电力系统灵活性提升：技术路径、经济性与政策建议_112页_5mb

电力系统灵活性提升：技术路径、经济性与政策建议总结

核心内容

本报告围绕中国电力系统灵活性提升展开，探讨了灵活性资源的类型、技术路径、经济性分析及政策建议。随着新能源比例的不断提高，传统电力系统面临灵活性不足的挑战，影响新能源消纳及系统安全稳定运行。为应对这一问题，需从技术、经济和政策三方面推动灵活性资源的多元发展，提升电力系统的整体调节能力。

主要观点

1. 灵活性定义与需求

   • 灵活性是指电力系统在一定经济成本下，快速响应供需两侧波动的能力。
   • 灵活性需求根据时间尺度和调节方向分为短时、中时和长时三种类型，分别应对秒级至年度的供需不平衡问题。

2. 灵活性资源类型

   • 电源侧资源：包括煤电灵活性改造、燃气发电、水电和核电等。其中，煤电改造和抽水蓄能是当前主要的灵活性资源，而燃气发电具有更高的调节能力和响应速度。
   • 需求侧资源：如需求响应、微电网、电动汽车等，其灵活性成本较低，是应对系统调峰调频的重要手段。
   • 储能资源：包括短时储能（如电化学储能）、长时储能（如抽水蓄能、绿氢）等，具有快速调节能力，但投资成本较高。
   • 电网侧资源：通过电网互联互通实现跨区域电力调度，增强系统灵活性。
   • 市场机制：完善电力市场机制，如现货市场、辅助服务市场和容量市场，有助于释放系统灵活性潜力。

3. 灵活性提升路径与技术经济性

   • 煤电灵活性改造成本较低，适合中时间尺度的灵活性提升，但对短时间尺度调节能力有限。
   • 抽水蓄能和气电具有较高的调节性能，但成本较高。
   • 储能和电动汽车等需求侧资源在灵活性提升中具有成本优势，但其收益机制尚不完善。
   • 多元组合的灵活性资源能够实现系统效益与经济性的平衡，是提升系统整体灵活性的关键。

4. 灵活性提升策略与政策建议

   • “十四五”期间：重点推进煤电灵活性改造和抽水蓄能建设，同时加快需求侧资源和储能发展。
   • “十五五”时期：随着风光渗透率的提高，短时和长时灵活性需求凸显，气电、抽水蓄能、储能和需求响应将共同成为灵活性提升的主力。
   • “十六五”时期：灵活性资源将进一步多样化，储能和需求侧资源将成为主要贡献者。
   • 完善市场机制，推动电力市场改革，优化调度策略，提高灵活性资源的市场价值。

关键信息

灵活性需求分析

• 短时间尺度：应对秒级、分钟级供需波动，保障频率稳定，主要依赖快速调节资源如气电、抽水蓄能、电化学储能等。
• 中时间尺度：应对小时级、跨日的调峰问题，以削峰填谷为主，适用于煤电改造、气电、抽水蓄能和储能等。
• 长时间尺度：应对跨周、跨季度甚至跨年的供需变化，保障容量充裕度，主要依赖抽水蓄能、绿氢等长时储能资源。

灵活性资源对比与经济性分析

灵活性提升效果与成本

• 煤电灵活性改造在风光渗透率29%的背景下，可将弃电率从5.7%降低至4.1%。
• 新建抽水蓄能电站可将弃电率进一步降至2.17%，但成本较高。
• 储能和抽水蓄能是提升系统灵活性的主要资源，但当前经济性仍待提升。
• 需求响应和电动汽车V2G等需求侧资源在提升灵活性方面具有显著的成本优势。

灵活性提升路线图

• “十四五”：以煤电灵活性改造和抽水蓄能建设为主，注重需求侧资源开发。
• “十五五”：随着风光渗透率提升，气电、抽水蓄能、储能和需求响应成为主要灵活性资源。
• “十六五”：灵活性资源将更加多样化，储能和需求侧资源成为主要贡献者。

政策建议

1. 加强规划统筹：明确灵活性资源发展定位，实现源网荷储多维度协同提升。
2. 提升电源侧灵活性：推进煤电灵活性改造，建设气电和抽水蓄能，优化核电运行方式。
3. 加强电网建设：提升电网的灵活运行能力和资源优化配置能力，推动智能化升级。
4. 深挖需求侧资源：完善需求响应机制，推动负荷侧资源参与灵活性调节。
5. 加快储能发展：推动新型储能技术进步，实现规模化应用和成本下降。
6. 完善电力市场机制：创建快速响应的现货市场，完善辅助服务市场，推动灵活性资源市场化运作。

结论

电力系统灵活性提升是实现新能源大规模消纳和保障电力系统安全稳定运行的关键。通过多元资源的优化配置和市场机制的完善，可以有效应对不同时间尺度下的灵活性需求，实现系统效益与经济性的平衡。未来，应继续推动灵活性资源的发展，特别是在“十四五”期间，以煤电灵活性改造和抽水蓄能建设为重点，同时加快需求侧资源和储能技术的应用。