
《加快構建新型電力系統行動方案》:發揮新型儲能調節能力
2024.10.28國家發展改革委、國家能源局、國家數據局近日聯合印發《加快構建新型電力系統行動方案(2024—2027年)》,為加快構建新型電力系統提供了具體指引?!缎袆臃桨浮穼μ嵘滦碗娏ο到y靈活調節能力提出要求,包含充分發揮新型儲能調節能力、加強電動汽車與電網融合互動、充分激發需求側響應活力等。
——新型儲能作為調節能力優越的新型主體在《行動方案》中被重點提及。《行動方案》提出,通過建設一批共享儲能電站、探索應用一批新型儲能技術,加快實現新型儲能規?;瘧?,同步完善調用和市場化運行機制,充分發揮新型儲能調節能力。
——電動汽車電池作為儲能資源,為電力系統靈活調節提供了更多選擇。針對電動汽車大規模充電需求及電池資源的有效利用,《行動方案》提出完善充電基礎設施網絡布局,加強電動汽車與電網融合互動,建立健全充電基礎設施標準體系,加快推動電動汽車與能源轉型融合發展。
——同樣作為靈活調節資源,需求側響應在促進新能源消納、緩解電力供需矛盾、提升全社會能效水平方面發揮重要作用。針對新型電力系統供需協同、靈活智能的建設要求,《行動方案》提出開展典型地區高比例需求側響應,充分激發需求側響應活力,典型地區需求側響應能力達到最大用電負荷的5%或以上,具備條件的典型地區需求側響應能力達到最大用電負荷的10%左右;利用源荷儲資源建設一批虛擬電廠,建立健全標準體系,完善相關規則,提升電力保供和新能源就地消納能力。
共享儲能從試點示范逐步走向規?;?/span>
在充分發揮新型儲能調節能力方面,《行動方案》明確提出建設一批共享儲能電站。何為共享儲能?共享儲能引進的是“共享經濟”的概念,對分散的儲能進行整合、再分配。在區域范圍內,將獨立分散的電網側、電源側、用戶側儲能電站資源進行全網的優化配置,由電網進行統一協調,推動源網荷各端儲能能力全面釋放。共享儲能的核心在于其能夠提升儲能資源的利用效率,降低發電企業的初始投資成本,并通過規?;ㄔO降低管理和運營成本。共享儲能的突出特點是不依附于新能源發電項目,在電力市場中的定位更加清晰,潛在收益來源更為豐富;同時,共享儲能項目單體規模較大,對電網調度指令的響應能力更強,在電力現貨市場、調峰調頻市場中具備更強的競爭力。
“共享儲能是發揮新型儲能優化系統調節能力的重要方式?!敝袊こ淘涸菏筐埡暝诮庾x《行動方案》時,對共享儲能提升電力系統調節和支撐能力多有贊許。
對比獨立儲能“具有法人資格,作為獨立主體參與電力市場”的概念特點,可以看出,共享儲能事實上是獨立儲能運營的一類商業模式。兩者并非對立概念,大多數情況下是相互交織的。
共享儲能可以作為獨立市場主體開展電力輔助服務、電力市場交易、項目容量租賃等電力市場活動,既可以作為“充電寶”助力電力系統安全穩定運行,又可以作為“電源點”增加企業多種經濟收益,具有“一站多用”的功能。
目前,我國的共享儲能正處于從試點示范逐步走向工程化、規?;?、系統化和產業化的階段,在新型儲能市場中的地位和重要性不斷上升。
中國化學與物理電源行業協會發布的《2024年度中國共享儲能發展白皮書》顯示,2023年共享儲能項目新增并網規模進一步擴大,新增12.41吉瓦/24.46吉瓦時,占2023年新投運新型儲能項目規模的54.91%,較2022年的44%增長10.91%。其中,華東和西南地區新增投運共享儲能裝機功率規模約占全國的46.46%。
據悉,截至目前,山東、湖南、青海、遼寧、安徽、河南、浙江、山西、云南、甘肅、河北、新疆等超過15個省區已經出臺了共享儲能相關的政策。
近日,江蘇省規模最大共享儲能電站擴容并網。經過擴容,江蘇豐儲共享儲能電站總規模達到300兆瓦/600兆瓦時。從空中俯瞰,一排排白色儲能艙整齊排列,蔚為壯觀。
該電站運營期間,一方面利用電化學儲能快速響應的特點為電網提供調頻、調峰輔助服務,發揮“充電寶”“穩定器”作用,緩解供電壓力,提升電能質量;另一方面通過容量租賃的方式服務能源項目并網需求,提升電網清潔能源占比。充分體現了共享儲能“一站多用”的功能特點。
類似的共享儲能項目在我國將加速涌現。《行動方案》明確“建設一批共享儲能電站”的舉措,將有力推動新型儲能實現更加科學合理的統籌布局,有效解決當前新型儲能面臨的資源分散、管理復雜、運轉低效等深層次問題。
“相對于安裝位置分散、所有權多樣的新能源場站配儲等方式,布局建設共享式儲能,尤其是在電網側集中配置大容量共享式儲能,可以充分發揮規?;瘍δ軕獙φ{峰、調頻、調壓等調節需求的綜合效益,減少電網調度管理的對象,促進資源集約利用和降本增效。同時,新能源場站按照配比要求購買或租賃共享資源及相應服務,可解決新能源場站配儲利用率低和缺乏投資回收機制等問題,實現多方共贏?!别埡瓯硎荆ㄟ^布局建設共享儲能電站,有利于形成可復制、可推廣、可持續的發展模式,推動共享儲能從試點示范走向工程化、規?;⑾到y化和產業化,為新能源快速發展下切實提高電力系統調節能力提供寶貴的實踐經驗。
共享儲能作為頂峰調節的關鍵手段已初步發揮作用。以廣西為例,目前,廣西已并網的13家大容量獨立共享儲能電站每日實現等效“滿充滿放”,參與電網削峰填谷,在夜間用電低谷時段,將新能源富余電量儲存起來,需要時再將電能釋放回電網,1—7月累計存儲及釋放電量2.5億千瓦時,相當于減少二氧化碳排放8.43萬噸。
《行動方案》也對“探索應用一批新型儲能技術”提出要求。根據電力系統不同應用場景和調節能力需求,探索建設一批含多種技術路線的儲能電站,為儲能新技術發展探索合適的發展路徑。
饒宏認為,《行動方案》進一步提出通過合理的政策機制,引導新型儲能電站的市場化投資運營,從而拓寬新型儲能獲得多重市場收益的渠道,為新型儲能全面參與電力市場提供良好環境,有利于提高新型儲能技術的自主可控水平、產業鏈競爭力和抗風險能力,推動我國儲能核心技術持續處于國際領先水平,為穩妥推進新型電力系統建設提供源源不斷的調節支撐資源。
有效發揮動力電池靈活性調節潛能
“電動汽車已經成為新型電力系統的重要組成部分?!敝袊妱悠嚢偃藭貢L張永偉撰文表示,由于電動汽車具有天然移動儲能特性,可作為可調節負荷參與電網互動,平抑分布式光伏、綜合能源單元負荷波動,是未來能源系統的重要節點。
而車網互動技術是將電動汽車變為“移動充電寶”的關鍵技術,可將我國龐大的新能源汽車資源變為可參與電網負荷調節的靈活調節資源。我國新能源汽車產業發展迅速,公安部數據顯示,截至2024年6月底,全國新能源汽車保有量達到2472萬輛,純電動汽車保有量1813萬輛。
車網互動技術的核心在于電動汽車與電網的雙向互動,既可以由電網向電動汽車充電,也可以由電動汽車向電網反向充電。目前市面上的主流模式是V2G,即Vehicle-to-Grid(車輛到電網),體現出電能在電動汽車和電網之間雙向流動。
實現電動汽車與電網雙向互動,關鍵在于充電樁。通過具備車網互動功能的充電樁,無論純電動車或者插電式混合動力汽車皆可實現V2G。
“新能源汽車通過充換電設施與電力網絡相連,構建新能源汽車與電力網絡的信息流、能量流雙向互動體系,可有效發揮動力電池作為可控負荷或移動儲能的靈活性調節能力,為新型電力系統高效經濟運行提供重要支撐?!眹W江蘇無錫供電公司副總經理陳志剛在無錫市6月13日舉辦的多場景車網互動應用活動上表示。
繼無錫市此次大規模車網互動應用之后,8月9日,江蘇組織實施了國內首次省域大規模車網互動應用。13個地級市的超千輛新能源汽車集中參與錯峰充電和向電網放電。當日20—21時,37輛新能源汽車響應國網江蘇省電力公司邀請,參與向電網放電,最大放電負荷達1047千瓦,能滿足周邊小區209戶居民的1小時用電需求。
“我們通過這次應用全面驗證了規模化車網互動在促進電力系統實時平衡、清潔能源消納和電網安全可靠供電方面的調節能力,為完善充電市場機制、拓展用戶交互模式提供了經驗。”國網江蘇電力營銷部市場處處長阮文駿道出了此次車網互動的意義,“此舉發揮了新能源汽車作為移動式電化學儲能資源的潛力,為車網互動規?;瘧锰峁┝酥?。”
與此同時,在這個夏天,不少其他省區也相繼開展了車網互動應用。
8月5日至8日,浙江省車網互動應用累計響應電量163萬千瓦時,實現最大削峰負荷11.53萬千瓦,為電網提供了超過10萬千瓦的靈活負荷調節能力。
8月24日,重慶市首次開展大規模多場景車網互動應用,組織引導超7.58萬輛新能源汽車集中參與錯峰充電、向電網放電等,在用電高峰時段轉移負荷約27萬千瓦。
“電動汽車與電網融合互動是重要趨勢?!睆堄纻フJ為。同時,他也提出推動車網互動應用的幾點建議:要提升智能充放電引導服務能力,借助價格激勵手段引導用戶積極響應智能充放電管理,通過完善電動汽車充電分時電價政策、探索放電價格機制,讓參與智能充放電的用戶獲得充電費用優惠以及放電補貼。通過構建電動汽車、供電網絡的信息流、能量流雙向互動體系,調節電動汽車充放電時間、功率等,使其成為電網削峰填谷、調頻、備用資源,有效發揮動力電池作為可控負荷或移動儲能的靈活性調節能力,緩解配電網運行壓力,為電力系統高效經濟運行提供重要支撐。
而就在近日,車網互動應用迎來了專項政策的出臺。
9月10日,國家發展改革委、國家能源局、工業和信息化部、市場監管總局發布了《關于推動車網互動規?;瘧迷圏c工作的通知》,提出全面推廣新能源汽車有序充電,擴大雙向充放電(V2G)項目規模,豐富車網互動應用場景,以城市為主體完善規模化、可持續的車網互動政策機制,以V2G項目為主體探索技術先進、模式清晰、可復制推廣的商業模式,力爭以市場化機制引導車網互動規模化發展。
《通知》同時明確,要發揮電力市場的激勵作用。逐步完善車網互動資源聚合參與電力市場的交易規則,推動充電負荷規模化、常態化參與電力市場交易,支持探索負荷聚合商參與電力市場的商業模式,推動電力市場各類新業態主體培育,逐步形成模式清晰、發展穩定、具備推廣條件的負荷聚合商業模式。并完善價格與需求響應機制,加強智能有序充電應用推廣。推動建設智能有序充電試點社區,建立居住社區智能有序充電管理體系,在保障電網安全運行的基礎上,有效提升個人智能樁接入能力。提升充換電場站互動能力,研究優化報裝容量核定方法和并網運行規則,開展智能充換電場站接入容量優化提升試點。
需求側資源通過聚合實現協調優化
今年夏天,上海市虛擬電廠調峰響應負荷創新高,調峰能力相當于一臺大型火電機組。
在8月8日舉行的2024虛擬電廠(上海)高峰論壇上,上海市發展和改革委員會副主任朱明林表示,今夏上海用電負荷已三創新高,達到4030萬千瓦,虛擬電廠可調能力超過70萬千瓦。虛擬電廠“聚沙成塔”提升電力系統靈活性的功效逐步顯現。
之所以說“聚沙成塔”,是因為需求側可調節負荷、電動汽車、儲能等各類可調節資源具有點多面廣、單體容量小、電壓等級低、特性差異大等特征。虛擬電廠具備在市場環境下協調各類小微資源的功能優勢,可將數量多、分布廣、單體規模小的需求側資源通過聚合方式,參與現貨市場、輔助服務市場和市場化需求響應等,在電力供需平衡中實現高效率、規?;恼{節,提升電力系統安全裕度。
虛擬電廠是新型電力系統的重要組成部分,通過與電網友好交互發揮作用、產生價值,在服務電力保供、提升新能源消納水平、豐富電力市場經營主體,以及優化全社會生產生活用能方式等方面發揮重要作用。
作為需求側資源的一種組織方式,虛擬電廠不同于常規電廠。它更像是電力的“智能管家”,通過發揮削峰填谷的作用,實現海量資源聚合和協調優化,推動“源網荷儲”高效互動,有效破解資源瓶頸和保供調峰矛盾。
據了解,上海市已培育虛擬電廠市場主體24家,接入規模、實際調用能力位居全國城市首位。
需求側資源參與系統調節主要通過聚合來實現,虛擬電廠是與之密不可分的重要模式。事實上,電力需求側管理是加強全社會用電管理,包括在用電環節實施節約用電、需求響應、綠色用電、電能替代、智能用電、有序用電等。在電力供應偏緊時,引導電力用戶主動削減自己的用電負荷。當電力供需不穩定時,需求側一端通過調整用電行為來響應電力系統變動。
各地、各部門不斷豐富電力需求側管理實踐。長三角所在的華東地區已建立了跨省調峰和備用輔助服務市場,在省間互濟方面有豐富的實踐經驗。在此基礎上,長三角的省市間電力互濟交易啟動了新增富余需求側資源互濟交易和富余新能源消納互濟交易。
江蘇、浙江、安徽和上海這三省一市由于資源稟賦、產業結構和用電特點方面的差異,用電尖峰時段基本錯開,具有很好的互濟基礎。據悉,浙江夏季的尖峰負荷出現在9時,上海和江蘇出現在中午時段,而安徽的尖峰負荷出現在20時之后。因此,這些省市在用電尖峰時段的互補特性較強,可以通過在區域角度統一配置資源、協調需求側資源的響應來滿足尖峰負荷的需求,從而避免或降低各省市分別建設的成本。
7月31日至8月1日,長三角省市間富余需求側可調節資源互濟交易開展第二輪調電試運行。交易覆蓋長三角三省一市,共計34家需求側經營主體參與,最大成交電力30萬千瓦,利用省市間最高負荷出現的時空差異,通過市場化機制支援上海、江蘇、浙江各10萬千瓦。8月1日11時,上海用電負荷再創歷史新高,該時段內上海日前購得浙江、安徽虛擬電廠頂峰互濟電力10萬千瓦。
為進一步提升需求側資源在長三角的互濟能力,更好地激發需求側資源的消納和保供潛力,自然資源保護協會清潔電力項目副主任劉明明撰文建議,從加強頂層設計、建設區域電力市場、完善標準體系等三方面入手。
加強頂層設計,從區域層面進行電力資源規劃。加強區域電力規劃,綜合考慮各省市資源稟賦和發展需求,基于各省需求側資源發展特點,充分挖掘各自的消納和保供潛力。在區域層面制定電力供需平衡方案和互濟方案,確保省級方案與區域方案的銜接。
建設區域電力市場,促進市場主體的跨省交易。完善區域電力市場交易規則,為市場主體的跨省交易提供規則保障。豐富市場交易品種,傳遞價格信號,引導多樣化的主體參與區域電力市場。降低需求側資源參與市場的門檻,確保需求側資源在符合市場規則的前提下同等參與省內和省間市場交易。
完善標準體系,利用數智技術實現需求側資源的無感響應。基于需求側資源分散且量小的特點,需要利用數智化技術聚合形成規模,包括精確的分析預測和無感的調度響應。標準體系的建設至關重要,包括數據的收集、傳輸和監測,調度的發布和響應的實施,交易的執行和結算等。