新能源快速增長使電網迫切需要加強調節能力

新能源的快速增長給電力系統儲能發展帶來了機遇。目前，我國風電、光伏裝機容量均穩居世界首位，截至2019年底，我國新能源裝機規模達到4.1億千瓦，同比增長16%，是世界上新能源并網容量大的國家，新能源裝機已成為我國第二大電源。從國網裝機增長的情況來看，我國目前新能源總裝機比例達到了20%，這只是全國平均數，某些局部地區新能源發電滲透率甚至達到30%~40%，對電網安全穩定運行的影響日益突出。

新能源發展進入了新的階段。過去，由于新能源消納矛盾突出，棄風、棄光現象較為嚴重，新能源利用效率不高，但如今新能源利用率已達到95%以上，其發展的主要矛盾已從本身的經濟性問題轉向由其帶來的系統安全性問題。

我國新能源資源與負荷中心呈逆向分布。我國西部、北部地區擁有80%以上的陸地風能、60%以上的太陽能，而全國70%的負荷集中在中、東部地區，新能源資源遠離負荷中心，必須借助大電網，構建大市場，從而在全國范圍內消納新能源，這對于電網的長距離輸送是一個考驗。

同時，新能源高比例接入電網后，增加了電網調峰、調頻的壓力。新能源大規模的并網運行，使供需雙側都呈現隨機波動的特性，常規電源的出力不僅要跟隨負荷變化，還要平衡新能源的出力波動，既加大了常規電源的調節壓力，也增加了電網的平衡難度。在北方某省，由于光伏不穩定的出力特性，使得該省凈負荷呈“鴨子”曲線，中午腰荷甚至低于夜間，常規電源機組需要在中午壓低出力，增加了電網調峰的難度。

另一方面，新能源的大規模接入也降低了系統的抗干擾能力，在送端系統，風電大出力時，系統頻率調節能力顯著下降。以西北電網為例，仿真結果顯示，在6800萬千瓦負荷水平下，損失350萬的千瓦功率來看，若網內無風電，頻率下跌0.65赫茲；若風電出力1200萬千瓦，頻率下跌0.95赫茲，比無風電時增加0.3赫茲。隨著未來風機和新能源裝機規模的進一步擴大，當西北風電規模達到1億千瓦時，系統抗干擾能力調頻能力將進一步降低。

有關測算顯示，我國新能源裝機到2035年將超過煤電成為全國最大電源，煤電與新能源發電量的占比將在2050年出現反轉。預計2035年，風、光裝機規模分別達到7億、6.5億千瓦，全國風電、太陽能日功率波動預計分別達2億和4億千瓦左右，這將超出靈活電源的調節能力，此時，電網迫切需要重新構建調峰體系，以應對新能源5億千瓦左右的日功率波動。

轉型的大勢不可逆，但轉型是否會增加安全風險？這一問題如同一把達摩克利斯之劍，時時懸在電力行業的頭頂。

受限于資源稟賦的約束，我國電力系統靈活性資源十分有限。常規的火電機組調節深度一般在50%左右，經過靈活性改造的火電機組調節深度大約可以達到60%乃至70%，但從“十三五”期間火電機組靈活性改造的進展來看，實際情況遠遠滯后于規劃目標，而其他的靈活性資源如氣電價格昂貴且資源稀缺，抽水蓄能的建設受限于地勢條件。基于以上分析，電化學儲能必將在我國未來電力系統中扮演重要的角色。

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