中國儲能網訊：在“雙碳”目標和能源保供的戰(zhàn)略背景下，以風、光為主的可再生能源迎來快速發(fā)展階段。習近平總書記關于能源安全新發(fā)展理念和碳達峰、碳中和一系列重要指示，為構建新型能源體系及新型電力系統(tǒng)指明了方向。
我國風、光資源豐富，其中屋頂分布式光伏是支撐我國能源轉型的重要途徑之一。根據國家能源局統(tǒng)計數據顯示，2023年前三季度，我國光伏新增裝機12894萬千瓦，同比增長145%，其中分布式光伏新增裝機6714萬千瓦，占比達到52%。截至2023年9月底，全國光伏發(fā)電裝機容量達到5.2億千瓦，其中分布式光伏裝機容量2.25億千瓦。河南、江蘇、山東分布式光伏累計裝機位居全國前三位。隨著分布式光伏新增裝機的快速發(fā)展，電網接入和消納能力面臨巨大挑戰(zhàn)，多地出現“新建光伏難并網，已建光伏難上網”的現象。同時光伏電站的間歇性、波動性、隨機性特點對電網負荷調峰、安全運行帶來了巨大沖擊。單一模式下的分布式光伏電站建設已不符合新型電力系統(tǒng)建設的內在要求，亟須創(chuàng)新探索新能源生產與消費協(xié)調平衡的新型能源發(fā)展模式，以化解新能源快速發(fā)展與電網調峰、安全運行這一突出矛盾。
分布式光伏發(fā)展遇到的困難及創(chuàng)新破局方向
目前，電網接入能力有限、綠電就地消納能力不足，以及投資收益的不確定性增加成為制約分布式光伏發(fā)展的重要因素。
電網接入能力限制
在風、光資源及分布式屋頂資源豐富的地區(qū)，電力接入能力往往嚴重受限，鄉(xiāng)、村兩級電網設施改造難度較高，盡管電網公司正在加快推動電力設施建設，尤其是農村電網的改造升級，但其建設進度已無法匹配新能源的發(fā)展速度。受電網各級變壓器及線路容量限制，河北、河南、山東等大部分地區(qū)可接受的新增分布式光伏裝機容量有限，局部區(qū)域電網承載力已近飽和，對電網安全運行帶來極大挑戰(zhàn)。
就地消納能力不足
農村地區(qū)距離負荷中心較遠，綠電就地消納能力不足，分布式光伏的大量并網造成低壓配電網向220千伏及以上電網反送功率的問題日益突出，限制了屋頂分布式光伏資源的進一步開發(fā)?？稍偕茉吹目沙掷m(xù)發(fā)展與電網對分布式能源承載力不足的矛盾亟待解決。
投資收益的不確定性
一方面，電網對分布式光伏并網接入及運行要求逐步提高，例如提出柔性監(jiān)控、強制配儲等要求，使得新能源項目的投資成本逐步增加；另一方面，分布式可再生能源發(fā)電逐步參與電力現貨市場，而且參與的廣度和深度將不斷增加，以往給予固定電價和補貼的盈利模式正在逐漸改變。未來，隨著新能源裝機規(guī)模的持續(xù)增長，其現貨價格可能呈下降走勢。投資及其收益不確定風險的增加也進一步制約了分布式光伏等可再生能源的高質量規(guī)?；l(fā)展。
由此可見，未來分布式光伏的開發(fā)模式將由側重資源與接入條件向側重用戶需求與就地消納轉變。主要創(chuàng)新、破局方向是根據用戶側能源需求，尤其是農村地區(qū)的綜合用能需求構建新型能源體系。通過智慧系統(tǒng)聚合分布式新能源（包括分布式光伏、分散式風機）、分布式儲能（用戶側工商業(yè)儲能、戶用儲能）、生物質發(fā)電及用戶側可調負荷等，在智慧控制系統(tǒng)總框架下構建對內協(xié)調平衡、對外與電網友好互助的新型能源生產與消費聚合體。
通過在廣大農村地區(qū)構建多技術融合、多設施協(xié)同、多品類互濟的新型能源系統(tǒng)，以區(qū)域能源平衡為出發(fā)點，能夠解決區(qū)域能源在時間和空間上出現的巨大不均衡，多個能源設施未能協(xié)同導致設施利用率低，各類技術未融合導致系統(tǒng)能效低、靈活性差、保供性能低等諸多問題。此外，通過智慧控制系統(tǒng)將難以調度利用的小微用戶資源進行整合，并參與系統(tǒng)運行調節(jié)和電力需求響應，最大化地釋放負荷彈性，一方面可有效提高分布式光伏項目商業(yè)模式創(chuàng)新空間和抵御市場風險的能力；另一方面，對提升電網控制靈活性、促進電力供需協(xié)調優(yōu)化大有助益。
構建農村新型能源系統(tǒng)的必要性
為突破分布式光伏發(fā)展瓶頸，解決電網接入、綠電消納、電網調峰、安全運行等系列問題，亟需構建一種集有效促進可再生能源就地消納、提升居民和工商業(yè)用電負荷彈性、增強電力系統(tǒng)靈活調節(jié)能力于一體的現代化能源管理系統(tǒng)。目前，國家電網公司、國家電投集團、清華大學等能源領域的頭部企業(yè)和科研機構，在我國新能源發(fā)展取得成績的基礎上，加速探索構建源網荷儲型虛擬電廠、綜合智慧零碳電廠等清潔低碳、多能融合的現代農村能源體系，助力“雙碳”及鄉(xiāng)村振興發(fā)展戰(zhàn)略目標的實現。
智慧控制系統(tǒng)可實現多種分布式新能源的發(fā)、儲、用的聚合管理，以及分布式新能源的柔性調節(jié)，結合先進的通信技術和計量手段，具備通過電網并以繳納“過網費”的方式，將自發(fā)綠電直供給內部聚合的負荷用戶的技術能力，此模式可以實現新能源的就近消納，減輕電網負擔，并在一定區(qū)域內實現電力的就地平衡，還能夠激發(fā)新能源企業(yè)的技術、裝備和模式創(chuàng)新，提高其開發(fā)分布式新能源的積極性，同時促進電網企業(yè)實現向平臺化服務的戰(zhàn)略轉型。
創(chuàng)新發(fā)展以分布式光伏、儲能為主，結合當地資源稟賦，與分布式風電、生物質垃圾發(fā)電、充電樁、用戶側可調節(jié)負荷等相結合，形成包括源、網、荷、儲各要素在內的綜合智慧能源系統(tǒng)，對內可自我消納，對外可與電網友好互助。這種生產與消費協(xié)調平衡的新型能源發(fā)展模式，可有效提升多種綠色能源的綜合利用效率，實現對各類分布式能源和負荷的聚合調控，并作為市場交易主體參與電力市場和電網運行，為構建新型能源系統(tǒng)注入新思路、新舉措。其開發(fā)意義主要包括以下兩個方面：
有利于健全電力市場體系，構建新型電力系統(tǒng)。一是聚合分布式電源，有利于解決供電末端地區(qū)、偏遠地區(qū)的供電問題，降低電網投資，可輔助電網對海量分布式電源進行精準調控，助力配電網末端精準預測和調控；二是聚合分布式儲能，可顯著降低大規(guī)模分布式能源并網對系統(tǒng)穩(wěn)定性的沖擊，平滑負荷曲線，實現分布式電源就地平衡消納；三是通過智慧系統(tǒng)建設，以平衡末端電力供需、滿足電網調度要求為出發(fā)點和落腳點，實現單元控制和調節(jié)，并與電網友好互動，使新增分布式光伏等可再生能源不增加電網調節(jié)壓力；四是智慧系統(tǒng)與電網調度架構相適應，作為電網公司的下級調度，接受、分解、執(zhí)行電網實時調度指令，滿足電網數據交互技術和調節(jié)響應能力的要求。
有利于提升綠電消納，推動新舊動能轉換。一是全新模式的能源系統(tǒng)可提升新能源消納能力，優(yōu)化能源結構，通過新增可再生能源緩解地方經濟發(fā)展的能耗束縛；二是實現綠電的就地取材、就地消納，可有效推動區(qū)域綠色發(fā)展，推進綠色生產生活方式，助力地方經濟高質量發(fā)展；三是建設周期較短，見效較快，可在較短時間內解決電網尖峰負荷需求，推動新能源產業(yè)鏈升級，支撐地方經濟的新舊動能轉換；四是利用數字化技術、云控制平臺將能源網與當地政務網、社群網聯通，推動用戶生活方式、用電習慣的改變，打造電氣化新農村，助力鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。
新型農村能源體系建設面臨的問題
目前，國內已有很多源網荷儲型虛擬電廠、綜合智慧零碳電廠示范項目建設投運，雖已完成全部場景及智慧控制系統(tǒng)建設，但在參與電力市場的深度和廣度方面還存在一些困難與問題，制約了項目的實施及示范作用的發(fā)揮。例如，很多省份陸續(xù)發(fā)布了電力需求響應市場運營規(guī)則、第三方獨立主體參與電力調峰輔助服務市場規(guī)則等，但是暫未完全開放相關市場主體注冊手續(xù)、調度平臺接入等服務，導致示范項目無法充分發(fā)揮在能源保供、電力營銷等方面的示范作用；此外，由于電力體制機制的限制，分布式光伏電力銷售模式比較單一，無法實現源網荷儲等多場景應用的平衡響應，無法充分發(fā)揮就地取材、就近消納的優(yōu)勢。
相關政策建議
為給深化電力改革提供有效支撐，在能源科技創(chuàng)新體系下，推動新能源企業(yè)探索分布式光伏等可再生能源開發(fā)的新模式，需要政府及能源主管部門給予更多的政策支持。
支持新型能源開發(fā)主體
參與電力市場交易
研究出臺相關政策，建議電網公司對各類第三方分布式能源聚合商開放電力需求響應、輔助服務等市場，提供市場主體注冊、調度平臺接入等服務，使虛擬電廠、綜合智慧零碳電廠等市場主體能夠參與電力市場交易并獲取補償收益，提升新能源投資企業(yè)的開發(fā)積極性，推動分布式能源產業(yè)可持續(xù)高質量發(fā)展。
給予示范項目“綠電直供”
“隔墻售電”等政策支持
通過示范項目的方式允許分布式發(fā)電通過聚合方式參與市場化交易，探索分布式光伏等通過向電網繳納“過網費”的方式，將自發(fā)綠電直供給內部聚合的負荷用戶，同時繳納輸配電價和政府基金附加，實現“綠電直供”“隔墻售電”。充分發(fā)揮新型能源體系在能源保供、電力營銷等方面的示范作用。進一步激發(fā)能源企業(yè)開發(fā)分布式可再生能源的熱情，助力“雙碳”目標的實現。
推動村級共享儲能設施報裝接入，
探索配置儲能后放寬分布式光伏
接入容量限制
研究出臺相關政策，支持村臺變級小規(guī)模共享儲能參與電網調峰，完善接入報裝申報系統(tǒng)相關功能模塊，充分發(fā)揮項目的示范探索作用，根據儲能裝置調節(jié)能力和作用，進一步探索放寬分布式屋頂光伏接入容量限制。
協(xié)調電網企業(yè)協(xié)同推進
農村能源品種除冷、熱外，主要是電力，需要電力投資企業(yè)與電網企業(yè)協(xié)同推進。面對“隔墻售電”“輸配不分”等體制機制障礙，建議政府及能源主管部門加強協(xié)調，指導電網企業(yè)與電力投資企業(yè)以商業(yè)合作或分工合作的方式，同時聚焦各自主業(yè)，把電網企業(yè)的智慧配電網建設與電力投資企業(yè)的新型能源系統(tǒng)有機融合，實現分布式電源大比例就地上網消納。與外來電相比，其節(jié)省的供電成本可通過利益分享方式，在保障電網企業(yè)收益的同時，不增加終端用電成本。在滿足不提高終端用戶電價、減少電網企業(yè)臺區(qū)下網電量而不減少臺區(qū)供電量及收入的條件下，就地消納綠色電力，保障分布式可再生能源的高質量、可持續(xù)發(fā)展。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2024年1期，作者供職于山東電力工程咨詢院有限公司綜合智慧能源事業(yè)部
