風電和光伏發(fā)電具有的波動性和間歇性特點,對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行造成很大影響,直接關(guān)系到可再生能源的并網(wǎng)消納。當前日本可再生能源并網(wǎng)面臨三大難題:一是“并網(wǎng)困難”,系統(tǒng)消納空間有限是主要原因;二是“并網(wǎng)不公”,可再生能源不能獲得優(yōu)先甚至平等的調(diào)度機會;三是“并網(wǎng)昂貴”,可再生能源不得不承擔高額的電網(wǎng)增擴容等配套費用。綜合來看,電網(wǎng)靈活性不足是造成三難問題的根源。
針對“并網(wǎng)困難”的問題,日本將推行新的輸配電管理制度,其首要目標是最大限度釋放已有電網(wǎng)的靈活性。因此,日本主要采取優(yōu)化系統(tǒng)運行、調(diào)整輸電模式、放開部分并網(wǎng)約束等方法解決這一問題。
針對“并網(wǎng)不公”的問題,日本將加強可再生能源發(fā)電的經(jīng)濟調(diào)度。今后日本電力調(diào)度將擴大調(diào)度范圍,涵蓋各類再生能源,簡化并網(wǎng)手續(xù),開放系統(tǒng)容量市場,在滿足電網(wǎng)安全和供電質(zhì)量的前提下,優(yōu)先調(diào)度可再生能源發(fā)電,以實現(xiàn)最低發(fā)電成本的經(jīng)濟調(diào)度。
針對“并網(wǎng)昂貴”的問題,將建立公平合理的電網(wǎng)成本分攤機制?稍偕茉窗l(fā)電所固有的不確定性要求其大規(guī)模并網(wǎng)往往需要對輸電容量進行增擴容,以加強電網(wǎng)的輸送能力。因此,必須對現(xiàn)有的輸電線路進行改造,一方面增加輸電容量,電網(wǎng)增擴容實行公開招標,工程費用將由相關(guān)企業(yè)共同負擔;另一方面通過改革和提質(zhì)增效有效削減現(xiàn)有電網(wǎng)利用成本,防止電網(wǎng)成本轉(zhuǎn)嫁給發(fā)電側(cè),并網(wǎng)工程費用由一次性付款改為分期支付,以減輕業(yè)主負擔。
提升調(diào)節(jié)能力
風電和光伏發(fā)電等不確定性可再生能源接入電網(wǎng)需要確保電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力,以平滑發(fā)電系統(tǒng)輸出波動性,保持電力供需平衡。但既有電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)表現(xiàn)能力較弱,因而電源調(diào)峰調(diào)頻能力受限。因此,當下最重要的是提高和釋放電力系統(tǒng)靈活性,以保障可再生能源并網(wǎng)及其電能質(zhì)量。
精細優(yōu)化運行計劃,縮減調(diào)度間隔和關(guān)停機時間,以提高系統(tǒng)效率;一方面充分發(fā)揮火力發(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電本身所具備的可調(diào)節(jié)性,包括火電機組低功率保護機制、自動頻率控制(AFC)、每日啟停運行(DSS)等,確保電網(wǎng)運行的靈活性;另一方面,提高發(fā)電量預(yù)測和電網(wǎng)負荷預(yù)測精度。天氣預(yù)報力爭做到準確及時,盡可能實現(xiàn)當天預(yù)報發(fā)電量,減少預(yù)測值與實際值的誤差,以減少電力調(diào)度頻次和間隔。
增加儲能系統(tǒng)參與市場調(diào)度,通過需求響應(yīng)和智能電網(wǎng)提高負荷彈性。大規(guī)模可再生能源接入光靠火電和抽水蓄能發(fā)電調(diào)峰是不夠的,必須利用蓄電池等儲能技術(shù)、分布式能源的虛擬電廠技術(shù)(VPP)、電轉(zhuǎn)氣技術(shù)(P2G)增加電力調(diào)節(jié)能力。需求側(cè)響應(yīng)是增加電力靈活性的重要手段,利用需求響應(yīng)技術(shù)(DR)可大大增強調(diào)節(jié)能力,F(xiàn)在日本光伏供給過剩的發(fā)電量主要用于抽水蓄能發(fā)電,今后將主要利用需求響應(yīng)技術(shù)來調(diào)整電網(wǎng)供需平衡。大力利用這些低碳調(diào)峰組合技術(shù)還有助于推動節(jié)能減排目標的實現(xiàn)。
優(yōu)化跨區(qū)電力調(diào)度,通過市場創(chuàng)新挖掘電源自身的調(diào)峰潛力。2017年4月,日本首開“負瓦特交易市場”,將消費者節(jié)約的電量作為輸配電與電力零售的調(diào)節(jié)工具;2018年5月,日本又設(shè)立了“非化石能源市場”,開辟了以自家消費為主的可再生能源市場交易通道;2020年還將創(chuàng)建“供需調(diào)整市場”,實行跨區(qū)域的廣域電力調(diào)配;今后還計劃創(chuàng)設(shè)“容量市場”,通過供需實時調(diào)整確保足夠的電力調(diào)節(jié)能力,同時積極探索基于區(qū)塊鏈技術(shù)的P2P電力交易模式。這些新市場一旦形成后,富裕的可再生能源將會帶動電力批發(fā)市場電價降低,同時反過來又會刺激電力需求,從而驅(qū)動電力需求進一步靈活化。
(作者系國際清潔能源論壇(澳門)副理事長兼秘書長、中國經(jīng)濟社會理事會理事、武漢新能源研究院研究員)