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黨的十九屆五中全會提出，“生態文明建設要實現新進步”，并強調加快推動綠色低碳發展，推進能源革命，能源資源配置更加合理、利用效率大幅提高，主要污染物排放總量持續減少，生態環境持續改善。而在此前的第七十五屆聯合國大會一般性辯論上，國家主席習近平向世界宣示，“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”。這意味著今后較長時期，我國電力清潔化必須提速，以風電和光伏發電為主的新能源將迎來加速發展。

一、“十四五”新能源發展形勢

（一(yi)）新能源(yuan)裝機(ji)增長將(jiang)更加強勁

“十三五”期間，我國新(xin)能源裝機年均增(zeng)長(chang)約(yue)6000萬(wan)千(qian)(qian)瓦，增(zeng)速為32%，是(shi)全(quan)(quan)球增(zeng)長(chang)最快(kuai)的(de)國家。截至2019年底(di)，我國新(xin)能源裝機容量達(da)到4.14億(yi)千(qian)(qian)瓦，占全(quan)(quan)部(bu)電力裝機的(de)20.63%，其中風電2.1億(yi)千(qian)(qian)瓦、光伏(fu)發(fa)電2.04億(yi)千(qian)(qian)瓦，新(xin)能源發(fa)電量6300億(yi)千(qian)(qian)瓦時，占全(quan)(quan)部(bu)發(fa)電量的(de)8.6%。

“十四五”期間，隨著風(feng)(feng)電(dian)和(he)光(guang)伏(fu)發(fa)(fa)電(dian)技術的不斷進步(bu)，資(zi)源(yuan)豐(feng)富(fu)地區的風(feng)(feng)電(dian)、光(guang)伏(fu)發(fa)(fa)電(dian)將(jiang)(jiang)逐(zhu)步(bu)全面實現平價上網，成(cheng)本優勢以及碳中和(he)目標的要(yao)求，推動新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)發(fa)(fa)展速度進一步(bu)加快。“十四五”期間，預計我國年均新(xin)增新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)裝機將(jiang)(jiang)遠超過(guo)6000萬千瓦，達到1億千瓦的規模(mo)。

（二）分(fen)布式新能源和儲能快(kuai)速發展

隨著光(guang)伏發電成本的(de)(de)下降(jiang)、平價上網政策的(de)(de)實施以及(ji)中東(dong)部(bu)地區基本全額消納(na)的(de)(de)電力系統條件，分布式光(guang)伏發電將以“全民光(guang)伏”的(de)(de)形(xing)式迅速(su)增長。加之儲能(neng)電池成本的(de)(de)快速(su)下降(jiang)，“光(guang)伏+儲能(neng)”、大(da)規模(mo)儲能(neng)、綜(zong)合能(neng)源(yuan)系統等(deng)將在用戶(hu)側全面發展，分布式光(guang)伏裝(zhuang)機(ji)容量很快將超過集中式光(guang)伏裝(zhuang)機(ji)容量。

（三）新能源裝機布局變化(hua)明顯

“十(shi)四五”期(qi)間，受“三北”地(di)區新(xin)能源消(xiao)(xiao)納(na)困難影響(xiang)，新(xin)能源裝機空間分(fen)布(bu)將(jiang)繼(ji)續(xu)向消(xiao)(xiao)納(na)形(xing)勢較好的中東(dong)部轉(zhuan)移。另外(wai)，隨著技術(shu)進步、成(cheng)本下降(jiang)和建(jian)設經驗的積累(lei)，“十(shi)四五”期(qi)間我國(guo)海(hai)上(shang)(shang)風電(dian)將(jiang)迎來大發展，具(ju)備建(jian)設條件的海(hai)上(shang)(shang)風電(dian)將(jiang)全(quan)面開工，接入消(xiao)(xiao)納(na)條件好的華(hua)北、華(hua)東(dong)電(dian)網。我國(guo)將(jiang)成(cheng)為(wei)全(quan)球海(hai)上(shang)(shang)風電(dian)增速最快、潛力(li)最大的國(guo)家。

（四(si)）市場成(cheng)為促進新能源消納的有(you)力手段

電(dian)力(li)市(shi)場化改(gai)革繼(ji)續向縱深(shen)發展(zhan)，調峰調頻等(deng)輔助(zhu)服(fu)務(wu)、省(sheng)間電(dian)力(li)交易、現貨市(shi)場等(deng)將快速(su)發展(zhan)，市(shi)場機(ji)制不斷(duan)完善，新(xin)能(neng)源電(dian)力(li)將越來越多通(tong)過市(shi)場來消納，市(shi)場將成為促進新(xin)能(neng)源消納的有(you)力(li)手段。

二、新能源消納面臨的挑戰

目前，全(quan)國(guo)6個省(sheng)（區）新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)裝機(ji)占比(bi)超(chao)過30%，7個電網新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)發電量占比(bi)超(chao)過20%，局部(bu)地(di)區已經形成了(le)高(gao)比(bi)例(li)(li)新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)電力系(xi)統。受(shou)風/光資(zi)源(yuan)、土地(di)資(zi)源(yuan)等因素影響，當(dang)前新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)占比(bi)高(gao)的省(sheng)（區）的裝機(ji)仍將進一步發展。“十四五(wu)”期間，高(gao)比(bi)例(li)(li)新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)電力系(xi)統將從局部(bu)地(di)區向全(quan)國(guo)擴展，且比(bi)例(li)(li)進一步提升。未(wei)來新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)消納將面(mian)臨諸多挑戰。

（一）高比例新(xin)能源加大電(dian)力(li)系統電(dian)力(li)平(ping)衡難度

新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)隨(sui)機波動性強，高比(bi)例新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)并網將(jiang)導致發電(dian)波動大幅增加，2019年(nian)國家電(dian)網有限公司經營(ying)范圍(wei)內新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)日最大功率(lv)波動已(yi)(yi)超過1億千瓦(wa)，山東、山西、寧夏(xia)、新(xin)疆(jiang)等(deng)地區日最大功率(lv)波動已(yi)(yi)超過1000萬千瓦(wa)。在電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)跟(gen)隨(sui)負荷變化調(diao)(diao)節(jie)的運行要(yao)求下，其他(ta)常規電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)必須(xu)跟(gen)隨(sui)新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)波動調(diao)(diao)節(jie)。然而，我國電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)結構以火(huo)電(dian)為主，可隨(sui)新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)波動靈活調(diao)(diao)節(jie)的電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)較少(shao)，未來高比(bi)例新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)并網將(jiang)導致電(dian)力平(ping)衡非常困難。

（二）高比例新能(neng)源并(bing)網導致電網安全穩定運行(xing)風險(xian)劇增(zeng)

新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發(fa)電(dian)(dian)具有弱支(zhi)撐性和低抗擾性，隨著新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)大(da)(da)規(gui)模接入(ru)，常規(gui)電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)被(bei)大(da)(da)量(liang)替代，系統轉(zhuan)動慣量(liang)和調(diao)頻(pin)(pin)、調(diao)壓能(neng)(neng)(neng)(neng)力持(chi)續(xu)降低，電(dian)(dian)網(wang)發(fa)生大(da)(da)范(fan)圍(wei)、寬頻(pin)(pin)帶(dai)、連鎖性故障的風險持(chi)續(xu)累積。同時新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)機(ji)組(zu)有功調(diao)節能(neng)(neng)(neng)(neng)力不(bu)足(zu)，導致系統頻(pin)(pin)率控(kong)制(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)力不(bu)斷(duan)下(xia)降，故障沖擊下(xia)，電(dian)(dian)網(wang)頻(pin)(pin)率跌落速度(du)更快(kuai)、幅(fu)度(du)更大(da)(da)。新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)集中接入(ru)地區短(duan)路電(dian)(dian)流水平普遍較(jiao)低，故障沖擊下(xia)電(dian)(dian)壓波動大(da)(da)，易引(yin)發(fa)新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)連鎖脫網(wang)事(shi)故。此(ci)外，大(da)(da)量(liang)分布(bu)式(shi)新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)接入(ru)配電(dian)(dian)網(wang)可能(neng)(neng)(neng)(neng)引(yin)起系統功率失衡、線路過載、節點電(dian)(dian)壓超限等問題，對供電(dian)(dian)可靠性帶(dai)來極大(da)(da)挑戰。

（三(san)）新(xin)能源發(fa)電單元與可控負(fu)荷信息(xi)感知能力(li)不足，難以支撐精(jing)細化(hua)調控

新能源(yuan)發電單元總量遠超(chao)常(chang)規水電、火(huo)電機組(zu)，全國目前有超(chao)過6000座大型新能源(yuan)電站和(he)幾百萬(wan)個低壓接(jie)入的分布式發電系統(tong)，未來新能源(yuan)發電單元數量將達到數千萬(wan)，氣象(xiang)環境、運行控制等(deng)各類信(xin)號數十億個。新能源(yuan)發電設備運行狀態感知(zhi)能力弱，運行管理極(ji)其(qi)復雜(za)，現有信(xin)息化(hua)手段不能充分滿(man)足新能源(yuan)功率預(yu)測與控制、可控負荷(he)與新能源(yuan)互動等(deng)需(xu)要。

（四）高(gao)比例(li)新能源(yuan)對電力市場機制建設提(ti)出新的(de)要求

隨著我國(guo)(guo)(guo)電(dian)力(li)(li)市(shi)(shi)(shi)場(chang)(chang)建設逐步深入，多地區開(kai)展了(le)基于中長期(qi)電(dian)量交易(yi)的(de)發電(dian)權置換(huan)、大用戶交易(yi)等(deng)新(xin)能源(yuan)(yuan)市(shi)(shi)(shi)場(chang)(chang)化交易(yi)品(pin)種(zhong)。但受風(feng)光(guang)資源(yuan)(yuan)特性影(ying)響(xiang)，高比(bi)例新(xin)能源(yuan)(yuan)波動需通(tong)過實時(shi)電(dian)力(li)(li)平衡進行消納(na)，實時(shi)市(shi)(shi)(shi)場(chang)(chang)中新(xin)能源(yuan)(yuan)低邊際(ji)成(cheng)本降低了(le)市(shi)(shi)(shi)場(chang)(chang)出(chu)(chu)清價(jia)格(ge)，影(ying)響(xiang)靠電(dian)量市(shi)(shi)(shi)場(chang)(chang)收益的(de)常規電(dian)源(yuan)(yuan)獲益，長期(qi)造成(cheng)發電(dian)資源(yuan)(yuan)充(chong)裕性不足，對(dui)容量市(shi)(shi)(shi)場(chang)(chang)設計提出(chu)(chu)新(xin)的(de)需求。如何建立一套適合(he)我國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)情且(qie)滿足高比(bi)例新(xin)能源(yuan)(yuan)消納(na)的(de)電(dian)力(li)(li)市(shi)(shi)(shi)場(chang)(chang)交易(yi)機制面(mian)臨挑戰。

三、相關措施建議

新能源消(xiao)(xiao)納(na)涉及(ji)(ji)電力系(xi)統發(fa)、輸、配、用多個環節，與發(fa)展方(fang)式、技術(shu)進步、市場機(ji)制以及(ji)(ji)政策措施等密切相關，實現新能源高效消(xiao)(xiao)納(na)，既要(yao)遠(yuan)期規劃(hua)，又要(yao)有運行優化，既要(yao)技術(shu)驅(qu)動，也(ye)需要(yao)政策引(yin)導和市場機(ji)制配合。

（一(yi)）加強新能(neng)源與靈活調節電源統籌規劃

一方(fang)面考(kao)(kao)慮(lv)新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)資(zi)源(yuan)(yuan)的(de)差異性(xing)，進一步開展全(quan)國風能(neng)(neng)(neng)(neng)、太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)(neng)等新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)資(zi)源(yuan)(yuan)勘查和(he)評估，確(que)保資(zi)源(yuan)(yuan)的(de)精(jing)準、高效利(li)用；充分利(li)用風、光資(zi)源(yuan)(yuan)自身互補性(xing)，在全(quan)國范圍廣域優化布(bu)局新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)，制定各區年度(du)新(xin)(xin)增建設規(gui)模、裝機布(bu)局和(he)開發時(shi)序。另一方(fang)面加強新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)開發與靈活(huo)調(diao)(diao)節電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的(de)協調(diao)(diao)規(gui)劃(hua)。考(kao)(kao)慮(lv)新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發電(dian)(dian)(dian)波動性(xing)，在發展新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)的(de)同時(shi)，優化電(dian)(dian)(dian)化學儲能(neng)(neng)(neng)(neng)、抽水蓄(xu)能(neng)(neng)(neng)(neng)、燃氣電(dian)(dian)(dian)站等靈活(huo)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)規(gui)劃(hua)，支撐新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消納(na)能(neng)(neng)(neng)(neng)力持續提(ti)升。

（二）提升新能源(yuan)并網調度運(yun)行管理水平，實現(xian)新能源(yuan)高效消納

借(jie)助人工智能(neng)(neng)(neng)、大(da)數據等新技(ji)術，提升(sheng)電(dian)網(wang)(wang)對(dui)海量新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)發電(dian)設(she)備的(de)(de)運行(xing)(xing)管理能(neng)(neng)(neng)力(li)，提升(sheng)新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)基礎數據質量和預測建(jian)模的(de)(de)智能(neng)(neng)(neng)化(hua)水(shui)平，建(jian)立高(gao)精度、高(gao)可信(xin)度的(de)(de)新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)功率預測系統(tong)，為高(gao)比(bi)例新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)并(bing)網(wang)(wang)優化(hua)運行(xing)(xing)奠定堅(jian)實基礎；從源(yuan)、網(wang)(wang)、荷、儲、市場交(jiao)易等多(duo)方(fang)面發力(li)，不斷挖掘電(dian)力(li)系統(tong)運行(xing)(xing)靈(ling)活性，提升(sheng)適應新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)隨機波動性的(de)(de)調(diao)度運行(xing)(xing)水(shui)平和風險防御能(neng)(neng)(neng)力(li)，支(zhi)撐高(gao)比(bi)例新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)高(gao)效消納。加快推(tui)進新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)并(bing)網(wang)(wang)技(ji)術標準升(sheng)級，加強(qiang)新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)并(bing)網(wang)(wang)性能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)檢測認證和在線評(ping)估，提升(sheng)高(gao)比(bi)例新能(neng)(neng)(neng)源(yuan)安全(quan)運行(xing)(xing)水(shui)平。

（三(san)）發揮(hui)市(shi)場配置(zhi)資源的作用(yong)，促(cu)進(jin)新能源消納

考慮(lv)中長期市(shi)場(chang)、現(xian)貨市(shi)場(chang)、輔助服務市(shi)場(chang)與容量市(shi)場(chang)，完(wan)善高(gao)比(bi)例(li)新能源消納的市(shi)場(chang)機制(zhi)，加(jia)快推(tui)進適(shi)應(ying)波動性新能源消納的市(shi)場(chang)體系建設(she)，發揮市(shi)場(chang)在更大(da)范圍內優(you)化配置資源的作(zuo)用。建立適(shi)應(ying)高(gao)比(bi)例(li)新能源的消納考核機制(zhi)，核算不同地區新能源發電技術經(jing)濟性，以全社會效益最大(da)為目標，分省（區）設(she)置合理的新能源利用率(lv)考核指標。

（四）加強科研(yan)攻關，引領新(xin)能源(yuan)高(gao)質量發展

加快太陽能(neng)(neng)發電(dian)、海上風電(dian)等基礎(chu)設(she)施及相關測試(shi)平(ping)臺(tai)建設(she)，提升新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發電(dian)對系統運行(xing)的主動支(zhi)撐和并網(wang)(wang)友好性(xing)(xing)能(neng)(neng)，促進新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)發電(dian)設(she)備(bei)性(xing)(xing)能(neng)(neng)升級，使(shi)新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)成(cheng)為優(you)質(zhi)電(dian)源(yuan)(yuan)。建立大規模(mo)新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)集群多場站、跨時(shi)空尺度協(xie)調仿(fang)真平(ping)臺(tai)，攻關高比(bi)例新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)并網(wang)(wang)的電(dian)力系統安全穩定運行(xing)技術瓶頸，提出(chu)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)轉型中(zhong)新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)與電(dian)網(wang)(wang)安全運行(xing)協(xie)調發展技術解決方案，引領(ling)新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)高質(zhi)量發展。

注：本文作者王偉勝系中國電力科學研究院副總工程師、新能源研究中心主任。原文首發于《電力決策與輿情參考》2020年11月27日第46、47期