北極星智能電網在線訊:構建新型電力系統是推動“雙碳”目標落實的重要舉措，也是當前電力行業的重點工作。推動新能源可靠替代，確保主體電源地位充分發揮，是構建適應新能源占比逐步提高的新型電力系統的關鍵任務。
加速實施新能源可靠替代
過去10年，新能源實現了跨越式發展，裝機規模由0.3億千瓦提升至6.4億千瓦，為全社會清潔低碳發展奠定了堅實基礎。隨著新能源在電力系統中滲透率不斷提升，其發展的關切點也在隨之變化?！笆濉笔切履茉雌鸩狡?，裝機規模每年增長2000萬~3000萬千瓦，滲透率約4%，主要關注點是規模化并網問題?！笆濉敝两?，是新能源大規模發展時期，裝機規模每年增長約7000萬~8000萬千瓦，滲透率達到了12%，給電力系統日內平衡調節帶來巨大挑戰?！半p碳”目標的提出和新型電力系統的建設，將推動新能源成為電力和電量主體電源，由此給電力系統帶來的也不只是日內平衡調節困難，還有實時平衡機理面臨挑戰、連續多日出力不足影響電力供應、系統季節性電量調節困難等諸多問題，發展的關切點也由系統消納向支撐其主體地位的可靠替代轉變。
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確?！半p碳”目標如期實現迫切需要新能源對化石能源消費可靠替代。目前，新能源每年新增的發電量不足全國每年用電增量的一半。為此，新型電力系統建設的首要任務就是推動新能源充分滿足全國用電需求的剛性增長，同時加速替代存量化石電力消費。按此測算，未來10年，全國每年需要新增1億千瓦以上的新能源裝機，新能源發展的重心需由開發建設轉向可靠替代，以滿足電力供需要求。值得注意的是，新能源進入無補貼平價上網階段后，雖然項目競爭依然激烈，但企業在看不到明確利用場景和收益前景的情況下，紛紛放緩了開工投產進度，“批多建少”的現象在多地都有顯現。到2030年新能源滲透率將達到20%以上，單靠挖掘電力系統電源和電網調節潛力無法保障新能源消納利用。為此，在新型電力系統建設中，通過提升系統靈活性為新能源可靠替代創造條件的同時，還需要跳出電力系統固有范疇，推動電力與產業布局深度融合，豐富拓展新能源的應用場景，為普及利用和可靠替代創造土壤。
推動新能源與用能產業融合發展
“十三五”期間，全國電能替代電量合計超過8000億千瓦時，隨著工業、建筑、交通等行業電能替代的加速推進，預計“十四五”期間電能替代潛力約1萬億千瓦時。經研究，電能在終端能源消費比重每提升1個百分點，可以多利用2億千瓦新能源裝機，減少二氧化碳排放1.5億~2億噸。
圍繞產業布局合理配建新能源，推廣“源網荷儲”一體化開發模式?！霸淳W荷儲”一體化以產業用能為中心，強調用戶側與電源、電網、儲能的高度整合和集約利用，有利于激發大用戶主動建設利用新能源的熱情，有利于催生新能源多元化發展的新模式新業態。高載能產業用能規模大、負荷相對平穩，部分配建燃煤自備電廠，開展新能源直供等園區用能綠電替代，有利于促進新能源規模化利用，具有顯著的節能降碳效益。算力樞紐、數據中心、5G通信基站、電動汽車充電網絡等新基建產業，靈活用電潛力大，少量配置儲能就可以實現新能源電力的自主調峰和高效利用。海島、延邊農牧區、偏遠山區用電負荷規模不大，用電可靠性要求相對較低，適宜建設以新能源為主的分布式微電網，發揮分布式系統貼近終端用戶的靈活布局優勢，保障當地用電需求。
依托沙漠、戈壁、荒漠大型風光基地引領特色產業布局。西部、北部地區新能源資源富集，基地化、集約化開發優勢明顯。因此，應牢牢抓住沙漠、戈壁、荒漠大型風光基地開發建設的有利契機，改變以往單純外送電的發展模式，最大程度就地就近利用新能源，爭取實現就近就地利用規模占總開發規模的三分之一以上。同時，以新能源為重要抓手，加速新興產業布局，吸引傳統產業轉移，引領產業迭代升級。在大型新能源基地周邊布局清潔能源、儲能、氫能、大數據等裝備制造產業，補強產業鏈短板，形成全產業鏈配套的市場供給能力，合理安排新能源開發時序，做到與產業發展相協同。
構建“源網荷儲”協同消納體系
支撐新能源的可靠替代仍然需要提升電力系統自身靈活調節能力，隨著新能源滲透率逐步提高，需要統籌源網荷儲各側資源，多維度提升系統靈活調節能力。
優先開展火電靈活性改造。綜合比較各類提升靈活性措施的成本和效益，火電靈活性改造仍是最具經濟性的方案。因此，應繼續大力推動火電靈活性提升，但需要關注2個方面：一是火電低負荷運行會顯著增加煤耗，不利于碳減排，需同步開展低負荷提效改造，并積極探索兼顧靈活性與節能減碳的優化調度運行方式。二是合理選擇煤電機組類型，大容量超（超）臨界機組長期深度調峰運行不利于其經濟性、高效性發揮，其可以改造的最低負荷率也不如亞臨界機組，為此在機組選擇中不能一味追求“大容量、高參數”。
推動高比例新能源跨省跨區外送。在新型電力系統中大電網仍是核心樞紐，西電東送規模仍將擴大。需要進一步提升跨省區通道新能源電量占比，在全國范圍內靈活優化配置資源。對于存量輸電通道積極提升配套新能源規模，爭取將新能源電量輸送比例提升至40%左右。對于規劃新建的輸電通道，推廣多能互補模式，實現新能源電量占比達到50%以上，并探索極高比例甚至純新能源外送模式。
以系統需求規劃布局儲能電站。儲能是電力系統重要的靈活調節資源，未來新型電力系統中儲能需求規模預計在10億千瓦以上。從技術成熟度和經濟性考慮，應積極發展抽水蓄能，但抽蓄與電化學儲能等新型儲能相比，運行不夠靈活且效率偏低，不適宜作為新能源配套電源頻繁調節。抽蓄具備規?；瘧玫娜萘績瀯?，且具備為系統提供轉動慣量及短路容量支撐的優勢，應更多發揮其對電力系統全局的容量效益和支撐調節功能。同時，未來10年也是新型儲能發展的窗口期和機遇期，需要加快不同技術路線試點示范，充分研究運行機理，大力開發建設新型儲能電站。
發展容量支撐型新能源電站
不能簡單依靠配建儲能實現新能源可靠替代。全國已有多地明確要求新能源項目配建一定比例儲能設施，但是經研究，此類做法暫不能實現新能源可靠替代。一是新能源與配建的儲能缺乏有效整合、聯合運行的平臺與機制，目前只能分別調用，儲能多用于短時頂峰供電或對站內新能源出力平抑，而新能源只有通過與儲能聯合優化運行，改善出力特性，增加可以參與全時段電力平衡的容量，才能真正起到可靠替代作用。二是電源側儲能的調度運行機制尚不明確，市場交易結算機制缺失，在調度權責界線、安全責任劃分等方面存在諸多問題，電源側儲能設施“曬太陽”現象在部分地區已有顯現。
發展容量支撐型新能源電站需要技術集成創新。從當前相關技術發展情況來看，可通過集成應用新能源高效發電、長時間尺度新能源資源評估和功率預測、智慧集控、儲能等技術措施，打造具備可靠發電、靈活調節的容量型新能源電站。通過長時間尺度功率預測技術和智慧集控技術，優化儲能充放電策略，實現新能源與儲能的協調運行，提升新能源可信出力水平，提升參與電力平衡的容量。初期將可信出力水平由當前5%~10%提升到20%~30%，后期進一步提升至50%以上，減少化石電源裝機需求，實現可靠替代。（電力規劃設計總院電力發展研究院劉思遠、蔡琛）
原標題:解好新能源可靠替代“多元方程”
