新型电力系统对抽水蓄能的需求及未来发展建议.doc
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1、新型电力系统对抽水蓄能的需求及未来发展建议积极试点抽水蓄能以市场独立主体参与电力市场交易的方式,探索电力中长期交易、现货交易、辅助服务市场交易规则和盈利模式。探索抽水蓄能与新能源、核电的合作交易方式,引导营收模式的多元化。2021年3月15日,习近平总书记对电力发展作出重要部署,强调要构建以新能源为主体的新型电力系统,为实现碳达峰、碳中和目标作出中国的贡献。新型电力系统的构建是一项系统工程,将重构电力生产、消费、储运格局,对电力的绿色可持续发展提供了可行的解决方案。随着新型电力系统的推进,电力系统将呈现高比例可再生能源、高比例电力电子设备的“双高”特征,给电网安全稳定运行带来挑战。而抽水蓄能作
2、为目前世界上技术最成熟的储能方式,具有容量大、响应快、可靠性高的特点,势必为新型电力系统安全运行提供重要支撑和保障,在新型电力系统中更好地发挥稳定器、调节器、平衡器的作用。一、新型电力系统的发展前景截至2020年底,我国煤电装机10.8亿千瓦,占比49.1%,发电量占比为60.8%;而风电、光伏发电装机5.3亿千万,占比24.3%,发电量仅占9.5%。为积极应对全球气候变化,2030年风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上,新能源发电量占比预计将提高到25%以上。我国幅员辽阔和能源资源分布的不均衡性,决定了由远距离、高电压、大容量的特高压交直流线路构成电网的主网架,同时大规模接入的新能
3、源发电的波动性、不稳定性,都将增加电力系统的复杂性,大电网安全问题日益突出。2019年8月9日英国伦敦大停电、2020年8月14日美国加州大停电的事后调查报告,均将事故原因指向了新能源的高比例接入、机组涉网性能指标不达标、电网频率特性差、系统调节能力不足等因素。抽水蓄能在电源负荷集中点建设,具有容量大、调节速度快、可靠性高的特点,在国内外历次停电事故事件中有效地防止了事故的进一步扩大。二、新型电力系统对抽水蓄能发展的需求随着新型电力系统建设的推进,抽水蓄能的作用将日益凸显,电网对其高质量发展也提出了需求,具体有以下几个方面。(一)要规模化快速建设,满足新型电力系统协调发展的需求截至2020年底
4、,我国抽水蓄能装机容量占比仅为1.43%,与其他国家相比存在较大差距,日本在役抽水蓄能装机占电源总装机的比重最高,达到8.5%,其次为意大利、西班牙、德国、法国,比重在3.5%6.6%之间。新型电力系统的调节能力无法一蹴而就。在新能源大规模发展、电力系统灵活性亟待提升的背景下,抽水蓄能不仅是当前最成熟的储能技术,而且是增强电力系统应对事故能力、保障电力系统安全可靠且全生命周期环境效益最明显的规模化储能手段。新型电力系统在发展新型能源的同时,必定要发展储能技术以保障电网的安全运行,只有两者协调发展才能保障新型电力系统的有序推进。(二)要国产化自主供应,满足新型电力系统自主可控的要求随着国内仙居、
5、深圳等蓄能电站的建成,抽水蓄能的发电机、水轮机等国产化主机设备已经得到了工程验证;励磁、SFC(静止变频器)、监控系统也逐步开始国产化试点。作为电力系统稳定器、调节器、平衡器,要求抽水蓄能具备更高的可靠性,在一些关键的核心元器件和工艺材料方面,国产设备仍存在可靠性不足、性能不达标的问题。目前发电机设备的绝缘材料主要还依赖进口;适用于大电流频繁开断的发电机出口断路器、励磁系统直流开关依旧被部分国外厂家垄断;电力控制系统的核心芯片仍然不能自主应用;励磁系统、SFC系统的关键核心器件依旧依赖进口;高可靠性的液压适配阀、电磁阀、高精度传感器仍是国外产品占市场主导地位。随着新型电力系统的发展,必然要求减
6、少对国外厂家的供应链依赖,降低抽水蓄能的建设运营成本,促进国内上下游产业的健康发展,促进形成以国内大循环为主的新发展格局。构建新型电力系统背景下,抽水蓄能规模化建设为自主国产化研发和应用提供了广大的市场,设备的自主可控国产化是必然趋势。国产化设备的“最后一公里”攻克势在必行,抽水蓄能的关键核心技术必定要实现自主可控。(三)要智能化经济调度,满足新型电力系统智能运行的要求抽水蓄能凭借启停快、工况转换灵活等特点,在电网中发挥着调峰调频、调相调压、黑启动备用等功能。其功能通过电力调度的控制来实现,其运行性能通过运行和设计指标来衡量。运行指标主要包括启动成功率、等效可用系数、强迫停运率、综合效率、利用
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