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    儲能建設是電力系統變革的關鍵節點

    2018-6-15
    近日,《國家發展改革委 國家能源局關于提升電力系統調節能力的指導意見》(發改能源〔2018〕364號,以下簡稱《意見》)印發?!兑庖姟窂募涌焱七M電源側調節能力提升、科學優化電網建設、提升電力用戶側靈活性、加強電網調度的靈活性等方面提出了一系列政策措施。


    傳統思維下的三大調節要素


    需要調節的根源在于供給側與需求側存在不匹配,存在受自然力、技術水平、市場需求等方面因素限制約束下的不確定性波動。


    筆者認為,按傳統思維,電力系統調節能力的核心主要在于三個要素:


    一是供給側要素,包括電源是否持續、堅強、穩定,發電能力是否充足,緊急情況下是否具備較為充沛的機動調節能力等;


    二是需求側要素,也就是電能消費端的負荷總量、負荷分布、需求變化規律、靈活度等,關鍵在于兩點:一是可承受性,即極端情況下的最大負荷值與最大發電能力值的對比;二是可預測性,即根據工業建設、經濟發展、氣象條件、負荷波動等歷史因素能否對未來一定時間段的負荷峰谷值和變化規律作出盡量精確的測算;


    三是供給與需求之間的聯絡通道,也就是電網,包括網絡的輸送能力、調控水平、架構布局、技術與安全約束等。


    以上的思路是與電能的傳統技術特點相對應的,即其利用形式的瞬時性決定了供給側與需求側不匹配的情況下,系統調節存在天然的難度和矛盾;同時電能的輸送與利用高度依賴電力網絡,電網的質量與架構同樣成為影響系統調節能力的重要因素。按照現行管理體制,調度機構歸屬電網企業管理,電網實際的功能遠遠超出了輸送通道的作用,成為溝通調節電能供給、電能輸送、電能消費的關鍵節點。電網不論在電力系統整體技術調節能力還是整個電力系統體系架構中占有突出的比重。


    技術發展有望對現行架構帶來全新變革


        按照上文所述,傳統的發電、電網、用戶作為電力系統的主要要素,構成整個系統的主要元素架構,進而影響決定其生產組織和管理運行模式,并且電網在其中起著至關重要的作用。儲能技術的發展為上述問題提供了全新的思路。技術的突破不僅是生產力水平的突破,更會帶來系統格局和體制機制的革命性變革:電能即發即用的技術特征將隨著儲能技術發展發生革命性改變,發電側與用電側必須瞬時性一致的技術約束將伴隨儲能技術的不斷完善而逐漸削弱甚至消除。


    大力發展儲能技術,盡快形成技術先進、機制靈活、布局合理的儲能體系,將會從電力供給、電力需求、電力輸送網絡等各個方面為電力系統帶來全新變革,進而推動整個電力發展改革進程:


    從供給側看,儲能技術發展可以明顯擴大電力供給能力。


    《意見》指出“在調峰調頻需求較大、棄風棄光突出的地區,結合電力系統輔助服務市場建設進度,建設一批裝機容量1萬千瓦以上的集中式新型儲能電站”。


    發展儲能技術的意義不僅在于緩解棄風棄光,節約和充分利用資源,同時更增強了電力供給能力,使得電源側的供給保障大大提高。并且儲能克服了電能即發即用的局限,從整個電力系統調節能力建設角度考量,等于增加了一支高度機動的強大力量,可以有效應對負荷曲線的峰谷變化,妥善應對不時之需。


    從需求側看,儲能設施的建設使得一部分負荷視同有了較為穩定的電源,能夠減少用電負荷的波動,助力系統的調節:隨著技術發展和石墨烯等優質儲能載體的加工利用,儲能電池將體積更小、容量更大,若能較長時間保障居民用戶取暖、做飯等生活應用,就會緩解特定時段負荷的波動,同時也緩解了供給側的壓力。


    換而言之,能夠滿足用戶生活所需的儲能設施作為一種靈活電源,實現了電能供給側與需求側的近距離甚至零距離對接,供給與需求的距離縮短甚至消失,二者之間的靈活完美對接大大降低了系統調節的壓力和必要性。


    儲能體系建設最重大的意義在于對電網的影響。任何概念和體系都有成長、變化與衰減、滅亡的過程,必須用與時俱進的觀點考量電力系統的發展。電網作為電力供給與需求側的聯系通道和媒介,并非一定一成不變。儲能的發展就足以帶來突破和變革的可能。儲能設施相當于一個個靈活的電源,當儲能技術發展到一定程度,儲能體系較為完善時,電能需求側可以直接對接供給側,對電力網絡的依賴將大大降低。


    進而受電網輸送能力、運行質量、安全約束、架構布局、調度水平等因素密切影響的整個電力系統調節能力也會大大增強,因為傳統供給側與需求側之間掣肘系統調節能力的網絡被儲能體系一定程度上削弱或替代,整個電力系統調節的約束要素減少了,調節的水平自然也就提高了。等于輕裝上陣,輕松調節:傳統的電力系統三要素(電源、電網、用戶)有望變為兩要素,電能供給側與需求側的媒介及通道可能衰減甚至消失。同時,對網絡依賴性的降低,也減少了線路通道建設的經濟負擔和大面積停電等網絡系統性風險。


    增量配電業務宜與儲能建設密切配合


        “國家發展改革委、國家能源局《增量配電業務配電區域劃分實施辦法(試行)》辦法指出,“配電區域劃分應與國家能源政策相銜接”,“鼓勵以滿足可再生能源就近消納為主要目標的增量配電業務,支持依據其可再生能源供電范圍、電力負荷等情況劃分配電區域”。國家能源局印發的《2018年能源工作指導意見》指出“推動先進儲能技術應用”?!?br />

    發展儲能技術符合國家能源政策的指向。當儲能技術水平達到一定程度時,在棄風棄光較為嚴重的地區,選取較為適合工業和經濟社會發展的區域推廣大型儲能電站(不是指傳統抽水儲能電站,而是指采用大容量電池組等先進技術提供穩定持續電能的電站),引入有配電網運營權的售電公司建設運營,不僅僅有利于新能源的儲存與消納,更重要的意義在于出現了更為穩定、更為持續的新型電源--這種電源沒有即發即用的傳統壓力,可以從容應對需求側的變化與波動,同時能量的來源可以就地取材于風光等自然力,網絡輸送的必要性和約束性大大降低,如果儲能電站周邊配置較為合理的耗能企業和工業布局,完全有望形成不依賴電力輸送主網架,同時具備穩定性與靈活性的相對獨立的電能生產消費系統。


    電力是經濟發展的晴雨表。


    通過儲能技術發展和儲能體系建設的推進,有望有效改進傳統的電力系統架構,縮小乃至消除電力供給側與需求側的距離與阻隔,減小因網絡輸送對電力系統調節能力及系統穩定性和安全約束水平的影響,通過技術性的突破與革命改善傳統的體制架構。


    應該把握時代脈搏,以勇于創新和改革進取的精神大力推進儲能體系建設,最大限度發揮儲能在提高電力系統調節能力、推進電力體制改革、推動清潔能源消納利用、帶動區域經濟發展、助力脫貧攻堅等方面的積極作用。
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