|
最近十年來，我國電力結構發生重大變化，2017年，非化石能源發電裝機占總裝機的比重已達41%。非化石能源占比逐步提高，將成為主導能源。預計2020年、2035年、2050年，我國一次能源消費總量分別為48億噸、58億噸、60億噸標煤。非化石能源消費分別為8億噸、18億噸、31億噸標煤，在一次能源消費中的占比將分別達到17%、32%、51%。
隨著能源轉型的持續推進，未來能源將呈現出清潔、低碳、快速的發展趨勢。煤炭和石油消費總量逐步下降，2035年、2050年合計占比將降至53%和30%。天然氣消費量逐步提高，2035年、2050年將達到16%和19%。風能、太陽能等非化石能源基本都用于發電，煤炭主要利用方式也是發電。預計2020年、2035年、2050年，發電用能分別達到23億噸、34億噸、39億噸標煤，占一次能源消費比重由目前的42%，提升至47%、59%、66%。在終端能源消費環節，體現為電能對化石能源的深度替代，包括存量替代和增量替代。預計2020年、2035年、2050年，電能占終端能源消費比重將由目前的23.5%，提升至25%、30%、40%。由此可見，電能與能源利用之間存在著密切關系，電能在終端能源中的消費比重將進一步加大。也因此，搞好電力規劃，對于合理利用好能源，將具有越來越重要的現實意義。
新形勢下電力發展面臨新問題
全球正開啟一輪以清潔低碳為主要特征的能源轉型。聯合國氣候變化《巴黎協定》加速了各國政府和企業的轉型步伐，以實現本世紀下半葉全球溫室氣體凈零排放的目標。BP預測全球將持續電氣化進程，到2040年，約70%的一次能源增長將用于電力生產，電力需求增長比其他能源快3倍。IEA署長畢羅爾明確表示，電力將成為能源的未來。
在新的能源體系目標下，電力發展也出現了新的問題。傳統電力規劃中，電力需求作為規劃的邊界條件，相對固定。隨著用戶能源消費模式的主動性增加，電力需求更加柔性可調節，成為可規劃要素，從而改變電力供需平衡機理。
傳統電力規劃主要涉及常規電源和電網。風電、太陽能發電等波動性可再生能源大規模開發利用，分布式能源、電動汽車、微電網、儲能等新型用能設備大量接入，電力系統與其他能源系統和行業的聯系程度更加緊密，電力系統變得更加復雜，也對系統安全性、經濟性、靈活性等提出更高要求。
傳統電力規劃中，能源消費者僅作為規劃結果的被動接受方，能源供應者的行為模式刻畫單一且相對固定。隨著消費者產-銷-用的多重角色和多元化需求釋放，能源市場機制更加豐富完善，能源供應者的收益函數更加綜合復雜，各類主體之間的互動和影響大幅增加，帶來行為模式的不確定性，也使政策決策過程更加復雜化。
信息化智能化也對電力能源的發展帶來理論方法挑戰。大數據、云計算、物聯網、移動終端、虛擬現實等現代信息技術和人工智能快速發展并與能源技術深度融合，加之海量微小電力電子設備接入，實現電力系統電力電子化、物理信息一體化和智能化，對電力系統分析、優化、設計和控制的理論和方法帶來全新挑戰。
此外，使用電能替代散燒煤、燃油的能源消費方式改變了部分領域電力需求演化固有趨勢，這要求在需求預測環節充分考慮各行業電能替代潛力。一攬子節電計劃和能效項目實現與在電源側新建發電機組等效的作用，這要求將能效電廠與常規電廠進行統籌求解。電力用戶接收到供電方發出的減負荷直接補償激勵，需求側資源具有實時響應潛力，這要求計及需求響應對削減系統峰荷、減少電源與電網擴容投資、作為靈活性資源促進新能源消納等方面的作用。儲能既可等效于發電機組，亦可等效于用電負荷，支撐實時電力平衡。分布式發電減少集中式發電和大電網建設規模，要考慮其對電網潮流的影響。電動汽車充電負荷較大，部分條件下可向電網反送電，可作為一種理想的需求響應資源或等效的儲能資源。可參照需求響應或儲能的運作方式，參與供需平衡，促進系統優化運行。
電力規劃應從整體把握
隨著電力系統不同環節間耦合逐漸增加、電力系統與其他系統關聯趨于緊密，應更多考慮系統整體成本最小化。為更好保障對清潔能源的消納利用，可將新能源消納效果、清潔能源在能源電力結構中的占比等作為關鍵約束性目標。多能源系統耦合運行情況下，燃氣系統、熱力系統等其他能源系統可向電力系統傳遞風險。信息物理系統不斷發展背景下，信息系統的安全故障也將危及電力系統。在規劃中需充分考慮通過多環節協調、多系統互補提高能效的方式，促進系統整體效率提升。
能源電力系統特性日益復雜，企業投資與系統運行更加注重精益高效，未來規劃需更多借助計算機優化算法�？绛h節、跨系統耦合關聯趨于緊密，電力系統不確定性因素逐漸增多。隨著電力市場建設推進與新型商業模式涌現，各類電源與用戶側資源的投資決策主體增多，要研究市場環境下個體決策特征，在系統整體規劃中考慮多主體交互影響。
積極發展能源新業態
隨著多能源系統聯系日益緊密，熱力系統、天然氣系統、交通系統等其他系統與電力系統進行耦合，實現多系統協調優化。各類需求側資源與儲能也將納入規劃考慮范疇，通過打破能源生產、傳輸、消費、存儲環節界限，實現整體優化。
分布式電源、微電網進入發展窗口期，注重實現集中式發電與分布式發電協調發展、大電網與微電網協調發展。隨著新能源發電等波動性元素在電力系統中的規模逐漸提高，靈活性正成為制約系統經濟安全運行的關鍵因素。電力規劃時需確保系統靈活性資源發展規模與波動性元素帶來的調節壓力相適應，以保障清潔能源消納利用效果。隨著經濟社會發展進步，能源電力用戶個性化需求日益增多。在用能方式、可靠性等方面的系統整體發展目標與個體差異化需求也將會進一步得到發展。
（本文根據國網研究院副院長王耀華在2018中國電力發展規劃論壇上的發言整理）
|
推薦圖片
京ICP080572