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重新认识“新能源+储能”
作者:管理员    发布于:2020-06-21 16:05   文字:【】【】【
  经过数年展开,我国新动力发电迈上新台阶,新动力场站装备储能面临新的环境,也需求进行新的知道。
  截止到2019年末,我国风电装机到达2.1亿千瓦、光伏发电装机2.04亿千瓦,提前一年完成可再生动力展开“十三五”规划方针。
  2020年是我国“十三五”收官之年,也是谋划“十四五”展开的开局之年,为完成风电、光伏发电平稳有序展开,国家动力局下发《关于2020年风电、光伏发电项目建造有关事项的告诉》,要求各省依据国家可再生动力展开“十三五”相关规划和本地区电网消纳才能,合理安排新增核准(存案)项目规划。
  现在多个省份陆续发布了2020年风电、光伏发电建造计划和申报要求,与往年不同,河南、内蒙、辽宁、湖南等省份均提出了优先支撑装备储能的新动力发电项目,新动力场站装备储能成为职业评论热门。
  新动力发电项目装备储能并非初次出现在政府文件当中,早在2017年,青海省发改委发布的《青海省2017年度风电开发建造计划》要求,列入规划的风电项目要依照其规划的10%配套建造储电设备,储电设备总规划达33万千瓦。该方针发布后引起较大争议,最终执行也未达预期。
  经过数年展开,我国新动力发电迈上新台阶,新动力运转与消纳也面临一系列新的问题,此外我国新动力发电即将迎来平价上网,以锂离子电池为代表的电化学储能本钱逐年下降,电力商场化变革继续推动,多种因素交织在一起,新动力场站装备储能面临新的环境,也需求进行新的知道。
  知道一:“十四五”新动力展开和消纳对立更加突出,调峰资源日趋严重的情况下,亟需储能等灵敏性调理资源
  依据计算,截止到2019年末,国家电网公司经营区内,新动力装机占电源总装机的23.4%,其间青海、甘肃新动力装机占总装机容量的50%和42%,已成为本省第一大电源,宁夏、新疆、蒙东、冀北等地区新动力装机占总电源装机容量均超过了30%,21个省份新动力发电成为第一、二大电源。
  新动力发电具有间歇性和随机性,高份额新动力并网需求大规划输出稳定的可调理电源进行调峰,跟着新动力发电的快速展开,电力体系调峰才能缺乏已不是单个省份、部分地区的问题。
  为完成2020年和2030年非化石动力别离占一次动力消费比重15%和20%的方针,壮大清洁动力工业,坚持风电、光伏装机规划稳定增长是“十四五”规划的重要方针和任务。
  为习惯动力转型和促进当地工业展开的需求,各省展开新动力的意愿仍然强烈,“十四五”期间,我国新动力发电预计仍将坚持“十三五”时期快速展开态势。跟着装机规划的扩大,各省存在很大的调峰缺口,新疆、山西、山东等省份日最大功率动摇超过1000万千瓦。为完成新动力95%的使用率方针,在体系调峰资源日趋严重乃至用尽的情况下,多个省份对储能调峰寄予厚望。
  储能具有调峰的天然优势,特别是电化学储能集快速呼应、能量时移、布置灵敏等特色于一体,遭到高度重视,但展开初期价格偏高,仅在极单个前期并网的新动力场站试点运转,并未完成大规划商业化使用。
重新认识“新能源+储能”
  知道二:政府文件并未强制规矩新动力发电装备储能,但作为部分地区新动力优先开发的重要条件
  与2017年青海省风电开发建造计划不同,当时各地政府文件并未强制规矩新动力发电装备储能。
  河南发改委印发《关于组织展开2020年风电、光伏发电项目建造的告诉》暂停各类新动力增量项目,优先支撑装备储能的新增平价项目;内蒙古自治区动力局印发《2020年光伏发电项目竞赛装备计划》,优先支撑“光伏+储能”项目建造,光伏电站储能容量不低于5%,储能时长在1小时以上。针对风电场,内蒙古积极推动乌兰察布市600万千瓦风电基地及配套储能设备建造。辽宁省发改委印发《辽宁省风电项目建造计划》,指出优先考虑附带储能设备、有利于调峰的项目。湖南发改委印发《关于发布全省2020-2021年度新动力消纳预警结果的告诉》,指出电网企业要经过加强电网建造、优化网架结构、研讨储能设备建造等办法,实在进步新动力消纳送出才能,为省内新动力高份额展开供给容量空间。随后国网湖南省电力有限公司下发《关于做好储能项目站址初选作业的告诉》,28家企业许诺配套新动力项目总计建造388.6MW/777.2MWh储能设备,与风电项目同步投产,装备份额为20%左右。
  从下发文件来看,各省并未强制要求新增新动力发电项目有必要装备储能,但如果新动力开发企业想要进步竞赛力,装备储能将是优先开发的重要条件。
  知道三:光伏发电装备储能的效益要优于风电装备储能,新动力集合区装备储能要优于各个新动力场站装备储能
  受容量装备规划约束,接连无风或劲风气候或许约束储能作用的发挥。一般电化学储能满功率接连充放电时刻在1~4小时之间,可有效应对新动力日内动摇,但若出现长时刻无风或劲风等极端气候,储能使用功率或许遭到较大约束。
  经过对西北电网新动力历史出力特性计算分析得出,单一省份极端无风气候最大继续时刻达6天,频次最高达3次/年,若联网规划缩小至单个风力发电场,极端无风或继续劲风气候可继续数周。风电大发时通常在晚上或夜间,此刻负荷较低,与风电消纳匹配性较差,一起三北地区供暖季还存在“以热定电”的另一重对立,火电机组调峰才能受限,因而储能需求装备更大的容量进行调峰。
  与风电比较,光伏发电可预测性更好,且具有必定的规律性,储能可完成定时充放,使用率相对较高;一起光伏发电输出功率较高的时候也是用电顶峰的白天,与负荷匹配度较好,只需求装备较小容量的储能即可到达削峰填谷的作用。
  从储能布局看,新动力集合区装备储能要优于各个新动力场站内装备储能。
  一方面,新动力集合区装备储能所需的容量要明显小于各新动力场站单独装备储能所需容量之和。从计算规律上看,风光具有互补特性,各新动力场站出力的随机性经过彼此叠加能够到达此消彼长的作用,必定程度上下降了峰谷差。
  另一方面,新动力集合区装备储能的经济效益要明显好于新动力场站单独装备储能。新动力集合区装备储能可完成体系级调峰,各个新动力场站均可同享,大大进步了储能设备使用率,一起,由于装备在升压站外,不存在新动力补助等计量方面的问题,买卖和结算边界明晰。
  按新动力装机容量份额装备储能的一刀切做法有待商讨。从现在方针来看,部分省份提出按新动力发电项目的装机容量份额装备储能,装备份额在5%~20%之间。由于各地新动力展开规划、电网结构,调峰资源缺口程度有所不同,在新动力场站无差异化地装备储能有或许下降设备使用功率,增加项目整体本钱,由电网企业依据本地调峰缺口和调理需求,经测算后揭露发布储能容量需求和安装地点,为储能出资和使用创造条件。
  知道四:受技术经济性影响,电化学储能现在仅合适作为新动力发电调峰的弥补办法
  储能技术类型众多,可满意毫秒至数天不一起刻尺度的调理需求。调峰介于调频与容量备用之间,调峰辅佐服务商场是我国特有的商场品种,本质上是一种电能量商场,在国外归为平衡商场或现货商场,因而电力体系调峰对容量的需求要大于对功率的需求。
  现在,各类储能技术中,抽水蓄能仍是新动力调峰的首要选择,首要表现为容量大,单个电站规划可到达120~360万千瓦,能量转换功率75%~85%,日调理一般为5~6小时,而电化学储能容量难以到达体系级调峰的规划;抽水蓄能使用寿数长,规划寿数30年,水工建筑物50年以上,而电化学储能寿数周期多为10年左右;抽水蓄能的能量本钱约875~1085元/千瓦时,仅为锂离子电池的三分之一,且具有清晰的两部制电价收回机制。
  抽水蓄能兼具调频、调峰、调相和黑发动等多种功用,成为电网安全经济运转的归纳调理东西。截止到2019年末,我国在运转的抽水蓄能电站将近3000万千瓦,在建容量到达4600万千瓦,均远超投运的170万千瓦电化学储能,电化学储能仅是体系调峰的弥补办法。
  近年来,电化学储能价格快速下降,在部分国家已得到商业化使用,首要包含调频和容量备用两个范畴,如美国的PJM调频辅佐服务商场、英国的快速调频商场,英国容量商场等。
  电化学储能的优势在于其快速的呼应特性,因而,从电力体系调理的时刻尺度上讲,更合适对功率要求较高场合,如调频、紧迫功率支撑、牢靠供电等范畴。对容量要求较高的调峰范畴,从经济性讲电化学储能还难以和其他灵敏性资源竞赛,如火电灵敏性改造、抽水蓄能等。
  但电化学储能并非完全没有竞赛力,受建造选址的局限以及施工周期较长的影响,抽水蓄能电站并不能解决部分网架结构受阻、惯例调峰资源匮乏的新动力发电集合区调峰问题,可经过装备电化学储能,发挥其“杠杆”作用,以较少的出资替代大规划电网改造或调峰电源出资。
  知道五:新动力平价上网趋势下储能可继续展开取决于商场机制的规划
  国家展开变革委《关于完善风电上网电价方针的告诉》(发改价格〔2019〕882号)指出,2020年I~Ⅳ类资源区契合规划、纳入财政补助年度规划办理的新核准陆优势电指导价别离为每千瓦时0.29元、0.34元、0.38元、0.47元。自2021年1月1日开始,新核准的陆优势电项目全面完成平价上网,国家不再补助。
  国家展开变革委《关于2020年光伏发电上网电价方针有关事项的告诉》(发改价格〔2020〕511号)指出,2020年纳入国家财政补助范围的I~III类资源区新增集中式光伏电站指导价别离为每千瓦时0.35元、0.4元、0.49元。
  文件虽未对光伏发电提出清晰的平价上网时刻,但今年以来我国新增光伏装机项目约有三分之二已完成平价上网,预计光伏发电大概率与风电同步,在2021年完成全面平价上网。
  近年来以锂离子电池为代表的电化学储能价格现已降到了每千瓦时0.5元/次,但与平价上网的新动力发电项目比较,经过装备储能以电量置换的方式已不具有经济性。
  在电网调峰资源没有改进的情况下,平价上网项目本质上是挤占了其他新动力的发电空间,跟着新动力发电全面平价上网的到来,电网调峰和全额收购的压力进一步进步。
  既要展开新动力又要坚持必定的消纳水平,因而当地政府鼓舞平价上网项目的一起装备必定份额的储能,这无疑进步了新动力发电项目的整体本钱,而储能仅从削减弃风、弃光电量获取收益无法收回本钱。
  一起,咱们也看到跟着高份额新动力并网的展开,体系不仅仅面临调峰问题,还存在体系频率快速动摇、转动惯量下降、次同步振动(5~300Hz)等一系列新的问题。
  此外,跟着新动力发电本钱的下降,参加电力商场的竞赛力也在不断增强,未来保量保价的买卖形式也将被打破。储能具有多重功用,可满意电力体系不一起刻尺度的调理需求,未来本钱收回的途径以及参加商场的类型是多样的,首要包含:
  一是参加电网体系级调峰,完成同享,相关费用在全网收益电量中分摊。同享型储能既进步了使用率,也增加了储能的收益,《青海电力辅佐服务商场运营规矩(试行)》提出:在新动力弃电时对未能达成买卖的储能进行调用,价格为0.7元每千瓦时;2020年3月,新疆自治区发改委发布《新疆电网发电侧储能办理办法》(征求意见稿)提出:电储能设备依据电力调度组织指令进入充电状态的,对其充电电量进行补偿,补偿标准为0.55元每千瓦时。从两个省的规矩来看,储能参加体系级调峰的价格现已超过储能本身的度电本钱,收益是可观的,不过也应看到,体系调峰通常是季节性的,储能使用小时数难以得到有效保证,这对储能收益也带来了必定的危险。
  二是储能参加电力体系快速调频。我国调频辅佐服务商场规矩以火电、水电为首要规划对象,独立储能电站虽然在呼应速度和调理精度上具有明显优势,但盯梢调频指令时需求具有继续的输出才能,因而独立储能电站调频需求装备较大功率和容量的电池,本钱快速上升,经济性较差。高份额新动力并网将导致体系频率的快速动摇,储能快速呼应特性满意了快速调频的需求,未来关于建立快速调频辅佐服务商场的省份,储能与新动力联合调频也将成为增加收益的重要渠道。
  三是储能参加现货商场。现货商场在经济学上是指买卖买卖立刻收效的商场,是针对期货商场而言。电力商场中,只要实时商场严厉满意现货商场的界说。结合电力买卖即发即用的特色,在评论电力现货商场经常把时刻尺度扩大到实时买卖的日内乃至一日前。现货商场的重要价值在于发现价格,用价格反映供需联系,现在我国八个现货试点省份现已全部进入试运转,跟着现货商场的成熟运转,电力电量的商品特点逐步表现,新动力发电边际本钱为零,与储能配合可依据价格信号灵敏充放电获取更高的电量收益。
  四是作为备用或需求侧呼应资源,进步电网安全稳定运转水平。储能具有四象限运转特性,电网稳态下能够进步新动力涉网特性,电网暂态下可依据体系需求供给功率支撑,能够进步大规划新动力外送基地特高压直流输电线路输送容量,备用收益也是储能多重价值的重要表现。
  放眼全球,新动力发电的快速展开是驱动储能展开的首要因素,新动力与储能的结合也是未来高份额新动力并网电力体系的必然趋势。跟着新动力发电规划的扩大,新动力发电需承担的体系平衡本钱将成为项目经济性测算有必要考虑的重要内容,储能也必将在高份额新动力并网电力体系中找到自己的角色定位。