“棄電率”作為國家能源主管部門嚴(yán)控的新能源消納指標(biāo)，長期以來受到廣泛關(guān)注，但隨著“碳中和”目標(biāo)的提出和新能源規(guī)模的高速增長，應(yīng)該重新審視這一指標(biāo)對(duì)于新能源并網(wǎng)的約束力。
十三五期間，“新能源棄電”問題長期困擾著新能源的發(fā)展。國家能源主管部門采取了大量措施減少棄電，并取得了顯著成效。以風(fēng)電為例，2016年我國風(fēng)電裝機(jī)1.49億千瓦，年棄電量497億千瓦時(shí)，2020年風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到2.81億千瓦，年棄電量約166億千瓦時(shí)，實(shí)現(xiàn)了裝機(jī)容量增加同時(shí)，新能源棄電量的減少。
新能源棄電量下降的同時(shí)，新能源并網(wǎng)難的問題卻不容忽視。國家發(fā)改委、國家能源局于2018年底聯(lián)合下發(fā)了《清潔能源消納行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020年）》，提出將新能源棄電率嚴(yán)控在5%以內(nèi)的要求。但是，執(zhí)行過程中，部分區(qū)域以無法完成棄電率要求為由，對(duì)新能源并網(wǎng)加碼，造成了新能源并網(wǎng)難的問題，甚至屢屢出現(xiàn)建設(shè)完成后“曬太陽”的情況。
隨著“碳中和”宏偉愿景的提出，需要新能源以更快的速度進(jìn)行建設(shè)和替代。2020年在去補(bǔ)貼政策刺激下，新增風(fēng)電裝機(jī)7167萬千瓦，太陽能發(fā)電4820萬千瓦，風(fēng)、光新增裝機(jī)之和約為1.2億千瓦，但這僅是一個(gè)開始。根據(jù)國家發(fā)改委能源研究所的預(yù)計(jì)，實(shí)現(xiàn)2060年碳中和目標(biāo)需要“60億千瓦風(fēng)電+太陽能”發(fā)電裝機(jī)，這需要風(fēng)電和太陽能發(fā)電的繼續(xù)保持2020年跨越式發(fā)展的勢頭。未來新能源并網(wǎng)比例的高速增長將成為常態(tài)，而繼續(xù)保持其高利用率則面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，以嚴(yán)控棄電率為由限制新能源并網(wǎng)的方式需要進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于電力系統(tǒng)而言，促進(jìn)新能源消納，主要可以從規(guī)劃和運(yùn)行兩個(gè)角度考慮：
從電力系統(tǒng)規(guī)劃的角度，中國能源轉(zhuǎn)型需要能源結(jié)構(gòu)的全局優(yōu)化，尤其是用能結(jié)構(gòu)的調(diào)整。新能源消納的關(guān)鍵在中東部地區(qū)，而非新能源資源豐富的“三北”地區(qū)。“三北”地區(qū)僅依靠各自優(yōu)化系統(tǒng)調(diào)度和提升系統(tǒng)靈活性，充其量只能解決現(xiàn)有存量問題，仍需進(jìn)一步發(fā)展本地負(fù)荷，并開拓新能源發(fā)電外送的途徑。近年東部地區(qū)已經(jīng)上了大批的火電項(xiàng)目，壓縮了遠(yuǎn)端新能源的消納空間，從而導(dǎo)致能源整體布局不合理。需從全局出發(fā)，以負(fù)荷水平作為設(shè)定新能源消納責(zé)任權(quán)重的主要依據(jù)，發(fā)揮中東部地區(qū)消納新能源的潛力。
從電力系統(tǒng)運(yùn)行的角度，新能源間歇性的出力特點(diǎn)需要更充裕的系統(tǒng)靈活性。由于電力系統(tǒng)的特殊性，在近期內(nèi)尚無法實(shí)現(xiàn)電能的大規(guī)模經(jīng)濟(jì)存儲(chǔ)的情況下，電力實(shí)時(shí)平衡仍然是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。間歇性發(fā)電難以實(shí)現(xiàn)全天候的負(fù)荷跟蹤，需要靈活性資源適時(shí)彌合其發(fā)電出力與負(fù)荷需求之間的偏差。系統(tǒng)靈活性的有效提升，有賴于“源網(wǎng)荷”資源的共同參與。電源側(cè)需要大力發(fā)展靈活發(fā)電技術(shù)。
對(duì)于常規(guī)電源，一方面投建具有大范圍調(diào)節(jié)能力的機(jī)組，另一方面對(duì)存量機(jī)組進(jìn)行靈活性改造。對(duì)于新能源，應(yīng)多途徑提升自身并網(wǎng)友好性，例如：除在經(jīng)濟(jì)性允許情況下加裝儲(chǔ)能外，風(fēng)電也可借鑒《光伏發(fā)電系統(tǒng)效能規(guī)范》的思路，適當(dāng)調(diào)整風(fēng)電場的容量核定依據(jù)，由投資商根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，靈活選擇機(jī)組額定容量配置，在不超核定容量的運(yùn)行要求下，允許其通過主動(dòng)棄風(fēng)、抬高出力、預(yù)留容量等方式降低峰谷差，主動(dòng)優(yōu)化和平滑輸出曲線，減少小概率風(fēng)電出力時(shí)段對(duì)靈活性資源和備用的大幅占用。
電網(wǎng)側(cè)需發(fā)揮資源配置平臺(tái)的樞紐作用，統(tǒng)籌調(diào)配靈活性資源，消除新能源送出的線路阻塞，提升輸電網(wǎng)絡(luò)利用率，優(yōu)化跨省區(qū)跨通道運(yùn)行曲線。需求側(cè)需挖掘柔性調(diào)節(jié)潛力，適應(yīng)新能源出力的時(shí)間特性，在“削峰”的基礎(chǔ)上，還要具備“填谷”的能力。
系統(tǒng)性的問題，需要系統(tǒng)性的方法來解決。為實(shí)現(xiàn)“30·60”的宏偉目標(biāo)，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的規(guī)劃和運(yùn)行方式已遇到瓶頸，需要依賴新技術(shù)、新模式、新機(jī)制的整體創(chuàng)新，通過科學(xué)規(guī)劃、潛力挖掘和市場引導(dǎo)，切實(shí)提升新能源消納水平，而不應(yīng)因噎廢食，反過來將“棄電率”目標(biāo)作為限制新能源發(fā)展的邊界約束。
作者系金風(fēng)設(shè)計(jì)研究院楊萌 孫浩 高超
