双碳目标下新能源与泛储能系统协调发展的思考_48页_19mb

双碳目标下新能源与泛储能系统协调发展的思考

核心内容概述

本报告围绕中国实现“双碳”目标（碳达峰、碳中和）背景下新能源与泛储能系统的协调发展展开，分析了新能源高渗透带来的技术挑战与市场驱动因素，并探讨了泛储能与能源互联网在其中的作用。

主要观点与关键信息

一、前言：能源变革与双碳目标

• 每一次工业革命都伴随着能源变革，当前能源变革目标是实现低碳、清洁、可持续。
• 中国承诺在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。
• 构建以新能源为主体的新型电力系统，是实现这一目标的关键路径。
• 新能源发展面临技术与市场双重挑战，需通过储能等手段支撑其大规模并网与运行。

二、解决新能源高渗透的技术挑战

(一) 技术挑战

• 新能源（如风、光）具有波动性、间歇性，对电网频率稳定性、调峰能力等带来挑战。
• 传统同步电源具备良好的惯量响应和调频能力，而新能源缺乏这些特性，导致系统调节能力下降。
• 新能源“双峰”出力与用户“双峰”用电存在时间错位，造成弃电与缺电矛盾。

(二) 技术解决方案

• 虚拟同步机（VSG）：通过风机转子动能释放、电池储能等手段，实现惯量支撑与一次调频。
  • 类型1：风机自身动能与备用容量提供惯量及调频，减少对储能的依赖。
  • 类型2：风机与电池储能协调控制，实现更优的频率响应。
• 风光储输一体化工程：如张北风光储输示范工程，实现日内调节与系统优化。
• 抽水蓄能：具备超大容量、系统友好、经济可靠等优势，是重要的灵活性调节资源。
  • 抽水蓄能可提供转动惯量、调峰、调频、调相、黑启动等功能。
  • 2020年我国抽水蓄能装机比重为1.6%，2030年预计提升至3%。

三、解决新能源高渗透的市场驱动

• 市场机制在新能源高渗透背景下起着关键作用，需推动电力市场向“电能量市场+辅助服务市场+容量市场”并重模式转型。
• 东北电网实践：
  • 通过有偿调峰辅助服务市场，累计补偿费用达130.6亿元，提升风电消纳能力。
  • 火电企业灵活性改造显著，新能源接纳空间扩大。
  • 2014年10月至2020年12月，全网因辅助服务市场增发风电电量达910.44亿千瓦时。

四、泛储能与能源互联网

• 泛储能概念：在更大空间维度整合各种储能资源，包括电池储能、抽水蓄能、电动汽车电池、绿氢等，以满足全时间尺度下的安全性与灵活性需求。
• 电动汽车储能潜力：
  • 2030年我国电动汽车保有量将达75万辆，电池容量将达300GWh。
  • V2G（车网互动）技术可将电动汽车作为灵活性资源，参与调峰与辅助服务。
• 分布式电源与智能家居：
  • 智能用电设备推动用户参与调节，实现能源利用与新能源发电的协同调度。
  • 光充储一体化智慧能源系统可实现家庭能源资产的全生命周期管理，提升能源交易与辅助服务参与能力。
• 能源互联网建设：
  • 国家电网公司致力于建设能源互联网企业，推动电网互联互通、共享互济。
  • 通过互联网技术改造传统电网，实现能源系统与信息系统的深度融合。

总结

• 新能源高渗透对电力系统带来技术与市场双重挑战，需通过泛储能手段提升系统灵活性与安全性。
• 抽水蓄能与电池储能等技术在新能源系统中发挥重要作用，需科学规划与协调发展。
• 电力市场机制需进一步完善，以体现灵活调节资源的价值，引导资源配置。
• 电动汽车、分布式电源等新型灵活性资源的整合，是实现高比例新能源消纳的重要路径。
• 能源互联网是实现新能源与储能系统协调发展的关键平台，推动能源系统向更高效、更智能、更可持续的方向演进。

最终目标是实现“30达峰、60中和”的宏伟蓝图，通过技术与市场的协同创新，推动新能源与泛储能系统的深度融合与协调发展。