中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：青海地廣、水豐、光富、風(fēng)好，具有得天獨(dú)厚的清潔能源資源稟賦。近年來(lái)，青海清潔能源發(fā)展迅猛，風(fēng)電、光伏發(fā)電大規(guī)模集中并網(wǎng)，其波動(dòng)性給電網(wǎng)調(diào)度和電力電量平衡帶來(lái)挑戰(zhàn)。國(guó)網(wǎng)青海省電力公司開展清潔能源多能互補(bǔ)探索與實(shí)踐，不斷增強(qiáng)電力系統(tǒng)運(yùn)行靈活性，增強(qiáng)電力保供能力，提升新能源電量消納水平，打造新型電力系統(tǒng)省級(jí)示范區(qū)。
同一類型清潔能源、不同類型清潔能源之間都可互補(bǔ)
光伏發(fā)電方面，青海年利用小時(shí)數(shù)約1600小時(shí)，3月至9月出力較大，11月至次年2月出力較小，逐小時(shí)出力變率較大。海西州、海南州兩大光伏發(fā)電基地出現(xiàn)光伏小發(fā)的天數(shù)分別是22天、44天。由于地理位置不同，兩個(gè)基地的太陽(yáng)能資源存在互補(bǔ)性，全省出現(xiàn)光伏小發(fā)的天數(shù)降至7天。光熱發(fā)電方面，青海年利用小時(shí)數(shù)約3600小時(shí)，1月、3月至5月、9月至10月發(fā)電量較多，6月和8月發(fā)電量較少。海西德令哈、格爾木和海南共和光熱電站互補(bǔ)運(yùn)行后，全年日等效利用小時(shí)數(shù)小于2小時(shí)的天數(shù)共57天，主要集中在5月至7月。
青海風(fēng)力發(fā)電年利用小時(shí)數(shù)約2100小時(shí)，2月至6月、12月出力較大，1月、8月至9月、11月出力較小。存在相鄰兩日的日發(fā)電量差異巨大、相鄰兩日的日發(fā)電量近似相等而出力曲線差異巨大等情況，逐小時(shí)出力變率較大。海西州、海南州出現(xiàn)風(fēng)電小發(fā)的天數(shù)分別是1天、103天，通過(guò)資源互補(bǔ)，全省出現(xiàn)風(fēng)電小發(fā)的天數(shù)為10天。
青海大型水電主要集中在黃河上游，瑪爾擋、龍羊峽、拉西瓦、李家峽、公伯峽、積石峽等水電站呈梯級(jí)分布。豐水年，青海水電月最大出力在9月，最小出力在1月，出力年內(nèi)不均衡系數(shù)為0.4；平水年，月最大出力在8月，最小出力在11月，出力年內(nèi)不均衡系數(shù)為0.3；枯水年，月最大出力在9月，最小出力在11月，出力年內(nèi)不均衡系數(shù)為0.17。
在青海，不僅同一類型清潔能源可以實(shí)現(xiàn)資源互補(bǔ)，不同清潔能源之間也具有自然互補(bǔ)特性。
光伏發(fā)電與風(fēng)電互補(bǔ)。根據(jù)青海氣象及清潔能源發(fā)電歷史數(shù)據(jù)，出現(xiàn)光伏小發(fā)時(shí)，風(fēng)電基本為大發(fā)或中發(fā)；出現(xiàn)風(fēng)電小發(fā)時(shí)，光伏基本為大發(fā)或中發(fā)。這表明青海的風(fēng)能和太陽(yáng)能資源在氣象上具有互補(bǔ)特性，風(fēng)光互補(bǔ)能夠減小新能源波動(dòng)性，提升日內(nèi)保證出力，同時(shí)降低日調(diào)峰需求，季節(jié)性出力也變得更加平滑。
水電與光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、風(fēng)電互補(bǔ)。平水年，青海境內(nèi)黃河上游梯級(jí)水電年不均衡系數(shù)為0.34，年內(nèi)月電量波動(dòng)較大；風(fēng)電、光伏發(fā)電、光熱發(fā)電年不均衡系數(shù)分別為0.15、0.12、0.1，年內(nèi)月電量波動(dòng)相對(duì)較小。四種電源綜合后年不均衡系數(shù)下降至0.14，可有效緩解青海水電季節(jié)性電量不均衡引起的月電量不均衡問(wèn)題。
風(fēng)光水互補(bǔ)運(yùn)行可平抑不同時(shí)間尺度上的電量不均衡性
青?；谔?yáng)能、風(fēng)能的天然互補(bǔ)性和地域廣袤帶來(lái)的發(fā)電出力平滑效應(yīng)，優(yōu)化集中開發(fā)布局、規(guī)模和配比，可使清潔能源本身的自然互補(bǔ)效益最大化，降低出力在各時(shí)間尺度上的不確定性。進(jìn)一步利用黃河上游梯級(jí)水電站、光熱電站、儲(chǔ)能電站等可調(diào)節(jié)電源，在滿足合理的發(fā)電經(jīng)濟(jì)性前提下，通過(guò)優(yōu)化調(diào)度、互補(bǔ)運(yùn)行，可平抑光伏發(fā)電、風(fēng)電在年、月、日中長(zhǎng)時(shí)間尺度上的電量不均衡性，以及小時(shí)級(jí)以內(nèi)短時(shí)間尺度上的出力波動(dòng)性，提高多能互補(bǔ)大型清潔能源系統(tǒng)輸出功率穩(wěn)定性和輸電效率，滿足省內(nèi)安全可靠供電和平穩(wěn)外送需求。
年度優(yōu)化調(diào)度方面，龍羊峽水庫(kù)具有多年調(diào)節(jié)能力，瑪爾擋水庫(kù)具有季調(diào)節(jié)能力。在全年總水量不變的情況下，有調(diào)節(jié)能力的水庫(kù)可發(fā)揮“蓄豐補(bǔ)枯”作用，將豐水期水量蓄在水庫(kù)，在平、枯水期加大出庫(kù)流量，緩解青海電網(wǎng)電量不平衡壓力。
日間優(yōu)化調(diào)度方面，日間電量不均衡問(wèn)題主要通過(guò)調(diào)節(jié)黃河上游梯級(jí)水電站、光熱電站出力來(lái)解決。在新能源電源大發(fā)時(shí)，具有跨日調(diào)節(jié)能力的梯級(jí)水電站蓄水，光熱電站通過(guò)儲(chǔ)熱系統(tǒng)蓄熱，以應(yīng)對(duì)未來(lái)可能出現(xiàn)的不利天氣影響。在連續(xù)多天新能源發(fā)電不足時(shí)，具有跨日調(diào)節(jié)能力的梯級(jí)水電站放水，光熱電站發(fā)電，以滿足系統(tǒng)電力電量需求。
日內(nèi)優(yōu)化調(diào)度方面，日內(nèi)多能互補(bǔ)主要通過(guò)把光伏發(fā)電量以水庫(kù)蓄水、光熱電站儲(chǔ)熱等形式進(jìn)行轉(zhuǎn)化和時(shí)間上的重新分配來(lái)實(shí)現(xiàn)，使電源出力更好匹配省內(nèi)負(fù)荷和外送需求。光伏大發(fā)時(shí)，通過(guò)水電站蓄水、光熱電站儲(chǔ)熱、儲(chǔ)能電站充電等方式促進(jìn)光伏發(fā)電量最大化消納。光伏不出力時(shí)，水電站、光熱電站加大出力，與風(fēng)電隨機(jī)出力共同滿足負(fù)荷需求，剩余不足電力通過(guò)調(diào)用儲(chǔ)能解決。
青海連續(xù)多年開展全清潔能源多能互補(bǔ)供電實(shí)踐
青海連續(xù)6年開展了全清潔能源供電實(shí)踐。每年的活動(dòng)時(shí)間不斷延長(zhǎng)，范圍持續(xù)擴(kuò)大，形式更加多元，既有同一類型清潔能源的互補(bǔ)，也有不同清潔能源之間的互補(bǔ)。活動(dòng)期間的清潔能源發(fā)電量累計(jì)達(dá)351億千瓦時(shí)，相當(dāng)于減少燃煤消耗1596萬(wàn)噸，減排二氧化碳2874萬(wàn)噸。多能互補(bǔ)不僅在全清潔能源供電實(shí)踐中應(yīng)用，還融入了國(guó)網(wǎng)青海電力日常保供電工作。相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可概括為以下三點(diǎn)：
廣泛互聯(lián)的大電網(wǎng)是基礎(chǔ)。青海全清潔能源供電期間，通過(guò)實(shí)施大電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)跨省跨區(qū)電力供需平衡和備用容量安排，保障了電網(wǎng)安全運(yùn)行，促進(jìn)了清潔電量消納。
充足的調(diào)峰能力是前提。政府、企業(yè)、用戶等各方廣泛參與，最大限度發(fā)揮省間互濟(jì)能力、常規(guī)電源支撐能力、用戶側(cè)主動(dòng)調(diào)節(jié)潛力，確保全清潔能源供電期間電力系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。
先進(jìn)的技術(shù)手段是關(guān)鍵。青海全清潔能源供電實(shí)踐驗(yàn)證了智能電網(wǎng)、網(wǎng)源協(xié)調(diào)運(yùn)行、多能互補(bǔ)優(yōu)化等相關(guān)技術(shù)的有效性，緩解了新能源發(fā)電間歇性、波動(dòng)性強(qiáng)等問(wèn)題。
隨著新能源、虛擬電廠、新能源汽車等新型主體的加入，電力系統(tǒng)的物理特性與運(yùn)行方式發(fā)生重大變化。目前，國(guó)網(wǎng)青海電力正在開展兼顧多場(chǎng)景調(diào)節(jié)與支撐能力的多元儲(chǔ)能分層分區(qū)規(guī)劃研究，積極探索支撐新能源高效利用與電力保供的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)研究與示范，以及多元儲(chǔ)能市場(chǎng)價(jià)格與運(yùn)營(yíng)機(jī)制，支撐政府完善靈活性資源價(jià)格政策，全力推進(jìn)新型電力系統(tǒng)省級(jí)示范區(qū)建設(shè)。
（作者單位：國(guó)網(wǎng)青海省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院）
