行业资讯 | 重新了解“新动力+储能”
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停止到2019年末,我国风电装机到达2.1亿千瓦、光伏发电装机2.04亿千瓦,提早一年完成可再生动力开展“十三五”计划目的。
2020年是我国“十三五”收官之年,也是策划“十四五”开展的残局之年,为完成风电、光伏发电安稳有序开展,国度动力局下发《关于2020年风电、光伏发电项目建立有关事变的关照》,要求各省依据国度可再生动力开展“十三五”相干计划和当地区电网消纳才能,公道布置新增批准(存案)项目范围。
现在多个省份连续公布了2020年风电、光伏发电建立方案和报告要求,与今年差别,河南、内蒙、辽宁、湖南等省份均提出了优先支持设置装备摆设储能的新动力发电项目,新动力场站设置装备摆设储能成为行业讨论热门。
新动力发电项目设置装备摆设储能并非初次呈现在当局文件当中,早在2017年,青海省发改委公布的《青海省2017年度风电开辟建立方案》要求,参加计划的风电项目要依照其范围的10%配套建立储电安装,储电办法总范围达33万千瓦。该政策公布后惹起较大争议,终极实行也未达预期。
颠末数年开展,我国新动力发电迈上新台阶,新动力运转与消纳也面对一系列新的题目,别的我国新动力发电行将迎来平价上彀,以锂离子电池为代表的电化学储能本钱逐年降落,电力市场化变革继续推进,多种要素交错在一同,新动力场站设置装备摆设储能面对新的情况,也必要举行新的了解。
了解一:“十四五”新动力开展和消纳抵牾愈加突出,调峰资源日趋告急的状况下,亟需储能等机动性调治资源
依据统计,停止到2019年末,国度电网公司谋划区内,新动力装机占电源总装机的23.4%,此中青海、甘肃新动力装机占总装机容量的50%和42%,已成为本省第一大电源,宁夏、新疆、蒙东、冀北等地域新动力装机占总电源装机容量均凌驾了30%,21个省份新动力发电成为第一、二大电源。
新动力发电具有间歇性和随机性,高比例新动力并网必要大范围输入波动的可调治电源举行调峰,随着新动力发电的疾速开展,电力体系调峰才能不敷已不是一般省份、部分地域的题目。
为完成2020年和2030年非化石动力辨别占一次动力消耗比重15%和20%的目的,强大干净动力财产,坚持风电、光伏装机范围波动增加是“十四五”计划的紧张目的和义务。
为顺应动力转型和促进地方财产开展的必要,各省开展新动力的志愿仍然激烈,“十四五”时期,我国新动力发电估计仍将坚持“十三五”时期疾速开展态势。随着装机范围的扩展,各省存在很大的调峰缺口,新疆、山西、山东等省份日最大功率动摇凌驾1000万千瓦。为完成新动力95%的使用率目的,在体系调峰资源日趋告急乃至用尽的状况下,多个省份对储能调峰寄予厚望。
储能具有调峰的自然上风,分外是电化学储能集疾速呼应、能量时移、部署机动等特点于一体,遭到高度存眷,但开展初期代价偏高,仅在极一般晚期并网的新动力场站试点运转,并未完成大范围贸易化使用。
了解二:当局文件并未强迫划定新动力发电设置装备摆设储能,但作为局部地域新动力优先开辟的紧张条件
与2017年轻海省风电开辟建立方案差别,以后各地当局文件并未强迫划定新动力发电设置装备摆设储能。
河南发改委印发《关于构造展开2020年风电、光伏发电项目建立的关照》停息各种新动力增量项目,优先支持设置装备摆设储能的新增平价项目;内蒙古自治区动力局印发《2020光阴伏发电项目竞争设置装备摆设方案》,优先支持“光伏+储能”项目建立,光伏电站储能容量不低于5%,储能时长在1小时以上。针对风电场,内蒙古正推进乌兰察布市600万千瓦风电基地及配套储能办法建立。辽宁省发改委印发《辽宁省风电项目建立方案》,指出优先思索附带储能办法、有利于调峰的项目。湖南发改委印发《关于公布全省2020-2021年度新动力消纳预警后果的关照》,指出电网企业要经过增强电网建立、优化网架布局、研讨储能办法建立等步伐,实在进步新动力消纳送出才能,为省内新动力高比例开展提供容量空间。随后国网湖南省电力有限公司下发《关于做好储能项目站址初选事情的关照》,28家企业答应配套新动力项目总计建立388.6MW/777.2MWh储能办法,与风电项目同步投产,设置装备摆设比例为20%左右。
从下发文件来看,各省并未强迫要求新增新动力发电项目必需设置装备摆设储能,但假如新动力开辟企业想要进步竞争力,设置装备摆设储能将是优先开辟的紧张条件。
了解三:光伏发电设置装备摆设储能的效益要优于风电设置装备摆设储能,新动力搜集区设置装备摆设储能要优于各个新动力场站设置装备摆设储能
受容量设置装备摆设范围限定,一连无风或微风气候大概限定储能作用的发扬。一样平常电化学储能满功率一连充放电工夫在1~4小时之间,可无效应对新动力日内动摇,但若呈现永劫间无风或微风等极度气候,储能使用服从大概遭到较大限定。
经过对东南电网新动力汗青着力特征统计剖析得出,单一省份极度无风气候最大继续工夫达6天,频次最高达3次/年,若联网范围减少至单个风力发电场,极度无风或继续微风气候可继续数周。风电大发时通常在早晨或夜间,此时负荷较低,与风电消纳婚配性较差,同时三北地域供暖季还存在“以热定电”的另一重抵牾,火电机组调峰才能受限,因而储能必要设置装备摆设更大的容量举行调峰。
与风电相比,光伏发电可展望性更好,且具有肯定的纪律性,储能可完成活期充放,使用率绝对较高;同光阴伏发电输入功率较高的时分也是用电岑岭的白昼,与负荷婚配度较好,只必要设置装备摆设较小容量的储能即可到达削峰填谷的作用。
从储能结构看,新动力搜集区设置装备摆设储能要优于各个新动力场站内设置装备摆设储能。
一方面,新动力搜集区设置装备摆设储能所需的容量要明显小于各新动力场站独自设置装备摆设储能所需容量之和。从统计纪律上看,风景具有互补特征,各新动力场站着力的随机性经过互相叠加可以到达此消彼长的作用,肯定水平上低落了峰谷差。
另一方面,新动力搜集区设置装备摆设储能的经济效益要明显好于新动力场站独自设置装备摆设储能。新动力搜集区设置装备摆设储能可完成体系级调峰,各个新动力场站均可共享,大大进步了储能办法使用率,同时,由于设置装备摆设在升压站外,不存在新动力补助等计量方面的题目,买卖和结算界限明晰。
按新动力装机容量比例设置装备摆设储能的一刀切做法有待商讨。从现在政策来看,局部省份提出按新动力发电项目标装机容量比例设置装备摆设储能,设置装备摆设比例在5%~20%之间。由于各地新动力开展范围、电网布局,调峰资源缺口水平有所差别,在新动力场站无差别化地设置装备摆设储能有大概低落设置装备摆设使用服从,增长项目总体本钱,由电网企业依据当地调峰缺口和调治必要,经测算后公然公布储能容量需求和安置所在,为储能投资和使用发明条件。
了解四:受技能经济性影响,电化学储能现在仅合适作为新动力发电调峰的增补步伐
储能技能范例浩繁,可满意毫秒至数天差别工夫标准的调治需求。调峰介于调频与容量备用之间,调峰帮助办事市场是我国特有的市场种类,实质上是一种电能量市场,在外洋归为均衡市场或现货市场,因而电力体系调峰对容量的需求要大于对功率的需求。
现在,各种储能技能中,抽水蓄能还是新动力调峰的主要选择,次要体现为容量大,单个电站范围可到达120~360万千瓦,能量转换服从75%~85%,日调治一样平常为5~6小时,而电化学储能容量难以到达体系级调峰的范围;抽水蓄能利用寿命长,设计寿命30年,水工修建物50年以上,而电化学储能寿命周期多为10年左右;抽水蓄能的能量本钱约875~1085元/千瓦时,仅为锂离子电池的三分之一,且具有明白的两部制电价接纳机制。
抽水蓄能兼具调频、调峰、调相和黑启动等多种功效,成为电网宁静经济运转的综合调治东西。停止到2019年末,我国在运转的抽水蓄能电站快要3000万千瓦,在建容量到达4600万千瓦,均远超投运的170万千瓦电化学储能,电化学储能仅是体系调峰的增补步伐。
比年来,电化学储能代价疾速降落,在局部国度已失掉贸易化使用,次要包罗调频和容量备用两个范畴,如美国的PJM调频帮助办事市场、英国的疾速调频市场,英国容量市场等。
电化学储能的上风在于其疾速的呼应特征,因而,从电力体系调治的工夫标准上讲,更合适对功率要求较高场所,如调频、告急功率支持、牢靠供电等范畴。对容量要求较高的调峰范畴,从经济性讲电化学储能还难以和其他机动性资源竞争,如火电机动性改革、抽水蓄能等。
但电化学储能并非完全没有竞争力,受建立选址的范围以及施工周期较长的影响,抽水蓄能电站并不克不及办理部分网架布局受阻、惯例调峰资源匮乏的新动力发电收集区调峰题目,可经过设置装备摆设电化学储能,发扬其“杠杆”作用,以较少的投资替换大范围电网改革或调峰电源投资。
了解五:新动力平价上彀趋向下储能可继续开展取决于市场机制的设计
国度开展变革委《关于美满风电上彀电价政策的关照》(发改代价〔2019〕882号)指出,2020年I~Ⅳ类资源区切合计划、归入财务补助年度范围办理的新批准陆下风电引导价辨别为每千瓦时0.29元、0.34元、0.38元、0.47元。自2021年1月1日开端,新批准的陆下风电项目片面完成平价上彀,国度不再补助。
国度开展变革委《关于2020光阴伏发电上彀电价政策有关事变的关照》(发改代价〔2020〕511号)指出,2020年归入国度财务补助范畴的I~III类资源区新增会合式光伏电站引导价辨别为每千瓦时0.35元、0.4元、0.49元。
文件虽未对光伏发电提出明白的平价上彀工夫,但往年以来我国新增光伏装机项目约有三分之二已完成平价上彀,估计光伏发电大约率与风电同步,在2021年完成片面平价上彀。
比年来以锂离子电池为代表的电化学储能代价曾经降到了每千瓦时0.5元/次,但与平价上彀的新动力发电项目相比,经过设置装备摆设储能以电量置换的方法已不具有经济性。
在电网调峰资源没有改进的状况下,平价上彀项目实质上是挤占了其他新动力的发电空间,随着新动力发电片面平价上彀的到来,电网调峰和全额收买的压力进一步提拔。
既要开展新动力又要坚持肯定的消纳程度,因而地方当局勉励平价上彀项目标同时设置装备摆设肯定比例的储能,这无疑提拔了新动力发电项目标全体本钱,而储能仅从增加弃风、弃光电量获取收益无法发出本钱。
同时,AG官方也看到随着高比例新动力并网的开展,体系不但仅面对调峰题目,还存在体系频率疾速动摇、转动惯量降落、次同步振荡(5~300Hz)等一系列新的题目。
别的,随着新动力发电本钱的低落,到场电力市场的竞争力也在不停加强,将来保量保价的买卖形式也将被冲破。储能具有多重功效,可满意电力体系差别工夫标准的调治需求,将来本钱接纳的途径以及到场市场的范例是多样的,次要包罗:
一是到场电网体系级调峰,完成共享,相干用度在全网收益电量中分摊。共享型储能既进步了使用率,也增长了储能的收益,《青海电力帮助办事市场运营规矩(试行)》提出:在新动力弃电时对未能告竣买卖的储能举行挪用,代价为0.7元每千瓦时;2020年3月,新疆自治区发改委公布《新疆电网发电侧储能办理措施》(征求意见稿)提出:电储能办法依据电力调理机构指令进入充电形态的,对其充电电量举行赔偿,赔偿尺度为0.55元每千瓦时。从两个省的规矩来看,储能到场体系级调峰的代价曾经凌驾储能本身的度电本钱,收益是可观的,不外也应看到,体系调峰通常是季候性的,储能使用小时数难以失掉无效保证,这对储能收益也带来了肯定的危害。
二是储能到场电力体系疾速调频。我国调频帮助办事市场规矩以火电、水电为次要设计工具,独立储能电站固然在呼应速率和调治精度上具有明显上风,但跟踪调频指令时必要具有继续的输入才能,因而独立储能电站调频必要设置装备摆设较大功率和容量的电池,本钱疾速上升,经济性较差。高比例新动力并网将招致体系频率的疾速动摇,储能疾速呼应特征满意了疾速调频的必要,将来关于创建疾速调频帮助办事市场的省份,储能与新动力团结调频也将成为增长收益的紧张渠道。
三是储能到场现货市场。现货市场在经济学上是指交易买卖马上失效的市场,是针对期货市场而言。电力市场中,只要及时市场严厉满意现货市场的界说。联合电力买卖即发即用的特点,在讨论电力现货市场时常把工夫标准扩展到及时买卖的日内乃至一日前。现货市场的紧张代价在于发明代价,用代价反应供需干系,现在我国八个现货试点省份曾经所有进入试运转,随着现货市场的成熟运转,电力电量的商品属性渐渐表现,新动力发电边沿本钱为零,与储能共同可依据代价信号机动充放电获取更高的电量收益。
四是作为备用或需求侧呼应资源,提拔电网宁静波动运转程度。储能具有四象限运转特征,电网稳态下可以进步新动力涉网特征,电网暂态下可依据体系必要提供功率支持,可以进步大范围新动力外送基地特高压直流输电线路保送容量,备用收益也是储能多重代价的紧张表现。
放眼环球,新动力发电的疾速开展是驱动储能开展的次要要素,新动力与储能的联合也是将来高比例新动力并网电力体系的一定趋向。随着新动力发电范围的扩展,新动力发电需承当的体系均衡本钱将成为项目经济性测算必需思索的紧张内容,储能也必将在高比例新动力并网电力体系中找到本人的脚色定位。