发展分布式新能源的关键是配电网

文摘   2024-06-17 22:52   美国  
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一、为什么要发展分布式新能源?

能源转型势如破竹,从上图中的年均增长率就可见。
2023年,中国外贸“新三样”新能源汽车、锂电池、光伏产品,全年合计出口突破万亿元大关,其中新能源汽车产销量双双突破900万辆,连续9年位居全球第一。
今年一季度,中国光伏发电新增并网容量4574万千瓦,其中集中式光伏新增2193万千瓦,分布式光伏新增2381万千瓦。
在电力生产端,我们需要更多且更便宜的核能、太阳能、风能、地热能、合成燃料以及其他无碳能源。
在电力消费端,我们需要尽可能经济地电气化所有可以电气化的东西——从汽车到热泵再到家用电器。
电网不是为新能源设计的,也不是为储能设计的
这是一个单向的系统,为了让发电厂通过输电和配电线路单向发送电力,并让终端用户接收到电力时立即消耗掉这些电力。
过去,电网主要是(一定程度)可预测的供给服务于(一定程度)可预测的需求,而现在,越来越多的情况下是波动的供给满足波动(且增长)的需求。

从工程原理出发,当一个系统的一端和另一端都存在不可预测的波动时,你最好不要将它们耦合起来。
随着对电力需求的增加,输电成本也在上升,因为输电线路需要根据峰值负荷来设计,为了一年中少有的峰值负荷,就要付出极大的输配电建设成本。
从这个逻辑出发,发展分布式新能源,发展用户侧储能,就是天经地义的。
而在此之前,我们还需要解决配电网的问题。
二、配电网底层逻辑转变

2024年3月1日发布的《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》,是一次站在用户侧视角的政策。
首先,对齐一下目前国家对于新型电力系统的认知:

随着新型电力系统建设的推进,配电网正逐步由单纯接受、分配电能给用户的电力网络转变为源网荷储融合互动、与上级电网灵活耦合的电力网络,在促进分布式电源就近消纳、承载新型负荷等方面的功能日益显著。

“承载新型负荷”指的是电网能够承载和管理新的用电需求,这些需求主要来自于电动汽车充电、新型智能家电、数据中心等。这些负荷的特点是波动性大、用电集中,对电网的稳定性和调控能力提出了更高的要求。通过提升电网的智能化和调控能力,能够更好地适应和管理这些新型负荷的接入和使用。

2.1 几个重要的发展目标:
1、推动配电网在形态上从传统的“无源”单向辐射网络向“有源”双向交互系统转变,在功能上从单一供配电服务主体向源网荷储资源高效配置平台转变。
2、到2025年,配电网承载力和灵活性显著提升,具备5亿千瓦左右分布式新能源、1200万台左右充电桩接入能力
3、到2030年,基本完成配电网柔性化、智能化、数字化转型,实现主配微网多级协同、海量资源聚合互动、多元用户即插即用,有效促进分布式智能电网与大电网融合发展,较好满足分布式电源、新型储能及各类新业态发展需求

恶补知识:

配电网和输电网都是电网的重要组成部分,但它们在功能和位置上有所不同。

  1. 配电网:主要负责电力从变电站分配到各个用户,包括住宅、商业和工业用户。配电网直接与终端用户连接,电压较低(一般在35kV及以下)。

  2. 输电网:负责在发电厂和变电站之间传输电力,通常电压较高(110kV及以上),覆盖范围更广,主要用于长距离、高容量的电力传输。

2.2 具体措施方面:
1、满足大规模分布式新能源接网需求。多大规模呢,就是前面提到的5亿千瓦左右分布式新能源,相比于目前全国发电装机规模30.1亿千瓦,仅占17%。目前全国分布式电源总装机量大约2.8亿千瓦,增长空间还是很不错的。
2、满足大规模电动汽车等新型负荷用电需求。根据最新数据,目前全国公共充电桩数量约为282万台左右,而总的充电基础设施(包括公共和私人)数量则超过900万台。距离前面提到的1200万台左右充电桩接入能力,还有不错的行业趋势。
3、推动新型储能多元发展。引导分布式新能源根据自身运行需要合理配建新型储能或通过共享模式配置新型储能,提升新能源可靠替代能力,促进新能源消纳。……支持用户侧储能安全发展,加强计量管理,实现应采尽采,围绕分布式新能源、充电设施、大数据中心等终端用户,探索储能融合应用新场景,支持参与电网互动。推动长时电储能、氢储能、热(冷)储能技术应用。
4、推动电力系统新业态健康发展。推动微电网建设,明确物理边界,合理配比源荷储容量,强化自主调峰、自我平衡能力。挖掘用户侧调节潜力,鼓励虚拟电厂、负荷聚合商、车网互动等新业态创新发展,提高系统响应速度和调节能力。

2.3 不仅如此,还在市场交易上提出了重点思路:
1、健全市场交易机制。明确分布式新能源、新型储能、电动汽车充电设施、微电网、虚拟电厂等新主体、新业态的市场准入、出清、结算标准,研究设计适宜的交易品种和交易规则,鼓励多样化资源平等参与市场交易。健全多时间尺度和多层次电力市场,满足多元化需求。创新拓展新型电力系统商业模式和交易机制,为工商业电力用户与分布式电源、新型储能等主体开展直接交易创造条件
2、持续优化电价机制。进一步完善分时电价机制,建立健全电动汽车居民充电桩分时电价机制;电力现货市场持续运行地区,推动根据现货价格信号动态调整峰谷时段划分,改善用户用电特性。研究完善储能价格机制。在评估分布式发电市场化交易试点基础上,研究完善更好促进新能源就近消纳的输配电价机制
三、提前布局新型市场主体

笔者在前序文章中提到过(【政策解读】车网互动新政背后的隐藏逻辑【深度闲扯】大运会与电力需求响应),不管你是想做虚拟电厂还是车网互动,里面最关键的就是电网,电网不动,谁动都没用
现在好了,专门针对配电网的政策出来了,新形势下,不得不行动了。
对于电网来说,一是政策压力足够了(因为电网没什么动力搞用户侧互动),二是用户需求也越来越强烈。
什么用户需求?
多种形式的商业模式——即赚钱。
历来政策中提到的“创新、建立商业模式”越多,说明市场中越没啥商业模式
很多新型主体还没有资格进入电力市场,更别说现货交易了。因此再造一个电力需求侧市场,甚至虚拟电厂市场,就变得尤为重要。
虽然都是人为市场,但总比之前只能峰谷套利好多了,电力交易会逐步过渡到现货交易,波动更大,频次更高。
而电力需求侧市场,虚拟电厂市场,天然就是为了电网稳定而服务的。
因此,这次配电网改革的重磅政策,可谓切中要点,符合实际,顺应民心。
未来对于这些新能源中诞生的新型市场主体来说,当然是非常利好。
随着配电网底层逻辑的转变,隔墙售电也许不再那么困难,而提前布局新型市场主体,解决电网的需求,用户的需求,市场的需求,就是机会所在。
以上内容均来自公开内容整理,配图来自GPT-4o,作为学习笔记,仅供参考,如有幻觉,欢迎指出。


注释[1]:时间杠杆率=作者写文章耗费的时间/读者阅读所花费的时间,因此阅读是目前最好的学习方式之一,读书更是性价比极高的事情。

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