大家都在熱議降電價(jià)。但其實(shí)除了降低增值稅稅費(fèi)以外，推進(jìn)價(jià)格改革、擴(kuò)大跨區(qū)交易規(guī)模都有助于降價(jià)。
今天享能匯為大家?guī)?lái)《外送通道的能源配置方案和經(jīng)濟(jì)性分析》一文以拓寬思考面，文章將著重分析地區(qū)新能源特性，提出在保證最小棄電率條件下確定最佳風(fēng)光火比例，在無(wú)補(bǔ)貼的情況根據(jù)多能源投資回報(bào)率，確定外送通道的能源電價(jià)，實(shí)現(xiàn)送發(fā)受多方共贏的方案。
研究思路
利用一年期間的位于天山南北的A、B個(gè)風(fēng)場(chǎng)的每15分鐘風(fēng)速和天山南部一個(gè)裝機(jī)50MWP光伏電站每15分鐘理論運(yùn)行功率、結(jié)合火電調(diào)峰率，模擬一個(gè)外送風(fēng)光火能源打捆外送的基地，按日滿負(fù)荷運(yùn)行或低谷20%調(diào)峰固定曲線運(yùn)行，年運(yùn)行小時(shí)7920，風(fēng)電年利用小時(shí)數(shù)2680小時(shí)，光伏年利用小時(shí)數(shù)1800小時(shí)，火電按全容量設(shè)計(jì)深度調(diào)峰運(yùn)行條件下，1）分析火電不同的調(diào)峰率下對(duì)棄電率影響，2）風(fēng)光的比例對(duì)棄電率的影響；3）線路滿負(fù)荷和4）20%調(diào)峰運(yùn)行對(duì)棄電率的影響；5）輸送電量新能源比例的分析；6）在5%棄電率下不同風(fēng)光火的比例下無(wú)補(bǔ)貼上網(wǎng)電價(jià)的分析。
新疆新能源的特點(diǎn)
1、 新能源的月度平均利用小時(shí)特性
圖1：風(fēng)電和光伏月度發(fā)電利用小時(shí)數(shù)
2、新能源日小時(shí)平均利用小時(shí)數(shù)特性
圖2：風(fēng)電和光伏日小時(shí)發(fā)電利用小時(shí)數(shù)
從年度看新能源負(fù)荷特點(diǎn)在4月到9月月度發(fā)電利用小時(shí)數(shù)較高，冬季的發(fā)電量少，春夏月份（4-7月）與秋冬季（11，12，1，2月）月度平均發(fā)電利用小時(shí)數(shù)相差一倍，春夏季新能源發(fā)電量多，冬季的發(fā)電量少，年度日中每小時(shí)利用小時(shí)數(shù)偏差不大，最大偏差20%，光伏和風(fēng)電在每日10時(shí)到17時(shí)負(fù)荷重疊，存在較大的棄用率。
3、新能源不同組合負(fù)荷特性
新能源發(fā)電功率波動(dòng)較大，離散度高，例如A風(fēng)場(chǎng)全年功率低于10%時(shí)間3966小時(shí)，零功率時(shí)間2379小時(shí)，B風(fēng)場(chǎng)全年功率低于10%時(shí)間3667小時(shí)，零功率時(shí)間2322小時(shí)，風(fēng)場(chǎng)合并計(jì)算全年功率低于10%時(shí)間1693小時(shí)，零功率時(shí)間771小時(shí)，風(fēng)火光1：1：0.5配置全年功率低于10%時(shí)間1589小時(shí)，零功率時(shí)間489小時(shí)，從新能源運(yùn)行功率特性看，多地區(qū)新能源存在互補(bǔ)性，可以降低新能源的零功率和低負(fù)荷時(shí)間，80%以上負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間占比低于8.5%，火電必須深度調(diào)峰快速變負(fù)荷運(yùn)行，以保證外送通道的負(fù)荷穩(wěn)定，外送通道的火電必須按全容量配置，否則無(wú)法滿足冬季外送負(fù)荷曲線要求和效益最大化的要求。冬季往往是受入的用電高峰和霧霾天氣的高發(fā)期，外送通道冬季滿負(fù)荷運(yùn)行可以有效減輕受入地的環(huán)保壓力。
火電調(diào)峰對(duì)新能源消納的影響
圖3線路滿負(fù)荷運(yùn)行火電調(diào)峰率與新能源棄用率關(guān)系
圖3顯示外送通道線路滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)時(shí)，火電的調(diào)峰率越大，新能源的棄用率越小，調(diào)峰率高于80%以后，對(duì)新能源棄用率降低影響較小。當(dāng)線路只輸送風(fēng)電單一新能源，風(fēng)火1:1配置，在火電調(diào)峰率高于70%，棄風(fēng)率即可低于5%；但輸送風(fēng)光多樣能源時(shí)，在火電相同調(diào)峰率情況下棄用率高，光伏比例越高棄用率越高，在風(fēng)火光1:1:0.5配置時(shí)，在火電調(diào)峰率高于80%，棄用率即可低于5%。
線路20%調(diào)峰（每日14小時(shí)）對(duì)新能源消納的影響
圖4：線路低谷20%調(diào)峰運(yùn)行火電調(diào)峰率與新能源棄用率關(guān)系
現(xiàn)在外送通道運(yùn)行時(shí)要求19點(diǎn)到次日9時(shí)14個(gè)小時(shí)20%調(diào)峰，此時(shí)段增加風(fēng)電的棄風(fēng)率。從圖4可以看出在風(fēng)火光1:1:0.5配置時(shí)，在火電調(diào)峰率高于80%，棄用率達(dá)到8.3%,增加2.6%，同時(shí)減少11.7%送電量。要減少棄用率到5%，火電的調(diào)峰率要達(dá)到90%或者增加10%外送通道容量的儲(chǔ)能設(shè)備。送端的上網(wǎng)電價(jià)較低，增加儲(chǔ)能設(shè)備投資收益率和降低棄用率的收益相差較大，經(jīng)濟(jì)上沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，同樣容量?jī)?chǔ)能裝置在受端市場(chǎng)建設(shè)，可以充分發(fā)揮峰谷電價(jià)差的優(yōu)勢(shì)，獲得較好的收益，同時(shí)在線路故障時(shí)可以起到調(diào)頻、事故備用和應(yīng)急電源的作用，還可以使外送通道線路滿功率運(yùn)行，安全和經(jīng)濟(jì)方面發(fā)揮的作用遠(yuǎn)大于送端市場(chǎng)的作用，送端市場(chǎng)要著重于如何提高火電機(jī)組的調(diào)峰率，充分發(fā)揮火電機(jī)組的調(diào)峰作用。
線路滿負(fù)荷和低谷20%調(diào)峰運(yùn)行的輸電新能源占比分析
表5、6可以看出火電的調(diào)峰率提高，可以提高新能源的輸電比例，光伏配置比例提高，也可以提高新能源輸電比例，線路低谷20%調(diào)峰運(yùn)行也可以提高新能源輸電比例，主要因?yàn)榛痣娎脭?shù)的降低，輸送電量降低。在風(fēng)火光1:1:0.5配置時(shí)，火電調(diào)峰率80%，新能源的送電比例可以達(dá)到42%以上。
在5%棄電率下風(fēng)光火1：1：0.5配置的上網(wǎng)電價(jià)分析
在火電標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)300元/噸，投資造價(jià)3445元/千瓦,風(fēng)電投資造價(jià)6500元/千瓦，光伏投資造價(jià)6400元/千瓦，風(fēng)光火折舊年限分別為20，25，15年，利率4.2%，維持風(fēng)光火收益率分別為10%，6%，10%的條件下，按照國(guó)家能源局下發(fā)的煤電項(xiàng)目預(yù)期投資回報(bào)率計(jì)算方法可以計(jì)算出不同利用小時(shí)數(shù)的火電上網(wǎng)電價(jià)，不同棄用率情況下的新能源上網(wǎng)電價(jià)。
圖7 ：火電機(jī)組上網(wǎng)電價(jià)與年利用小時(shí)數(shù)關(guān)系
火電上網(wǎng)電價(jià)在設(shè)計(jì)年利用小時(shí)數(shù)5500小時(shí)最低0.213元/千瓦時(shí)，在年利用小時(shí)數(shù)3500小時(shí)上網(wǎng)電價(jià)0.273元/千瓦時(shí)，年利用小時(shí)低于3500小時(shí)后電價(jià)增加較快，年利用小時(shí)低于2500小時(shí)后上網(wǎng)電價(jià)0.338元/千瓦時(shí)，外送通道火電調(diào)峰率80%，在線路滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)火電年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)4500小時(shí)，在線路低谷20%調(diào)峰運(yùn)行時(shí)火電年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)3576小時(shí)，在風(fēng)光火打捆外送中，火電起到重要的調(diào)峰作用，必須考慮市場(chǎng)化補(bǔ)償機(jī)制，已使風(fēng)光火企業(yè)都取得合理的經(jīng)濟(jì)收益。
圖8： 新能源價(jià)格與棄用率關(guān)系
在不考慮棄用條件下風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)0.318元/千瓦時(shí)，光伏上網(wǎng)電價(jià)0.422元/千瓦時(shí)，棄用率每增加1%上網(wǎng)電價(jià)增加1%，光電上網(wǎng)價(jià)格比火電上網(wǎng)價(jià)格高0.2元/千瓦時(shí)，風(fēng)電上網(wǎng)價(jià)格比火電上網(wǎng)價(jià)格高0.1元/千瓦時(shí)。
圖9：風(fēng)火光能源比例與棄用率關(guān)系
在棄用率5%條件下分別計(jì)算風(fēng)火光不同配置下的電價(jià)，風(fēng)火打捆電價(jià)最低，不調(diào)峰上網(wǎng)電價(jià)0.251元/千瓦時(shí)，20%調(diào)峰上網(wǎng)電價(jià)增加0.02元/千瓦時(shí)，光伏比例越高上網(wǎng)電價(jià)越高，在風(fēng)火光1：1：0.5配置下，不調(diào)峰上網(wǎng)電價(jià)0.262元/千瓦時(shí)，20%調(diào)峰上網(wǎng)電價(jià)增加0.02元/千瓦時(shí).輸電線路調(diào)峰比不調(diào)峰上網(wǎng)電價(jià)增加0.02元/千瓦時(shí)?？紤]0.12元/千瓦時(shí)輸電費(fèi)用，受電地區(qū)的落地價(jià)格將達(dá)到0.4元/千瓦時(shí)。外送通道非水可再生能源電價(jià)可以按照受入地的非水可再生能源平均上網(wǎng)電價(jià)減去輸配電價(jià)確定，火電電價(jià)按受入地火電平均上網(wǎng)電價(jià)減去輸配電價(jià)確定。送端上網(wǎng)電價(jià)按多能源電價(jià)加權(quán)平均確定。
結(jié)論
1、外送通道風(fēng)光火配置比例，光伏配置比例越高，外送電量新能源比例越高，但棄用率會(huì)增加，充分考慮火電調(diào)峰率和新能源送電比例，風(fēng)火光配置比例不宜高于1:1:0.5,火電必須全容量配置，否則無(wú)法滿足冬季送電需求。根據(jù)各地不同的風(fēng)光特性火電宜與風(fēng)光新能源分布式布置，以利于充分利用線路容量，提高線路的負(fù)荷率。
2、外送線路應(yīng)按依照核電不調(diào)峰運(yùn)行設(shè)計(jì)，市場(chǎng)化方式給予受端市場(chǎng)調(diào)峰補(bǔ)償，或在受端市場(chǎng)增加同等調(diào)峰容量的儲(chǔ)能調(diào)峰裝置，以降低新能源棄電率，實(shí)現(xiàn)發(fā)輸受對(duì)方效益最大化。
3、配套火電的要求必須達(dá)到80%調(diào)峰率，提高調(diào)峰率可以降低棄用率，增加新能源輸電比例，風(fēng)火光配置比例不宜高于1:1:0.5，外送通道滿負(fù)荷運(yùn)行，棄用率低于5%，但要建立風(fēng)光火的打捆的送電端市場(chǎng)化交易體系，多能源協(xié)同共贏，可持續(xù)發(fā)展。
4、從新能源特性來(lái)看，春夏季負(fù)荷較大，輸送線路調(diào)峰能造成棄用率升高，受端市場(chǎng)必須能夠在春夏季接受外來(lái)負(fù)荷，本地負(fù)荷不影響接待外來(lái)負(fù)荷。
5、在不考慮非水可再生能源補(bǔ)貼的條件下，新能源上網(wǎng)電價(jià)較高，要充分考慮受電地區(qū)的電價(jià)承受能力。
外送通道電源的建設(shè)選擇要充分利用天山南北氣候條件不同，利用現(xiàn)有的氣候資料和光伏的運(yùn)行特性的資料，利用同一地區(qū)風(fēng)電和光伏的互補(bǔ)性，大風(fēng)大多沙塵天氣影響光伏的出力，優(yōu)化新年能源電源點(diǎn)布局，降低新能源的同時(shí)率，充分發(fā)揮火電調(diào)峰特性，最大限度降低棄電率，實(shí)現(xiàn)風(fēng)光火多能源共贏，可持續(xù)發(fā)展。
作者：丁峰 | 中煤國(guó)投哈密發(fā)電有限公司
