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西安交通大学教授王秀丽:可再生能源融入电力市场的方式探讨

2017-12-05 20:01来源:北极星太阳能光伏网关键词:CREIA光伏领袖峰会可再生能源收藏点赞

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我们国家未来的新能源的发展,应该是集中式和分布式结合,远距离大电网输送和区域微网消纳结合,这样保证系统能够最大限度的利用,实现供给侧的横向多能源互补,实现电力纵向的源网荷储互动。

2017年12月5日下午,在光伏领袖峰会—西部论坛上,西安大学教授王秀丽作题为《可再生能源融入电力市场的方式探讨》的演讲。

她在演讲中指出,电力政策方面,希望通过新能源的发展,增强可再生能源参与电力市场的灵活性和积极性,促进以光伏为代表的新能源的发展,希望加快建设电力市场的步伐,促进新能源的消纳,同时建立跨省垮区域交易市场、容量市场、微能源市场等在内的多元化的市场框架。

以下为会议实录:

主持人:好的,下面演讲的题目是可再生能源发电融入电力市场的方式探讨,有请王秀丽,西安交通大学教授。

西安交通大学教授王秀丽:非常高兴今天下午在古城西安有这么一场盛会,我很高兴有这个机会,给大家介绍一下可再生能源进入电力市场的相关问题,我是西安交通大学的电器学院的老师,我叫王秀丽。

我主要从以下四个方面讲一下。第一个是简单介绍一下我们国家电力及可再生能源的发展状况,这是16年的装机数据,大家已经知道,总装超过16亿,太阳能或者光伏发电增长率,16年增长80%多,我们光伏是蒸蒸日上。风力和太阳能的总发电量,占比里面只有5%多一点,总占比强是非常小的,这样一个占比的情况下,弃风弃光非常严重,甘肃达到30、40%多。光伏有两种发展形式,一种是远距离、集中式的,一种是分布式的就近消纳的。从远距离来看,我们国家的电网建设初见成效,全国联网形成,那么对于远距离的输送起到很大的作用,但是外送通道依然不足,限制了一些新能源的消纳。从规划来看,到十三五末,2020年风电装机达到2.1亿,太阳能达到1.1亿,会带来一些效益,减排、节能方面,效益显著。所以我们新能源的发展是势不可挡的。

现在发改委做了一些远期规划,到2050年我们可以看到,新能源占比,不光是电力,全国的能源消费上,可再生能源的占比达到62%,将成为主角。电力供应中,非化石能源达到90%多。这个是一个非常客观的前景。那么我们国家的风和光到底发展的多少,从2020年到2040年,2050年这样一个增长的途径,都达到20多亿装机,风电是24亿,太阳能是27亿,这是一个巨大的数字,比现在增长了很多很多倍,我们现在前面看只有一个亿左右。

那么这么大量新能源的接入,会带来那些问题呢?能不能消纳得了,这个问题日益突出,也引起了社会的广泛关注,从目前来看,16年和15年大规模发展以后,新能源消纳的情况不是很理想,弃风弃光很严重,17年好一些,暴露的问题主要是电源结构失衡,系统调控能力不足,以及电网的发展还是不能满足需求,特别是市场机制没有发挥好它的作用。那么这个电网结构失衡就是我们国家原来火电比例,比较大,这个灵活电源不足,尤其冬季,采暖季灵活电源更加缺乏。那么这个是一个,就是调峰能力不足引起的弃风弃光的问题。电网发展滞后这个问题不详细谈了,主要是集中式开发需要很多的输送容量,这个建设速度还是不够匹配。还有就是省间壁垒防御了新能源的广域消纳,建设好的没有得到充分好的利用。市场机制缺失,现在没有在主能力市场或者在辅助服务市场建立好完善的机制,促进新能源的消纳。那么我们现在新能源的发展基本还是靠补帖,然而这个补帖会逐步下降,以至于将来会彻底取消,风电补帖也在逐年下降,光伏补贴同样在逐年下降。

我们看看国外的情况,这个是全球电力市场化改革的一个进展图,这个是美国的一个报告里面出来的2015年的截止图,红色的100%实行电力市场,非洲这边基本没有搞电力市场,这个图上可以看到电力市场化在发达发展中国家已经发展非常好了。

关于边际成本,刚才董老师说了,新能源上来以后边际成本比较低,这里面有三个曲线,最靠里的都是火电的时候,传统能源的时候这个边际成本比较高,这样和这个斜的线一相交,电价比较高,后面两根折线,新能源不断加入以后,燃料成本或者边际成本比较低,电价会逐步的走低。我们看看欧洲的能源消纳情况,这个举了德国丹麦英国西班牙的例子,从年代从下面2009年到2016年,它们风电或者光伏的发电量也增长非常快,穿透力达到30%多、40%多,我们国家只有5%,跟他们比起来,我们整个的新能源的占比还是非常低的,但是他们弃风弃光率非常小,最大的就2%、3%,我们国家达到30、40%多,我们国家做的还是有欠缺的地方,这里面做的好的就是德国,德国新能源占比非常高,之所以这么高,就是得益于电改的基础,电改实现了强有力的电源调节能力,备用的调节,坚强的跨国输电力网络、先进的技术,这几个保证他们如此好的消纳。另外建立了新能源补帖机制和市场结合的机制。新能源边际成本比较低,但是一次性投入成本比较高,带来终端电价的上涨,老百姓可以接受。为了应对新能源,英国电力市场进行了好几次改革,逐步完善制度,尤其2012年之后,开始建立容量市场,这个容量市场比辅助服务市场更进一步。新能源比重达到一半或者一半以上的时候,光靠传统能源的备用已经不够了,必须设置一些灵活的机组,作为容量市场,随时可以调节顶上去。这个火电机组主要提供容量。从提供电量为主转向提供电量和容量结合。另外一些储能设备要在其中发挥作用。那么加州的市场,新能源比例非常高,太阳能光伏非常多,主要是用的这个配额制,规定用电量的20%,必须是新能源发电,这是12年的情况,2020年所有售电里面新能源必须达到33%,200年达到50%。这个鸭子曲线主要是应对太阳的变化曲线。

我们讲一讲可再生能源的参与电力市场到底怎么参与。这个是我们国家新一轮电改的情况,这里面强调通过市场化的手段促进新能源的消纳。电改这个方案,对新能源的促进作用,可能主要体现在以下几个方面,一个是加强和完善清洁能源的补偿机制,另外建立跨省区的交易机制促进新能源的消纳,还有开放电网公平接入。第四是利用需求侧相应的资源,支撑新能源的安全运行。

新能源的电价制度,国外有几种形式,一个是给一个固定电价。还有就是溢价,不给你一个固定电价,你也参与市场竞争,在你参与市场竞争,你报价基础上,可能不能补帖你的成本,不能覆盖你的成本,乘一个系数进行一定的溢价。无补帖就是新能源成本下降以后,为主以后,不能依靠补帖,因为补帖补帖不过来,这样就是无补帖,跟其它能源一样,参与竞争。在无补帖情况下要通过这个配额制和交易制度保证新能源的上网。还有这个绿电电价,把电价提高一些,让消费者承担新能源改革带来的电价上涨,同时享受到清洁的空气和美好的环境。

新能源自身来说,要参与这个电力市场也要做好自己的工作,一个是提高自己的预测精度和运行效率,另外要调整自己的运行策略,不能老吃补帖,要适应市场机制,提高电力交易水平。另外新能源要跟常规能源打困,协同定价,另外采用一些储能措施,削弱自己的随机性和波动性。

我们说有所好转,甘肃2017年新能源的市场消纳措施很多,然后效果显著,弃风率下降12%,弃光率下降8%左右。最大的新能源发电的时候,新能源的发电量突破800万千瓦的大关,这个就是非常可喜的变化。

那么我们的政策倾斜,就是说对于这个分布式发电,这个补帖暂时不下降,就是说一直维持每千瓦时0.42元,另外我们光伏成本在前面那些光伏企业的努力下,成本也在不断的下降,现在有报告说,成本达到每度电0.6元,已经低于工商业的用电,所以有了竞争的潜力。微电网要搞分布式电源,综合能源系统或者智慧电网都是不可或缺的,他们是消纳分布式能源的有效途径,这个不能说是一哄而上,必须有一定的规划和运行的规则。那么这里面我给出来一个微电网规划和运行的框架,包括这个能源储能配置,和负荷特性的分析预测,无公的配置,可以达到很好的运行,对经济效益分析的方法。

最后我们简单讲一下结论,我们国家各个方面,共同努力下,我们可再生能源,一定会有一个很好的发展。我们国家未来的新能源的发展,应该是集中式和分布式结合、远距离大电网输送和区域微网消纳结合,这样保证系统能够最大限度的利用。另外实现供给侧的横向多能源互补,实现电力纵向的源网荷储互动。电力政策方面,希望通过新能源的发展,增强可再生能源参与电力市场的灵活性和积极性,促进以光伏为代表的新能源的发展,希望加快建设电力市场的步伐,促进新能源的消纳,同时建立跨省垮区域交易市场、容量市场、微能源市场等在内的多元化的市场框架。

我的报告到这里,谢谢大家。

(发言为现场速记整理,未经嘉宾审核)

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