中心轉向以用戶、分布式為中心的思維,作為產銷者的用戶對電力系統的沖擊和影響是循序漸進的。

  新型電力系統中需求側成為關注的中心

  中國電力發展可以說是需求側發展的歷史,從最初的負荷控制、可中斷負荷,到后來出現的需求響應、分布式、儲能、虛擬電廠,需求側的內涵和表述都有了變化,但都可以界定為需求側資源。

  NRDC清潔電力高級顧問王萬興介紹,國際上早期在推動需求側管理方面有三種模式,其一是政府主導模式,由政府拿出資金補貼需求響應工作的開展;第二種是電力公司主導模式,由電力公司出資購買需求響應服務;第三種是第三方管理模式,由社會資本成立服務公司,聚合用戶參與需求響應項目。我國已經到了波動性新能源大規模接入電網的階段,全社會消納新能源的成本越來越高。在高質量發展的要求下,我們需要通過多種方式實現需求側資源的規?;l展。需求側資源的開發利用是技術經濟可行的方法,是降低全社會轉型成本的重要途徑。

  北京大學能源研究院副院長楊雷也認為,新型電力系統中需求側成為關注的中心,一是需求側本身也變成了供應側,二是需求側響應的潛力非常大,可以認為是更加經濟的系統靈活性資源,對于高比例風光等波動性可再生能源帶來的變化更加適應。傳統認為,工業大部分都是連續生產行業,需求響應的潛力有限。實際上,根據北大鄂爾多斯研究院的調研,需求響應的潛力非常大。即使在煉鋼和化工等傳統認為需求側響應不大的領域,通過流程改造,也可以挖掘出巨大的需求響應空間。市場化的價格是驅動新型商業模式,實現大規模需求響應的核心所在,必須深化電力改革,發揮市場優化資源配置的作用,通過電力市場反應供需的實時變化,傳遞出實時的價格信號?,F階段在增量配電網開展實時交易試點,打造區域現貨價格,可以探索更多經驗,是“先立后破”的現實路徑之一。新的模式一定要協同多方主體的利益訴求,盡量讓各參與方都能獲益,改革才能容易開展和深化。

  在中國能源研究會學術顧問吳吟看來,電力化、低碳化、分布化、數字化是新型能源系統的基本要素。電力系統從電源中心時代,經歷了電網中心時代,現在已經步入用戶中心時代。在推進虛擬電廠建設過程中,一方面要跳出慣性思維,以全新的視角整體謀劃適應用戶中心時代的新型電力系統;另一方面要回到現實中來,堅持先立后破,在地方政府積極性高、具備條件的局部地區搞試點,先把新的系統立起來,再逐步向外擴展。這期間,必須充分調動電網企業的積極性,一方面給電網企業下達開發虛擬電廠的任務要求;另一方面對營業范圍內建成虛擬電廠數量多、規模大的電網企業給予表彰獎勵。要按照中央的要求,深化電力體制改革,在發展先進生產力的同時處理好各種關系,推進虛擬電廠建設。

  來源:財聯社 作者:郭松嶠


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