發(fā)展新能源是緩解環(huán)境污染、應(yīng)對氣候變化、保障經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，面向“十三五”乃至2030年中長期發(fā)展，以風(fēng)光為代表的新能源發(fā)電在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中將發(fā)揮重要作用。本文對新能源并網(wǎng)消納中的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析，并提出促進(jìn)新能源發(fā)展的相關(guān)建議措施。

電力系統(tǒng)的特性是發(fā)、輸、配、用電瞬時完成，電源調(diào)節(jié)能力、電網(wǎng)聯(lián)通規(guī)模、負(fù)荷規(guī)模及響應(yīng)能力共同決定了新能源消納潛力。電力系統(tǒng)平衡的原則是調(diào)節(jié)常規(guī)電源出力跟蹤負(fù)荷變化，當(dāng)高比例新能源接入電力系統(tǒng)時，常規(guī)電源不僅要跟隨負(fù)荷變化，還需要平衡新能源的出力波動，電源調(diào)節(jié)能力影響新能源消納程度。電網(wǎng)互聯(lián)后，可根據(jù)新能源出力靈活安排外送，相當(dāng)于增大了新能源消納空間。通過各類電能替代措施，增加用電規(guī)模，可為新能源消納提供額外空間；通過需求側(cè)響應(yīng)可實現(xiàn)負(fù)荷的調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)移，更好地適應(yīng)新能源出力變化，減少棄風(fēng)棄光現(xiàn)象。

發(fā)揮各類技術(shù)潛力提升新能源消納水平，需要政策和機(jī)制的積極引導(dǎo)。比如，我國現(xiàn)有純凝式火電的最小技術(shù)出力基本可以降至機(jī)組容量的40%左右，但在沒有市場激勵的前提下，電廠不會主動發(fā)揮這種調(diào)節(jié)能力。東北區(qū)域?qū)嵤╇娏o助服務(wù)市場，通過價格信號激勵電廠進(jìn)行主動調(diào)節(jié)，則是政策機(jī)制發(fā)揮作用的良好示范。

綜上，促進(jìn)新能源消納，既需要技術(shù)驅(qū)動，也需要政策引導(dǎo)和市場機(jī)制配合。由此，將影響新能源消納的關(guān)鍵因素總結(jié)為“3+1”的分析框架，“3”指“源—網(wǎng)—荷”三方，相當(dāng)于硬件系統(tǒng)，決定消納的潛力；“1”指政策及市場機(jī)制，相當(dāng)于軟件系統(tǒng)，決定消納潛力發(fā)揮的程度。

在電源側(cè)，通過提高電源調(diào)節(jié)能力，提供更多調(diào)峰容量配合新能源消納。通過開展煤電機(jī)組靈活性改造、加快“三北”地區(qū)抽水蓄能電站建設(shè)、促進(jìn)自備電廠調(diào)峰等手段，可提高系統(tǒng)中電源的調(diào)節(jié)能力。

在電網(wǎng)側(cè)，通過擴(kuò)大電網(wǎng)覆蓋范圍，促進(jìn)新能源大范圍消納。電網(wǎng)是實現(xiàn)電力資源優(yōu)化配置的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，電網(wǎng)的覆蓋范圍及聯(lián)通程度一定程度上決定了其覆蓋范圍內(nèi)的新能源可開發(fā)利用規(guī)模。加快跨區(qū)輸電通道建設(shè)，提高電網(wǎng)聯(lián)通能力，可以調(diào)動更廣泛的系統(tǒng)靈活性資源，滿足大規(guī)模可再生能源外送和消納。另外，在電網(wǎng)安全運行的前提下，申請聯(lián)絡(luò)線傳輸功率調(diào)整，可充分利用區(qū)域間互濟(jì)能力，將超出消納空間的新能源輸送到臨近區(qū)域予以消納。

在負(fù)荷側(cè)，通過實施需求側(cè)響應(yīng)和電能替代，增加新能源消納空間。一方面通過挖掘需方響應(yīng)潛力，可以為新能源提供實時消納空間。隨著負(fù)荷側(cè)靈活性增強(qiáng)，不僅可以通過需求側(cè)響應(yīng)減少負(fù)荷峰谷差，還可引導(dǎo)負(fù)荷跟隨風(fēng)電、太陽能發(fā)電的出力調(diào)整，有效減少棄電率。另外，通過加快實施電能替代，積極拓展本地消納市場，也有利于促進(jìn)新能源的消納。

在政策市場機(jī)制方面，發(fā)展完善有利于源—網(wǎng)—荷協(xié)調(diào)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策和新能源大范圍優(yōu)化配置的市場機(jī)制。在發(fā)電環(huán)節(jié)要建立完善的調(diào)峰輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制，調(diào)動發(fā)電企業(yè)參與調(diào)峰的積極性；輸電環(huán)節(jié)完善新能源跨省跨區(qū)消納和交易機(jī)制；用電環(huán)節(jié)出臺促進(jìn)可中斷負(fù)荷、電供熱發(fā)展的配套激勵政策，制定合理電價機(jī)制，引導(dǎo)用戶參與需求側(cè)響應(yīng)，減少負(fù)荷峰谷差。

促進(jìn)新能源發(fā)展的建議措施

為適應(yīng)未來新能源發(fā)展，技術(shù)、政策與市場、調(diào)度運行管理三個層面如何促進(jìn)新能源發(fā)展。

技術(shù)方面

推進(jìn)煤電機(jī)組靈活性改造，加快抽水蓄能電站建設(shè)，促進(jìn)自備電廠參與系統(tǒng)調(diào)峰，提高系統(tǒng)靈活性。按照國家能源局“十三五”電力規(guī)劃，“十三五”期間，“三北”地區(qū)將完成煤電改造2.15億千瓦，增加調(diào)峰能力4500萬千瓦以上。其次，加快抽水蓄能電站建設(shè)，“十三五”期間全國力爭開工6000萬千瓦，2020年裝機(jī)達(dá)到4000萬千瓦左右。再次，我國自備電廠占了一定比例（2015年年底華北、東北、西北自備電廠占火電比重分別達(dá)到13%、9%、25%），而自備電廠基本不參與電網(wǎng)調(diào)峰，調(diào)峰壓力均由公共電網(wǎng)承擔(dān)，從行業(yè)公平角度考慮，自備電廠承擔(dān)公用調(diào)峰職責(zé)，提升電網(wǎng)調(diào)峰消納能力。

擴(kuò)大電網(wǎng)覆蓋范圍，提高接納新能源能力。“十三五”期間，全國繼續(xù)擴(kuò)大同步電網(wǎng)規(guī)模，逐漸形成統(tǒng)一的同步電網(wǎng)，促進(jìn)新能源的跨區(qū)輸送及消納，2017年建成大氣污染防治“四交四直”特高壓工程和酒泉—湖南、扎魯特—青州直流工程，2018年建成準(zhǔn)東—皖南直流工程。優(yōu)化送端電源接入系統(tǒng)方案，加強(qiáng)送端電網(wǎng)建設(shè)，并探索建設(shè)大容量柔性直流示范工程，遠(yuǎn)距離匯集風(fēng)電、光伏發(fā)電，實現(xiàn)風(fēng)光水多能互補(bǔ)，最大限度解決棄風(fēng)棄光問題。

發(fā)展智能配電網(wǎng)，適應(yīng)分布式新能源及多元化負(fù)荷接入。針對終端用電負(fù)荷呈現(xiàn)多樣化、互動化、智能化的新趨勢，綜合應(yīng)用智能配電網(wǎng)的各項新技術(shù)，滿足分布式能源并網(wǎng)，通過實施實施用戶智能友好互動工程和開展微電網(wǎng)示范工程，提升配電網(wǎng)接納新能源、分布式電源及多元化負(fù)荷的能力，力爭實現(xiàn)配電網(wǎng)對分布式電源的100%就地消納。針對用戶側(cè)“雙向互動”的新特征，可以利用限制短路電流、對傳統(tǒng)保護(hù)方案進(jìn)行改進(jìn)、利用多點信息設(shè)計保護(hù)方案等思路重構(gòu)繼電保護(hù)方案，適應(yīng)多電源復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

加快推進(jìn)電能替代和需求側(cè)響應(yīng)。制定具有針對性的電能替代價格優(yōu)惠政策，降低用電成本，提高用戶參與電能替代的積極性，在居民采暖、工業(yè)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸領(lǐng)域引導(dǎo)用戶參與調(diào)峰，主動響應(yīng)新能源出力變化。

政策保障及市場機(jī)制方面

營造有利于新能源消納的政策環(huán)境。近期，出臺相關(guān)政策保障新能源健康有序發(fā)展，比如完善新能源目標(biāo)引導(dǎo)制度，建立健全綠色證書制度等。中長期來看，新能源在競爭性市場中將具有成本優(yōu)勢，政策保障可以適當(dāng)?shù)觥?/p>

逐步取消發(fā)電計劃，推進(jìn)電力跨省跨區(qū)交易，實現(xiàn)全國性資源優(yōu)化配置。近期，有序放開發(fā)電計劃，推進(jìn)現(xiàn)貨市場建設(shè)，建立新能源跨區(qū)消納的市場機(jī)制。中長期，建立跨省區(qū)的全國性電力交易市場，促進(jìn)跨省區(qū)資源優(yōu)化配置和電力消納，逐步實現(xiàn)各省區(qū)電力交易的開放與融合，形成覆蓋更大范圍的多層次電力交易平臺。

探索建立輔助服務(wù)市場，提高系統(tǒng)運行靈活性。近期，推動建立不同電源之間的利益補(bǔ)償機(jī)制，繼續(xù)嘗試試點電力輔助服務(wù)市場。中長期，探索引入容量市場和輔助服務(wù)市場，促進(jìn)靈活電源建設(shè)，增加電源參與輔助服務(wù)的靈活性。

調(diào)度運行管理方面

加強(qiáng)對新能源功率預(yù)測的管理，提高預(yù)測精度與分辨率。未來，我國西部北部部分省區(qū)新能源裝機(jī)占比將超過50%，對新能源功率預(yù)測與管理提出更高要求，新能源發(fā)電功率預(yù)測將向高精度、高分辨率、中長期時間尺度方向發(fā)展，措施包括極端氣象事件預(yù)報提高預(yù)測分辨率，提高新能源發(fā)電功率預(yù)測精度，提供多時間尺度的預(yù)測產(chǎn)品，建立新能源發(fā)電計劃申報考核制度等。

優(yōu)化高比例新能源運行控制手段，實現(xiàn)高比例清潔能源消納。“十三五”末新能源將逐步納入日前、日內(nèi)和實時市場中，需要在調(diào)度中考慮市場機(jī)制及運行風(fēng)險，措施包括基于市場機(jī)制的多種新能源互補(bǔ)優(yōu)化調(diào)度，高比例新能源運行的風(fēng)險預(yù)警與主動防御等。

增加系統(tǒng)慣量，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。隨著新能源出力占比不斷增加，系統(tǒng)電力電子化特征凸顯，電網(wǎng)轉(zhuǎn)動慣量和等效規(guī)模不斷減小，可以通過虛擬同步機(jī)增加系統(tǒng)慣量，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。“十三五”應(yīng)開始逐步在“三北”地區(qū)布局虛擬同步機(jī)，之后，推廣至其他地區(qū)。

優(yōu)化跨區(qū)通道的運行方式，有力促進(jìn)新能源的大范圍跨區(qū)消納。目前我國已投運直流輸電工程一般跟隨受端區(qū)域負(fù)荷特性運行，在每一時段內(nèi)輸電功率恒定。這樣雖然有利于受端區(qū)域更輕松地接納新能源發(fā)電，但并未充分利用送受端區(qū)域的調(diào)節(jié)能力，通道潛力未得到充分挖掘。未來可在綜合考慮受端電網(wǎng)接納能力的前提下，在送端風(fēng)電低谷時段，降低直流輸電功率，而在送端系統(tǒng)風(fēng)電大發(fā)時段，提高直流輸電功率。通過充分利用直流跨區(qū)通道的功率調(diào)節(jié)能力，擴(kuò)大新能源消納規(guī)模。