破解新能源消納難題 中國該如何借鑒德國？

　　中德新能源發(fā)展情況對比

　　德國水電協(xié)會(huì )(BDEW)公布的數據顯示，2015年德國電力凈過(guò)剩量同比升高47%，達到502億千瓦時(shí)，德國2015年能源消耗總量同比增長(cháng)了1.3%。這與氣溫變低、經(jīng)濟形勢轉好和包括移民在內的100萬(wàn)新增人口有關(guān)。另外，由于能源使用效率的提高和清潔能源的發(fā)展，2015年德國碳排放比去年又減少了11%。截至2015年年底，德國全境裝機容量近2億千瓦，風(fēng)電與光伏總裝機為8500萬(wàn)千瓦，但德國的棄風(fēng)棄光率不超過(guò)1%，在較高新能源裝機前提下仍可以達到如此高的消納率。

　　根據國家能源局數據顯示，截至2015年年底中國電力總裝機容量近15億千瓦，風(fēng)電累計并網(wǎng)裝機1.29億千瓦，全國光伏發(fā)電累計裝機量達到4300萬(wàn)千瓦，超越德國成為全球光伏累計裝機量最大的國家。而全國總體棄風(fēng)棄光率超過(guò)10%，個(gè)別地區更加極端，并且火電機組全年平均發(fā)電小時(shí)數持續下降。

　　德國提高新能源消納比例的措施

　　德國提高新能源消納的措施分為政策創(chuàng )新、管理創(chuàng )新和技術(shù)創(chuàng )新等幾個(gè)維度。如采用新能源直接上網(wǎng)交易新政策、建設并網(wǎng)評估和規劃體系、增加新能源的主動(dòng)可調節性、電力系統再調度、主動(dòng)改善負荷特性等手段。各種手段對于提高新能源消納能力的權重是無(wú)法評估的，卻在不同層面達到了異曲同工的效果。

　　直接上網(wǎng)交易的政策創(chuàng )新。在固定電價(jià)補貼模型下，德國新能源電站所有者與政府簽訂長(cháng)達20年的固定電價(jià)收購合同，新能源電力由電網(wǎng)運營(yíng)商全額收購后在電力現貨交易所中進(jìn)行交易。但是由于新能源的成本正在迅速降低，固定補貼機制突顯眾多弊端。德國重要的《可再生能源法》在2014年版中就進(jìn)行了大量修訂，其核心為要求新并網(wǎng)的新能源電站進(jìn)行直接上網(wǎng)交易，這一舉措改變了之前新能源電力只能通過(guò)電網(wǎng)運營(yíng)商上網(wǎng)交易的狀況，改為委托直售電商進(jìn)行交易，可再生能源電力也不僅能夠在現貨市場(chǎng)上交易，還能簽訂場(chǎng)外合約和長(cháng)期合約，極大地增強了新能源的可交易特性，也為新能源消納提供了政策基礎，各種不同角色都將主動(dòng)促進(jìn)新能源的發(fā)展。

　　合理規劃，做好并網(wǎng)評估。減少新能源發(fā)電的不利影響，需要在電源電網(wǎng)規劃階段通過(guò)相關(guān)的評估流程予以引導。德國已建立相應的新能源并網(wǎng)(集中并網(wǎng)或分布式并網(wǎng))評估體系。在新能源電站的詳細設計方案完成后，需要對新能源并網(wǎng)的影響予以技術(shù)評估或認證，確保分布式新能源并網(wǎng)后電網(wǎng)的可靠穩定運行。

　　增加新能源的主動(dòng)可調節性。當大規模分布式電源并網(wǎng)時(shí)，電網(wǎng)阻塞也可能來(lái)自配電網(wǎng)，這不僅需要對集中式大型電站，也要對分布式新能源進(jìn)行功率調節(包括有功和無(wú)功)，這已在德國所有配電網(wǎng)投入使用，這樣的技術(shù)手段可以減少輸網(wǎng)配網(wǎng)阻塞，提高新能源消納。德國通過(guò)新能源法對分布式電源遠程調控提出了規定，幾乎所有的風(fēng)電都可以被遠程調控，將近一半的光伏太陽(yáng)能能夠被遠程調控。

　　電力系統再調度。新能源優(yōu)先并網(wǎng)難以避免傳輸阻塞問(wèn)題，針對這一問(wèn)題,電網(wǎng)運營(yíng)商開(kāi)發(fā)了多個(gè)預測分析及決策模塊來(lái)輔助調度決策。預測模塊包括日間、日前、兩日前三個(gè)面向不同交易時(shí)間點(diǎn)的計算功能模塊，使電網(wǎng)調度人員提前了解到可能出現阻塞的時(shí)間和線(xiàn)路。分析模塊將分析出現阻塞的線(xiàn)路，找出所有可能的解決方案。決策模塊將對所有方案進(jìn)行成本和時(shí)間分析，從而找出最優(yōu)方案。在阻塞無(wú)法通過(guò)非市場(chǎng)手段解決時(shí)，只能對電廠(chǎng)發(fā)電進(jìn)行再調度，在保證阻塞緩解的情況下使發(fā)電成本最低化。這一系統已實(shí)現對德國四家輸電網(wǎng)統一進(jìn)行再調度的管理，對解決新能源消納問(wèn)題作用突出。

　　主動(dòng)改善負荷特性。德國政府希望通過(guò)充分挖掘需求側的靈活性，使得從全民經(jīng)濟最優(yōu)的角度維持電力系統運行的高可靠性。通過(guò)這樣的方式，現有電力市場(chǎng)功能優(yōu)化后，可以放棄容量市場(chǎng)并且更多地消納新能源。電網(wǎng)公司通過(guò)需求側管理，用最少成本獲取靈活性來(lái)保證系統安全運行，并減少由于新能源導致的電網(wǎng)擴建從而提高新能源消納效率。用電客戶(hù)希望在盡可能少影響自己的舒適度或者生產(chǎn)的情況下降低購電成本，甚至主動(dòng)參與到現有的輔助市場(chǎng)中獲得額外利潤。第三方聚合商可以集成各類(lèi)客戶(hù)，利用規模效應更容易參與市場(chǎng)競價(jià)收取服務(wù)費。

　　我國新能源消納可以借鑒的經(jīng)驗

　　總而言之，高比例新能源下的電力系統將要發(fā)生巨大變化，也將帶來(lái)多重挑戰。為了迎接未來(lái)電力系統，我們應該從政策創(chuàng )新、管理創(chuàng )新和技術(shù)創(chuàng )新等幾個(gè)維度去審視這一問(wèn)題。積極采取以下措施：研究應對大比例新能源的電力市場(chǎng)建設方案、建設并網(wǎng)評估和電源電網(wǎng)協(xié)調規劃體系、增加新能源的主動(dòng)可調節性、增強電力系統再調度能力、熟悉和采用負荷特性調節手段等。

　　我國電力行業(yè)應持續推動(dòng)智能電網(wǎng)技術(shù)革新并支撐能源結構調整和能源消費革命，以德國經(jīng)驗為例，深挖電力能源產(chǎn)業(yè)鏈，從基礎研究、相關(guān)技術(shù)手段到典型示范應用電力全產(chǎn)業(yè)鏈條的布局都將為大規?？稍偕茉聪{、多元用戶(hù)供需互動(dòng)用電模式、多能互補的分布式功能和智能電網(wǎng)發(fā)展提供技術(shù)手段，這樣的布局也符合建設全球能源互聯(lián)網(wǎng)的要求和內涵，為迎來(lái)新時(shí)代電網(wǎng)做出前瞻性貢獻。