引言
随着当今世界人口的过度增长和石油、煤炭等常规化石能源的枯竭,能源危机已成为世界各国发展面临的首要问题。我国将清洁能源的发展作为应对能源危机和环境恶化的有效手段之一,新能源的合理利用已成为国内外研究的重点,分布式光伏和风电并网发电技术的研究和应用已成为未来能源发展的必然方向。我国新能源并网装机和消费总量快速增长,但也带来了许多亟待解决的问题。
1新能源消耗的概念
从专业技术层面来看,新能源消耗是指当地清洁能源发电,未使用的部分和电网。新能源消耗率是指新能源实际发电量与理论发电量之比,反映了电力系统在实时平衡等运行约束下对新能源的承载能力水平。在使用新能源的过程中,相关单位应坚持前瞻性思想,从长远发展的角度深化对新能源消耗问题的讨论。需要利用相关信息和数据的收集和整理,为新能源消费的多渠道发展创造有利条件。在电网规划中,要完善电网规划方案,充分考虑新能源消耗,确保电网的稳定运行。
2.电力系统面临的问题
2.1安全稳定运行问题
在未来很长一段时间的发展过程中,电力系统仍将以传统的交流同步电网为核心。然而,随着清洁能源的广泛使用,它将取代传统的传统电源,传统电力系统中保证交流电力系统稳定和安全的因素将越来越薄弱,传统交流电网的安全运行问题将全面加剧。静载设备将取代传统的旋转设备,系统惯量不会随着供电规模的逐渐增长而全面下降,电网频率控制过程将困难,电压调节能力不足。在控制电压的过程中,高比例新能源接入区将变得越来越困难。高比例电源区缺乏动态无功支撑能力,以角稳定性为代表,将变得越来越复杂。
2.2新能源发电不稳定
气候条件的变化会导致发电量的大幅波动。川渝电力短缺暴露了极端气候条件下水力发电的潜在弱点,即发电能力受降水量的影响。与水电相比,风力和光伏发电具有更强的不确定性。冬春风能相对丰富,夏秋相对较差,存在断断续续、忽强忽弱的弱点。发电的连续性和电压的稳定性较差,对电力系统的稳定性构成了巨大的挑战。光伏发电受昼夜交替、天气变化和季节变化的影响,其发电量也波动较大。
新能源电力消耗与中国新电力系统建设战略
3.1“可控性”和资源
“可控性”是可控资源充分利用其控制潜力,在允许的控制空间内进行主动控制和灵活调度,对系统的规划、建设和运行起到积极优化作用的特点。可控资源是可控资源,分为源、网、荷、储四个层次,即分布式电源、网架结构、主动负荷和储能系统。荷载端可控资源是指主动负荷,可以主动控制电气设备或设备组,转移或缩短用电时间,调整负荷大小,满足系统峰值调整要求,响应源端输出变化,获得经济效益。主动负荷包括可中断负荷、可平移负荷、可转移负荷等。需求侧响应是荷载端可控资源发挥可控性的具体方法和途径。
3.2进行就地消费
为了提高当地新能源消费的利用率,在供热需求较高的地区,需要将新能源转化为热能,全面服务当前供热工作,提高当地新能源消费能力。为了全面提高供热质量,在原供热装置的基础上,研究利用锅炉消耗新能源的优化方案,建立有效的新能源利用方法,充分发挥新能源的本地消耗能力。在使用锅炉消耗新能源的方案中,工作效率不足的主要原因是功率本身的平衡受到限制,特别是光伏发电功率和风电处理功率之间的平衡。锅炉消耗新能源主要有两种方式。一是通过新能源电厂并入主电网,通过与常规厂区的联系和运输进行供电。新能源电厂的负荷波动调节和所有后续工作都是基于常规机组实现的。热电厂本身通过热负荷工作加热,也通过热变电产生电力,可以满足负荷要求。在这种模式下,常规机组往往具有调节和管理新能源电功率波动的功能。二是采用锅炉供热方式供热。通过锅炉的综合使用,热电机组不受机组热变电的限制,可以促进新能源电力的发电,最终确保各种电力负荷满足实际需要,通过锅炉将电能转化为热能,为后续电力提供支持。
3.3构建新的电力市场体系和机制
首先,要建立健全与储能相关的市场机制和相关配套机制,建立新能源增长、储能三位一体协调发展的监管机制,不断完善配套政策,提高储能技术发展水平。通过建设大型能源基地,开展有针对性的储能创新成果示范,确定储能市场交易补偿机制,促进储能的大规模使用。二是建立健全新能源消费许可审批制度,明确可再生能源发展目标,逐步放宽新能源消费许可,加快简化传统电网和新能源电网系统并网审批流程,加快项目发展进度。最后,积极鼓励企业加强分布式自用项目的研发,通过动态跟踪了解企业技术发展现状,明确国际发展技术前沿。在电源方面,要加强光伏风电等模式的有效应用,提高新能源发电的消费水平,保障电网友好性。
3.4火电灵活性改造
火电灵活性改造是指通过热电解耦、低压稳燃等技术改造,将建成的煤电机组的最小稳定输出降至20%-30%的额定容量。火电灵活性改造具有性价比高、周期短、改造效果好等优点。我国煤电灵活性改造已试点发展,但改造规模仍不足,灵活性潜力尚未完全释放。根据国家能源局和国家发改委联合发布的《关于全国煤电机组改造升级的通知》,“十四五”期间,我国将完成2亿千瓦的灵活性改造,可增加3000-4000万千瓦的系统调节能力。除了改造煤电机组的灵活性外,还可以增加燃气机组作为调峰电源。与燃煤机组相比,燃气机组启停时间短,爬坡速度快,供电效率高,是调节特点的最佳调峰电源。未来,面对高比例可再生能源的电力系统,仅靠火电改造难以支撑中长期电力系统的灵活性,气电将为电力系统的灵活性提供有效保证。
结束语
分析我国传统电网系统的特点,在当前发电系统中利用新能源,是全面提高资源综合利用率的核心途径。随着整个社会电气化水平的不断提高,越来越多的碳排放从终端产业向电力产业转变,电力产业的节能减排压力也在不断提高。因此,在不断探索和研究的过程中,加快新能源电力系统的建设,是电力产业帮助社会实现“双碳”目标,促进自身节能减排的唯一途径,也是保证整个电力产业高质量发展的核心途径。