新能源消纳关键因素分析及解决措施研刘明放

新能源消纳关键因素分析及解决措施研刘明放

刘明放

刘明放

（铜川市王益区王家河工业园区管委会陕西铜川727000）

摘要：本文从不同角度对影响我国新能源消纳关键因素进行深度分析，通过原因分析，查找问题症结所在，提出了对应的解决措施，提供了科学合理的建设性意见，对有效提高我国新能源的消纳水平，缓解当前严重的弃风、弃光问题，破解当前新能源发展难题起到了积极指导作用，从而达到推动我国新能源建设持续健康发展的目的。

关键词：弃风弃光；多措并举；健康发展

绪论：

近年来，我国新能源发电规模快速增长，取得了举世瞩目的发展成绩，同时也出现了较为严重的弃风、弃光问题。截至2015年底，我国风电累计装机容量达到128.30GW，太阳能发电装机容量43.18GW，累计装机容量达到171.48GW，高居世界第一位。由于风电和光电具有随机性、间歇性和波动性三大特性，所以新能源的大规模消纳问题就一直是世界性的难题。因为我国的资源分布特点、电力系统稳定和电力市场机制问题，新能源的消纳面临着巨大的挑战。随着新能源的大规模开发，我国局部地区特别是西北地区的新能源消纳矛盾逐渐凸显，弃风率和弃光率非常之高，引起了国家的极大重视和社会各界的广泛关注。

1.影响我国新能源消纳关键因素分析

1.1“弃风弃光”的直接原因有以下四个方面：

一是电力系统检修或故障。其是指在电力系统中，靠近风电场或光伏系统一定距离的元器件出现计划检修或事故停运时，风电场和光伏系统的电力送出受到影响而产生弃风弃光。一般来说，电力设备出现故障属于小概率事件，因此因电力系统检修或故障原因造成弃风弃光电量占总弃风弃光量的比重不高，大致在10%以下。

二是电力系统调峰调频能力不足。我国西北、华北和东北“三北”地区的电源结构以煤电为主，其中供热机组又占有相当大的比重。冬季为了满足供热需求，供热机组调峰能力有限，不能接纳更多的新能源电力并网。目前，东北以及华北局部地区的弃风弃光现象，都主要受这一因素的影响，且新疆、内蒙古等地区的大量自备电厂甚至不参与系统调峰。

三是配套电网规划建设滞后，省区间和网间外送消纳受限。配套电网规划建设滞后于风电光电项目并网运行的需求，是造成目前一些局部地区弃风弃光的重要原因。例如新疆达坂城地区是新疆风电建设的重点区域，由于当地盐湖220kV变电站和东郊750kV变电站扩建施工，影响了风电的送出，造成了7亿kWh的弃风。

四是一些地区的风力和光伏发电建设规模与本地负荷水平不匹配，市场消纳能力有限，也就是说电力能够发出来却用不了。

1.2“弃风弃光”的根本原因有以下五个方面：

一是电力系统灵活调节表现能力较弱，现有灵活性未能得到充分挖掘。我国的电源结构以常规火电为主，目前我国火电机组（热电机组）的调峰现状远低于国际水平，仍沿用20世纪80年代初的火电调节指标进行运行考核，大量中小火电机组、热电机组仍旧然采用传统技术方案和运行方式，没有针对新的需求进行改造升级提升灵活性，技术潜力没有充分释放。另外国际经验表明：需求侧响应是增加电力灵活性的重要手段。但我国需求侧响应尚处于研究示范阶段，未能发挥出真正的作用。

二是电力运行调度系统的传统“计划”方式已经无法适应新时代新能源的发展。目前，各类电厂年运行小时数主要依据年发电计划确定，各地经济运行主管部门甚至对每一台机组下达发电量计划。由于火电年度电量计划为刚性计划，火电企业和地方政府不愿意让出火电电量空间，调度系统为了完成火电年度计划不得不限制可再生能源发电的电量空间。传统“计划”方式不能适应新能源波动性的特点和需要，无法保障可再生能源发电优先上网。

三是电网输送通道难以满足可再生能源电力现在的发展需求。我国风电和光电主要集中开发投产于西部低负荷地区，在当地消纳的同时仍需要外送，但在现有电力电网规划、建设和运行方式下，电源电网统筹协调不足，电力输送通道在建设进度、输送容量、输送对象上都难以满足可再生能源电力发展需求。

四是可再生能源电力消纳市场和机制没有完成落实。未来随着西南和“三北”地区风电、太阳能发电规模大幅度地增长，市场消纳空间逐渐成为可再生能源消纳的最大瓶颈，现在以“电量计划”、“固定价格”和“电网垄断”等为特征的体系已不能适应可再生能源的发展。另外，目前我国的电力运行管理总体是以省为实体进行管理，同时跨省跨区输送未纳入到国家能源战略制定的长期跨地区送受电计划中，各省对接纳外省的可再生能源电力积极性不足。

五是电力市场化程度低。可再生能源优先调度受到原有电力运行机制和刚性价格机制的限制，难以落实节能优先调度等行政性规定。其次，目前我国电网企业既拥有独家买卖电的特权，又通过下属的电力调度机构直接组织和协调电力系统运行，拥有电网所有权和经营输电权，具有垄断性，不利于电力市场主体自由公平交易。

2.新能源消纳的解决措施

为解决我国的新能源消纳问题，国家计划综合采取多项措施：

一是国家电网公司提出“绿色电能、高效用电”，将构建西部、东部两个同步电网。到2020年，新能源跨省跨区输送规模将可超过1.5亿千瓦，从而实现更大范围的风光互补，大规模输送和优化配置，同时弃风弃光率可以控制在5%的合理范围内，这将从根本上解决西部地区清洁能源的消纳难题，保障清洁能源能够高效利用。

二是通过储能设施建设，可实现可再生能源电力更加稳定和可控制的输出，促进其并网消纳。另外，通过并网方式、控制技术、输电技术和调度技术的创新也可有效地改善风电和光电的消纳问题。

三是建立“绿证”配额制度，用市场化机制促进新能源电力消费，强化新能源市场供给优先权。对于清洁能源电力，凭“绿证”配额可优先上网，优先出售；对于新能源电力建设和交易没有达到指标的企业，强制其从其他企业购买“绿证”，完成配额考核；我国的大型能源消费企业必须持“绿证”完成一定比重的新能源电力消费，并以此得到国家政策的优惠。

四是主动改善负荷特性，从全民经济最优的角度维持电力系统运行的高度可靠性。电网公司可以通过需求侧管理，用最少成本获取灵活性来保证系统安全运行，减少由于新能源电力导致的电网扩建问题，从而提高新能源消纳效率。

3.结论

我国新能源以集中式开发为主，主要布局在西部和北部地区。当地的市场消纳空间有限，电网跨区输送能力不够，火电调峰能力严重不足，市场机制尚不完善，是造成当前新能源消纳矛盾的主要原因。要破解新能源发展难题，需要从电源、电网、用户、市场等多个环节入手，多措并举、综合施策。

在电源侧要加强调峰能力建设，扩大抽蓄、燃机等灵活调节电源的比例，提升火电机组调峰能力，提高供热机组调峰深度。在电网侧要加快跨区跨省通道建设，扩大新能源配置范围，统筹发挥大电网配置及平衡能力。在用户侧要推进电能替代，加快微电网、储能、“互联网+”智慧能源等技术攻关，用市场办法引导用户参与调峰调频，主动响应新能源出力变化。在体制机制方面，要完善火电调峰补偿机制，加快构建全国统一电力市场，建立有利于打破省间壁垒、促进清洁能源跨区跨省消纳的电价机制和新能源配额制度。

上述措施实施后，肯定能够有效提高我国新能源的消纳水平，缓解当前严重的弃风、弃光问题，从而推动我国新能源持续健康地发展。

参考文献：

[1]杜恒，何欢，李威，王孝春，魏雷.新能源消纳关键因素分析及解决措施研究[J].中国战略新兴产业，2017（24）：39.

作者简介：

刘明放，男，汉族，陕西铜川人，出生于1967年2月15日。1991年7月毕业于西安建筑科技大学自动控制系工业电气自动化专业；大学学历，电气工程师职称；现任陕西省铜川市王益区王家河工业园区管理委员会总工程师。