作為一個電網人，從中國光伏行業(yè)協(xié)會成立之初就受邀參與了協(xié)會光伏發(fā)電運行消納年度分析研究工作，跟蹤分析了光伏十年的接網運行消納形勢，見證了光伏十年發(fā)展奇跡，也親歷了電網的轉型發(fā)展，以下幾點關于網源協(xié)同的認識供參考。
光伏發(fā)電的隨機性和波動性對電網是挑戰(zhàn)更是機遇，推動電網從傳統(tǒng)電網走向新型電網，從傳統(tǒng)產業(yè)走向戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重要支撐產業(yè)。十年前，光伏發(fā)電在很多人眼里還是垃圾電，大家更多的是研究光伏發(fā)電的隨機性和波動性，以及高比例光伏發(fā)電對電網運行消納的影響，主要研究電網對于新能源的消納能力。十年后，隨著以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)概念的提出，大規(guī)模風光等波動性電源(Variable Renewable Energy，主要指風電和光伏發(fā)電，以下簡稱VRE)的接入為電網的創(chuàng)新發(fā)展創(chuàng)造了巨大發(fā)展機遇。隨著VRE占比的提升，電力系統(tǒng)運行機理和平衡模式發(fā)生了深刻的變化，源網荷儲各環(huán)節(jié)的功能定位和特性也隨之發(fā)生了重大調整。加快構建清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)，為電網關鍵技術與重大裝備創(chuàng)新帶來了重大機遇。當前大家研究的熱點更多的是如何構建新型電網，提高電網對VRE的接納、配置和調控能力。
功率預測是網源協(xié)同的基礎，電力系統(tǒng)的靈活性是網源協(xié)調的關鍵。十年前，我們網上親歷了德國電網應對日全食驚心動魄的全過程，意識到對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行而言，不確定性比波動性更可怕，深刻認識到功率預測的重要性。十年后，隨著國內光伏裝機規(guī)模的激增，功率預測的重要性進一步顯現(xiàn)，而且不同于傳統(tǒng)認識，我們發(fā)現(xiàn)短時光伏發(fā)電功率預測的難度竟遠超風電。十年前，由于國內光伏裝機和發(fā)電量占比均很低，一般認為光伏發(fā)電出力主要集中在白天負荷相對比較高的時段，光伏發(fā)電出力與負荷的一致性更好，消納難度較小。十年后，隨著光伏發(fā)電占比的提升，我們認識到迎峰度夏、度冬期間，早高峰時段光伏保證出力不足11%，晚高峰期間光伏出力基本為零，山東、河南等多個電網出現(xiàn)“鴨子曲線”，而青海電網凈負荷曲線已由“鴨子曲線”發(fā)展到對電網更具挑戰(zhàn)性的“峽谷曲線”，午間光伏消納的難度更甚。十年前，我們對于系統(tǒng)靈活性的認識還僅限于調峰能力，十年后，我們認識到電力系統(tǒng)承載VRE的能力取決于系統(tǒng)的靈活性，包括電源的靈活性、儲能、電網靈活性以及需求側資源，靈活性不僅需要調峰的“下調節(jié)”能力，還需要頂峰的“上調能力”。
平價上網不等于平價利用，消納VRE的系統(tǒng)成本引發(fā)的經濟性問題或將成為更高比例VRE發(fā)展的主要障礙。十年前，降低光伏發(fā)電成本是行業(yè)發(fā)展的重中之重，經過十年努力，光伏開發(fā)及建設成本下降了80%，光伏發(fā)電度電平均成本降至0.31元，已經實現(xiàn)了平價上網。十年后，我們逐步意識到VRE平價上網不等于平價利用，VRE利用還涉及消納VRE的系統(tǒng)成本及帶來的相關經濟性問題。德國發(fā)展新能源近20年，雖然光伏發(fā)電、風力發(fā)電本體成本下降，但居民電價上漲90%，平均銷售電價上漲23%;英國近15年居民電價上漲60%，平均銷售電價上漲51%。國外相關機構的研究也表明，電力系統(tǒng)中VRE電量滲透率超過15%之后，VRE消納的系統(tǒng)成本帶來的影響將逐步顯現(xiàn);盡管VRE電量滲透率達到25%-40%在技術上是可行的，但會帶來很高的系統(tǒng)成本;電量滲透率超過40%時，消納VRE所需要的系統(tǒng)成本甚至會超過VRE發(fā)電成本，沒有靈活性相關系統(tǒng)成本的投入則會出現(xiàn)較為嚴重的棄電問題。系統(tǒng)成本得不到合理疏導，則會對光伏、風電等VRE發(fā)電的經濟性產生重要影響，對行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來重大挑戰(zhàn)。
從單一光伏電站開發(fā)到風光水火儲聯(lián)營、源網荷儲一體化，從分布式光伏開發(fā)到光儲一體化。中國光伏的發(fā)展始于分布式，從金太陽工程起步，規(guī)?；l(fā)展得益于集中式地面電站的大規(guī)模建設，而平價時代的光伏實現(xiàn)跨越式發(fā)展則得益于集中式與分布式并舉。2014年中國光伏累計裝機容量不足3000萬千瓦，2017年突破1億千瓦，2019年突破2億千瓦，2021年突破3億千瓦，2023年則突破6億千瓦。其中的分布式光伏累計裝機容量2021年突破1億千瓦，2023年新增裝機已達到了近1億千瓦;分布式光伏年新增裝機容量的占比從2017年的不足10%到2017年的36.4%，到2021年則超過50%。從未來發(fā)展趨勢來看，提高規(guī)?；l(fā)展的經濟性，集中式與分布式并舉是大勢所趨，且集中式電站已從單一光伏電站開發(fā)模式為主向風光水火儲聯(lián)營、源網荷儲一體化開發(fā)模式為主轉變;分布式光伏已從工商業(yè)分布式、戶用光伏開發(fā)模式為主向戶用光儲、建筑“光儲直柔”、電動汽車光儲充等光儲一體化模式開發(fā)為主轉變。
需要以規(guī)劃引領光伏有序、高質量發(fā)展。眾所周知，電力系統(tǒng)是最大的人造系統(tǒng)，規(guī)劃對電力系統(tǒng)的安全、經濟運行至關重要。2014年，我國VER裝機占比僅為8.8%，其中光伏僅占1.8%;發(fā)電量占比僅為2.5%，其中光伏占比不足1%。由于裝機和發(fā)電量占比低，在“十二五”、“十三五”電力規(guī)劃中，新能源如何納入電力電量平衡還在探索中，新能源規(guī)劃對于電力規(guī)劃無足輕重，盡管風光實際開發(fā)規(guī)模遠超規(guī)劃規(guī)模，但似乎并無大礙。但到了2023年底，我國VER裝機占比達到36%，其中光伏裝機占比21%;VRE電量占比達到15.8%，其中光伏發(fā)電量占比6.3%，2023年當年新增裝機超過2億千瓦，盡管沒有出現(xiàn)較為嚴重的棄電問題，但光伏行業(yè)盈利水平也讓行業(yè)內越來越的人開始對光伏行業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性表示擔憂。高質量發(fā)展的內涵不僅包括大規(guī)模、高比例、高利用率，還應包括行業(yè)的盈利能力和可持續(xù)發(fā)展能力。面向“十五五”規(guī)劃,是時候應該好好研究VER乃至光伏發(fā)電發(fā)展規(guī)劃的問題，研究VRE的經濟開發(fā)規(guī)模，不能簡單以越多越好論英雄，需要以規(guī)劃引領光伏高質量發(fā)展。
