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黨的十九屆五中全會提出，“生態文明建設要實現新進步”，并強調加快推動綠色低碳發展，推進能源革命，能源資源配置更加合理、利用效率大幅提高，主要污染物排放總量持續減少，生態環境持續改善。而在此前的第七十五屆聯合國大會一般性辯論上，國家主席習近平向世界宣示，“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”。這意味著今后較長時期，我國電力清潔化必須提速，以風電和光伏發電為主的新能源將迎來加速發展。

一、“十四五”新能源發展形勢

（一）新能源(yuan)裝機增長將更(geng)加強(qiang)勁(jing)

“十三五”期間，我國(guo)新(xin)能(neng)源(yuan)裝機(ji)(ji)年均(jun)增(zeng)長(chang)約6000萬千(qian)(qian)(qian)瓦(wa)(wa)，增(zeng)速為32%，是(shi)全球增(zeng)長(chang)最快(kuai)的(de)國(guo)家。截至2019年底，我國(guo)新(xin)能(neng)源(yuan)裝機(ji)(ji)容量達到(dao)4.14億(yi)(yi)千(qian)(qian)(qian)瓦(wa)(wa)，占(zhan)全部(bu)電(dian)(dian)(dian)力裝機(ji)(ji)的(de)20.63%，其中風(feng)電(dian)(dian)(dian)2.1億(yi)(yi)千(qian)(qian)(qian)瓦(wa)(wa)、光伏發電(dian)(dian)(dian)2.04億(yi)(yi)千(qian)(qian)(qian)瓦(wa)(wa)，新(xin)能(neng)源(yuan)發電(dian)(dian)(dian)量6300億(yi)(yi)千(qian)(qian)(qian)瓦(wa)(wa)時，占(zhan)全部(bu)發電(dian)(dian)(dian)量的(de)8.6%。

“十四五”期間，隨著風電(dian)(dian)和光伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)技(ji)術的(de)不斷進(jin)步，資源豐富地區的(de)風電(dian)(dian)、光伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)將逐(zhu)步全面實現平價上網，成本優勢(shi)以及(ji)碳中(zhong)和目標(biao)的(de)要(yao)求，推動新能源發(fa)展速度進(jin)一(yi)步加快。“十四五”期間，預(yu)計(ji)我國年均(jun)新增新能源裝機將遠超過6000萬(wan)千瓦，達(da)到1億千瓦的(de)規模(mo)。

（二）分布式新能源(yuan)和儲能快速發展(zhan)

隨(sui)著光(guang)伏(fu)(fu)發(fa)(fa)電成本(ben)的(de)下(xia)降、平價上網政策的(de)實施以(yi)及中東(dong)部地區(qu)基本(ben)全額消納(na)的(de)電力系統條件(jian)，分(fen)布式(shi)光(guang)伏(fu)(fu)發(fa)(fa)電將(jiang)以(yi)“全民(min)光(guang)伏(fu)(fu)”的(de)形式(shi)迅速(su)增長。加之儲能(neng)電池成本(ben)的(de)快速(su)下(xia)降，“光(guang)伏(fu)(fu)+儲能(neng)”、大(da)規模儲能(neng)、綜合能(neng)源(yuan)系統等(deng)將(jiang)在用戶側全面發(fa)(fa)展，分(fen)布式(shi)光(guang)伏(fu)(fu)裝機(ji)容(rong)量很(hen)快將(jiang)超過集中式(shi)光(guang)伏(fu)(fu)裝機(ji)容(rong)量。

（三）新能源裝機布(bu)局變(bian)化(hua)明顯

“十四(si)五”期間，受“三北”地區新能源(yuan)消納困難影響，新能源(yuan)裝機空間分布(bu)將繼續向消納形勢較好(hao)的中東部轉移(yi)。另外(wai)，隨著技術進步、成(cheng)本下(xia)降和建(jian)設經(jing)驗的積累，“十四(si)五”期間我國海(hai)上(shang)(shang)風(feng)電將迎(ying)來大(da)發展，具備建(jian)設條件的海(hai)上(shang)(shang)風(feng)電將全(quan)面開工，接入消納條件好(hao)的華北、華東電網。我國將成(cheng)為(wei)全(quan)球海(hai)上(shang)(shang)風(feng)電增速最快、潛力最大(da)的國家。

（四）市場成為(wei)促(cu)進新能源消(xiao)納的有力(li)手(shou)段

電(dian)(dian)力市(shi)場(chang)化改(gai)革繼續向縱深發展(zhan)，調(diao)峰調(diao)頻等(deng)輔(fu)助服務、省間電(dian)(dian)力交易、現貨市(shi)場(chang)等(deng)將(jiang)快速發展(zhan)，市(shi)場(chang)機制不斷(duan)完善，新能源電(dian)(dian)力將(jiang)越(yue)來(lai)越(yue)多通(tong)過(guo)市(shi)場(chang)來(lai)消(xiao)納，市(shi)場(chang)將(jiang)成(cheng)為(wei)促進新能源消(xiao)納的有(you)力手(shou)段。

二、新能源消納面臨的挑戰

目前，全國6個(ge)省(sheng)（區(qu)）新(xin)(xin)(xin)能(neng)源裝機占(zhan)比超過30%，7個(ge)電(dian)網新(xin)(xin)(xin)能(neng)源發電(dian)量占(zhan)比超過20%，局部地區(qu)已(yi)經形成了高(gao)比例(li)新(xin)(xin)(xin)能(neng)源電(dian)力系統(tong)(tong)。受風(feng)/光資源、土地資源等因(yin)素影(ying)響，當(dang)前新(xin)(xin)(xin)能(neng)源占(zhan)比高(gao)的(de)省(sheng)（區(qu)）的(de)裝機仍將(jiang)(jiang)進一(yi)步(bu)發展。“十(shi)四五(wu)”期(qi)間，高(gao)比例(li)新(xin)(xin)(xin)能(neng)源電(dian)力系統(tong)(tong)將(jiang)(jiang)從局部地區(qu)向(xiang)全國擴(kuo)展，且比例(li)進一(yi)步(bu)提(ti)升。未來新(xin)(xin)(xin)能(neng)源消納將(jiang)(jiang)面(mian)臨諸多挑戰。

（一）高(gao)比例新能源加大電(dian)力(li)(li)系統電(dian)力(li)(li)平衡(heng)難度

新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)隨(sui)機波(bo)(bo)(bo)(bo)動(dong)性強，高比(bi)例新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)并網將(jiang)(jiang)導(dao)致(zhi)發電波(bo)(bo)(bo)(bo)動(dong)大(da)幅增加，2019年(nian)國(guo)家(jia)電網有限公司經(jing)營范圍內新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)日(ri)最大(da)功(gong)率波(bo)(bo)(bo)(bo)動(dong)已超過1億(yi)千瓦，山(shan)東、山(shan)西、寧夏、新(xin)(xin)疆(jiang)等地區(qu)日(ri)最大(da)功(gong)率波(bo)(bo)(bo)(bo)動(dong)已超過1000萬千瓦。在電源(yuan)(yuan)跟隨(sui)負荷變化調(diao)節(jie)的運行要求下，其他(ta)常規電源(yuan)(yuan)必(bi)須(xu)跟隨(sui)新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)波(bo)(bo)(bo)(bo)動(dong)調(diao)節(jie)。然(ran)而，我國(guo)電源(yuan)(yuan)結構(gou)以(yi)火電為主，可(ke)隨(sui)新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)波(bo)(bo)(bo)(bo)動(dong)靈活調(diao)節(jie)的電源(yuan)(yuan)較少，未來高比(bi)例新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)并網將(jiang)(jiang)導(dao)致(zhi)電力平衡非(fei)常困難(nan)。

（二）高比例新能源并網(wang)導致(zhi)電網(wang)安(an)全(quan)穩定運行風險劇增(zeng)

新(xin)能(neng)(neng)源發(fa)電具有弱支撐性和低抗擾性，隨著新(xin)能(neng)(neng)源大(da)(da)規模接入，常規電源被大(da)(da)量替代，系統轉(zhuan)動慣(guan)量和調頻、調壓能(neng)(neng)力持(chi)續降低，電網發(fa)生大(da)(da)范圍、寬頻帶(dai)(dai)、連(lian)鎖性故(gu)障(zhang)的(de)風險持(chi)續累(lei)積。同時新(xin)能(neng)(neng)源機組(zu)有功(gong)調節能(neng)(neng)力不足，導致系統頻率控制能(neng)(neng)力不斷下(xia)降，故(gu)障(zhang)沖(chong)擊下(xia)，電網頻率跌落速度更快、幅度更大(da)(da)。新(xin)能(neng)(neng)源集中接入地區短路電流水平普遍較低，故(gu)障(zhang)沖(chong)擊下(xia)電壓波動大(da)(da)，易引(yin)發(fa)新(xin)能(neng)(neng)源連(lian)鎖脫(tuo)網事(shi)故(gu)。此(ci)外，大(da)(da)量分布式新(xin)能(neng)(neng)源接入配電網可(ke)能(neng)(neng)引(yin)起(qi)系統功(gong)率失衡、線路過載、節點電壓超限等問題，對供(gong)電可(ke)靠性帶(dai)(dai)來極大(da)(da)挑戰。

（三）新(xin)能源發電單(dan)元與(yu)可控負荷信息感知能力不足(zu)，難以支撐精細化調控

新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)發電(dian)單(dan)元總量遠超常規水電(dian)、火電(dian)機組(zu)，全國(guo)目前有超過6000座(zuo)大型(xing)新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)電(dian)站和(he)幾百萬個(ge)低壓(ya)接(jie)入的(de)分(fen)布式發電(dian)系統(tong)，未來新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)發電(dian)單(dan)元數(shu)量將達到數(shu)千萬，氣象(xiang)環境、運(yun)行控制(zhi)等各類信號數(shu)十(shi)億個(ge)。新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)發電(dian)設備運(yun)行狀態感知能(neng)(neng)(neng)力(li)弱，運(yun)行管(guan)理(li)極其(qi)復(fu)雜，現有信息(xi)化手段不(bu)能(neng)(neng)(neng)充分(fen)滿足新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)功率預測(ce)與(yu)控制(zhi)、可控負荷與(yu)新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)互(hu)動等需要。

（四）高比(bi)例新能源對電(dian)力市(shi)場機(ji)制(zhi)建(jian)設提出新的要(yao)求

隨著我國(guo)電(dian)力市(shi)(shi)場(chang)(chang)(chang)建設(she)逐(zhu)步深入，多地區開(kai)展了基于中(zhong)長(chang)期(qi)電(dian)量(liang)(liang)交易(yi)的(de)發電(dian)權置換、大用戶交易(yi)等新(xin)能源(yuan)(yuan)市(shi)(shi)場(chang)(chang)(chang)化交易(yi)品種(zhong)。但(dan)受風光(guang)資(zi)源(yuan)(yuan)特性影響，高比(bi)例新(xin)能源(yuan)(yuan)波(bo)動需通過實(shi)(shi)時電(dian)力平衡進行消(xiao)納(na)，實(shi)(shi)時市(shi)(shi)場(chang)(chang)(chang)中(zhong)新(xin)能源(yuan)(yuan)低邊際(ji)成本降低了市(shi)(shi)場(chang)(chang)(chang)出(chu)清價格，影響靠電(dian)量(liang)(liang)市(shi)(shi)場(chang)(chang)(chang)收益(yi)的(de)常規電(dian)源(yuan)(yuan)獲益(yi)，長(chang)期(qi)造成發電(dian)資(zi)源(yuan)(yuan)充裕性不足，對(dui)容量(liang)(liang)市(shi)(shi)場(chang)(chang)(chang)設(she)計提(ti)出(chu)新(xin)的(de)需求。如何(he)建立一套適合(he)我國(guo)國(guo)情且(qie)滿足高比(bi)例新(xin)能源(yuan)(yuan)消(xiao)納(na)的(de)電(dian)力市(shi)(shi)場(chang)(chang)(chang)交易(yi)機制面臨(lin)挑戰(zhan)。

三、相關措施建議

新能源(yuan)消(xiao)納涉及電力系統發、輸(shu)、配(pei)(pei)、用多個環節，與發展(zhan)方(fang)式、技(ji)術(shu)進步、市(shi)場機(ji)制以及政策措施(shi)等密切(qie)相關，實現新能源(yuan)高效消(xiao)納，既要(yao)(yao)遠期規劃，又要(yao)(yao)有運行(xing)優化，既要(yao)(yao)技(ji)術(shu)驅動，也需(xu)要(yao)(yao)政策引導(dao)和市(shi)場機(ji)制配(pei)(pei)合。

（一）加(jia)強新能源(yuan)與靈活調節電源(yuan)統籌(chou)規劃(hua)

一(yi)方(fang)面考慮新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)差異(yi)性，進一(yi)步開(kai)展全國風(feng)能(neng)(neng)、太陽(yang)能(neng)(neng)等新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)勘查和評估，確保資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)精準(zhun)、高效(xiao)利用(yong)；充分利用(yong)風(feng)、光(guang)資(zi)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)自身互補性，在全國范(fan)圍廣域(yu)優化(hua)(hua)布局新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)，制定各區年度(du)新(xin)增建(jian)設規模、裝(zhuang)機(ji)布局和開(kai)發(fa)(fa)時序。另一(yi)方(fang)面加強新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)開(kai)發(fa)(fa)與靈(ling)(ling)活調(diao)節電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)協(xie)調(diao)規劃。考慮新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)發(fa)(fa)電(dian)(dian)波(bo)動性，在發(fa)(fa)展新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)同時，優化(hua)(hua)電(dian)(dian)化(hua)(hua)學儲能(neng)(neng)、抽水蓄能(neng)(neng)、燃氣電(dian)(dian)站等靈(ling)(ling)活電(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)規劃，支撐新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)消納能(neng)(neng)力持續提升。

（二）提(ti)升新能(neng)源(yuan)并網調度運行管理水平(ping)，實現新能(neng)源(yuan)高效消(xiao)納

借助人工智(zhi)能(neng)(neng)(neng)、大數據等新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)技術，提升(sheng)電網(wang)(wang)對海(hai)量(liang)新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)發電設備的(de)運行管理(li)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)，提升(sheng)新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)基礎數據質(zhi)量(liang)和(he)預測建模的(de)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)化水(shui)平，建立高(gao)(gao)(gao)精度、高(gao)(gao)(gao)可信(xin)度的(de)新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)功率預測系統，為高(gao)(gao)(gao)比例(li)新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)并(bing)網(wang)(wang)優化運行奠定(ding)堅實基礎；從源(yuan)、網(wang)(wang)、荷、儲、市場交易(yi)等多(duo)方面發力(li)(li)，不斷(duan)挖掘電力(li)(li)系統運行靈活性，提升(sheng)適應新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)隨(sui)機波(bo)動性的(de)調度運行水(shui)平和(he)風(feng)險防御能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)，支撐高(gao)(gao)(gao)比例(li)新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)高(gao)(gao)(gao)效消納。加快推進新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)并(bing)網(wang)(wang)技術標準升(sheng)級(ji)，加強新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)并(bing)網(wang)(wang)性能(neng)(neng)(neng)的(de)檢測認證(zheng)和(he)在線(xian)評估，提升(sheng)高(gao)(gao)(gao)比例(li)新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)安全運行水(shui)平。

（三(san)）發(fa)揮市場配置(zhi)資源(yuan)(yuan)的作用(yong)，促進新能源(yuan)(yuan)消納(na)

考慮中(zhong)長(chang)期市場(chang)(chang)、現貨(huo)市場(chang)(chang)、輔助(zhu)服(fu)務市場(chang)(chang)與容量市場(chang)(chang)，完(wan)善高比(bi)例新(xin)能源消(xiao)納的(de)市場(chang)(chang)機(ji)制，加(jia)快推進適應(ying)波動性(xing)新(xin)能源消(xiao)納的(de)市場(chang)(chang)體系建設，發(fa)揮市場(chang)(chang)在更大范圍內優化配(pei)置資源的(de)作用(yong)。建立適應(ying)高比(bi)例新(xin)能源的(de)消(xiao)納考核(he)(he)機(ji)制，核(he)(he)算不同地區新(xin)能源發(fa)電技術經(jing)濟性(xing)，以(yi)全社會(hui)效益最大為目(mu)標，分省（區）設置合(he)理(li)的(de)新(xin)能源利(li)用(yong)率考核(he)(he)指標。

（四）加強科研攻關，引領(ling)新能源高質(zhi)量發展

加(jia)快太陽能(neng)(neng)(neng)發(fa)電(dian)、海(hai)上(shang)風電(dian)等(deng)基(ji)礎設(she)(she)施及相關測試平臺建(jian)設(she)(she)，提(ti)升新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)發(fa)電(dian)對系(xi)統運(yun)行(xing)的(de)主動支撐和并(bing)網(wang)友好(hao)性能(neng)(neng)(neng)，促進新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)發(fa)電(dian)設(she)(she)備性能(neng)(neng)(neng)升級(ji)，使新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)成為優質電(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)。建(jian)立大規模新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)集群多場站、跨(kua)時空尺度協調(diao)仿(fang)真平臺，攻關高比例新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)并(bing)網(wang)的(de)電(dian)力(li)系(xi)統安(an)全(quan)(quan)穩定運(yun)行(xing)技(ji)術瓶(ping)頸，提(ti)出能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)轉型中(zhong)新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)與(yu)電(dian)網(wang)安(an)全(quan)(quan)運(yun)行(xing)協調(diao)發(fa)展技(ji)術解決方案，引領新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)高質量發(fa)展。

注：本文作者王偉勝系中國電力科學研究院副總工程師、新能源研究中心主任。原文首發于《電力決策與輿情參考》2020年11月27日第46、47期