今年以來，“源網(wǎng)荷儲一體化”的概念已經(jīng)成為熱點(diǎn)領(lǐng)域，也成為未來能源系統(tǒng)，特別是電力系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢。
筆者認(rèn)為，“源網(wǎng)荷儲一體化”的核心是“荷”，其次是“網(wǎng)”，“儲”只是手段。現(xiàn)在的很多“源網(wǎng)荷儲一體化”項(xiàng)目建設(shè)普遍過于注重“源”和“儲”，以為波動性的新能源配上儲能就萬事大吉，解決一切問題。但筆者對此難以茍同，并在此提出對該發(fā)展趨勢的認(rèn)識，供批評指正。
（來源：微信公眾號“能研慧道” 作者：李鵬）
被“低估”的荷側(cè)資源
長久以來，交流電力系統(tǒng)自身都是以火電（煤電或者燃?xì)獍l(fā)電）為主要的支撐電源，這樣的系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)突出——一方面是有足夠的轉(zhuǎn)動慣量，系統(tǒng)的穩(wěn)定性好；另一方面是有足夠的靈活性，發(fā)電出力可以緊密追隨負(fù)荷的波動，實(shí)現(xiàn)“源隨荷動”。
但是在碳中和的場景下，電源側(cè)的火電機(jī)組將逐步退出運(yùn)行，改由以風(fēng)電、光伏為主的新能源成為主體電源。風(fēng)電、光伏除了自身的波動性和隨機(jī)性特點(diǎn)外，可控性差也是一個(gè)突出的問題，特別是低谷負(fù)荷的正向調(diào)頻能力嚴(yán)重不足。在這種情況下，若以延續(xù)原有的模式來保障負(fù)荷的剛性需求將會付出巨大的成本。站在綠色、安全的角度做好能源電力經(jīng)濟(jì)這篇大文章，首先需要系統(tǒng)的運(yùn)行方式發(fā)生根本性變化。
在我國現(xiàn)行的系統(tǒng)運(yùn)行邏輯和電價(jià)體制下，不同時(shí)間和不同空間的電能量價(jià)格未能得到明確的區(qū)分，用戶側(cè)的靈活性也幾乎沒有被予以考慮。理論上，在不考慮新建電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的前提下，由電網(wǎng)解決電力電量平衡是最經(jīng)濟(jì)的方式，但是由此帶來的新增電網(wǎng)投資需求，使得這個(gè)理想結(jié)論并不是現(xiàn)實(shí)，而能源的就近平衡在多數(shù)情況下則更具經(jīng)濟(jì)可行性。
在未來發(fā)電側(cè)靈活性嚴(yán)重不足的情況下，要保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，用戶側(cè)必須要深度參與到系統(tǒng)運(yùn)行的調(diào)節(jié)中來，并通過靈敏的價(jià)格信號充分挖掘用戶側(cè)的靈活性潛力。為用戶提供供電服務(wù)的服務(wù)方也必須深入研究負(fù)荷的特性，在此基礎(chǔ)上提出成本最小的供電方案。這也必將是未來綜合智慧能源競爭的核心賽道——誰能夠更深入、更透徹地研究用戶的用能特性，并且能夠用更低的成本和更少的碳排放滿足用能需求，誰就能夠在未來贏得用戶。因此，在面向未來的“源網(wǎng)荷儲”供能體系中，“荷”將處于主導(dǎo)地位，其除了是能源服務(wù)的甲方之外，也將成為系統(tǒng)靈活性的必要來源。
有待“數(shù)智化”賦能與重構(gòu)的網(wǎng)側(cè)資源
事實(shí)上，單一負(fù)荷的靈活性調(diào)節(jié)幅度是非常有限的，如果要深度挖掘用戶側(cè)的靈活性，還必須將不同種類的負(fù)荷連接起來，充分發(fā)揮其互補(bǔ)效應(yīng)。以辦公場所來說，通常白天工作時(shí)間是用電高峰時(shí)段，而夜間是路燈等照明設(shè)備的用電高峰時(shí)段，通過負(fù)荷的相互匹配，就可以大大減少對于系統(tǒng)靈活性的需求。這樣的做法在之前的調(diào)度機(jī)制下雖然有所應(yīng)用，但是基本上是被動的。
因此在新型電力系統(tǒng)中，更需要綜合智慧能源服務(wù)的提供方主動去尋找時(shí)間和空間上可以實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)的負(fù)荷，并通過算法充分優(yōu)化，最終形成虛擬電廠，因此，網(wǎng)側(cè)資源的重要性則更加凸顯。未來，除了傳統(tǒng)的物理網(wǎng)絡(luò)之外，源、網(wǎng)、荷、儲中的“網(wǎng)”將更可能是嫁接在傳統(tǒng)物理網(wǎng)絡(luò)之上的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，目前現(xiàn)行的配電網(wǎng)絡(luò)也必然重構(gòu)——從目前的單向能源流向雙向能源流和多向信息流的網(wǎng)格化網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)有效精準(zhǔn)控制。
助推系統(tǒng)運(yùn)行方式衍化的源側(cè)資源
以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)，并不單純是零碳、低碳電源對于傳統(tǒng)火電機(jī)組的簡單替代；隨著風(fēng)電、光伏的規(guī)模化發(fā)展，其自身的形態(tài)也將發(fā)生重大變化。
從用能效率提升的角度來說，能源的就近生產(chǎn)和利用是效率最高的方式，也是最有利于實(shí)現(xiàn)“源荷互動”、體現(xiàn)負(fù)荷側(cè)靈活性價(jià)值的方式。未來，分布式新能源電源將成為源側(cè)重要的增量來源——除了自身的發(fā)展?jié)摿ν猓植际叫履茉锤苡行нm應(yīng)源網(wǎng)荷儲的互動需求，這也將成為其規(guī)模化發(fā)展的重要推力；同時(shí)，分布式電源與負(fù)荷的有效互動，將會極大地助推目前電力系統(tǒng)平衡方式的衍化，逐步從所有的調(diào)節(jié)需求統(tǒng)一到大網(wǎng)來滿足，過渡到更小的平衡單元，微電網(wǎng)和局域電網(wǎng)也將成為“源網(wǎng)荷互動”的主場。
需要正確定位的儲能資源
當(dāng)前，儲能技術(shù)的進(jìn)步極大地提升了人們對于建設(shè)新型電力系統(tǒng)的信心。但是到目前為止，真正推動儲能技術(shù)進(jìn)步的應(yīng)用場景仍然是已經(jīng)成熟的動力電池領(lǐng)域。儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用僅僅是開始，未來還需要大量的技術(shù)研發(fā)和實(shí)踐積累，短時(shí)間內(nèi)難以成為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的主體力量。
畢竟，儲能的本質(zhì)是一種特殊負(fù)荷，在合適的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置，可以有效地彌補(bǔ)源、網(wǎng)、荷關(guān)鍵環(huán)節(jié)靈活性不足的問題，保障局部系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；只有當(dāng)儲能裝置發(fā)出的電能量替代了系統(tǒng)最尖峰負(fù)荷的少量電量，才能真正達(dá)到“四兩撥千斤”的效果。儲能絕非是源網(wǎng)荷鏈條上滿足所有靈活性需求的唯一解決方案，如果以現(xiàn)有思路配置儲能，將會造成巨大的投資浪費(fèi)，也會推升用戶側(cè)的用能成本。
因此，“源網(wǎng)荷儲”中的儲能應(yīng)該是一個(gè)補(bǔ)充能源的角色，要在深入研究系統(tǒng)運(yùn)行需求的基礎(chǔ)上按照最小化配置的原則合理在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)配置儲能并優(yōu)化其運(yùn)行方式，確保配置儲能裝置后系統(tǒng)總體運(yùn)行成本保持平穩(wěn)。因此，在源網(wǎng)荷互動的產(chǎn)業(yè)鏈條上，首先應(yīng)該優(yōu)先挖掘用戶側(cè)的靈活性，其次是充分利用發(fā)電側(cè)和大電網(wǎng)的靈活性，儲能裝置應(yīng)該是最后的選擇。
綜上，“源網(wǎng)荷儲一體化”概念的提出絕不應(yīng)該是原有的系統(tǒng)運(yùn)行方式的優(yōu)化和改良，而應(yīng)該是能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式的根本性改變，是能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的全新理念。未來新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建也應(yīng)該是“自下而上”、從園區(qū)局域網(wǎng)或微電網(wǎng)等局部開始的創(chuàng)新，最終改變整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的物理架構(gòu)和運(yùn)營機(jī)制。
因此，在系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制設(shè)計(jì)中，一定要摒棄掉原有的思維，重新構(gòu)建以用戶為核心的全新電力系統(tǒng)運(yùn)行方式，這就必須要保證價(jià)格信號的靈敏性和有效性，也正因如此，深化電力體制改革不僅是當(dāng)務(wù)之急，而且是必然選擇。
本文作者系國家電投戰(zhàn)略規(guī)劃部副主任。
|
