电力系统规划视角看光伏发电二一七年七月韩小琪1一、电力系统规划视角下的光伏光伏板屋顶补贴金融领跑者弃光电力系统规划的视角看光伏发电光伏 电站单晶硅上市多晶硅组件2一、电力系统规划视角下的光伏布局 建设 生产 传输 消费 分布式 集中式 与电网同步 与调节电源同步 钟形曲线 能量密度 安全 经济 高效 电力平衡 电量平衡3二、光伏特点分析负荷中心煤 水 气 核 风光1. 布局4二、光伏特点分析光伏建设周期35月020406080水电 核电 煤电 风电 光伏建设周期（月）各类电源建设周期电网 建设周期12年2. 建设周期5二、光伏特点分析02000400060008000水电 核电 煤电 气电 风电 光伏满负荷利用小时数各 类电源发电利用小时数3. 发电设备利用率6二 、光伏特点 分析安全经济高效输配成本及电价电压、无功、频率、稳定15005000小时4. 光伏输送7二、光伏特点分析午高峰晚高峰7 17不匹配但有利于调峰匹配 不匹配无法满足晚高峰无法参加电力平衡5. 与负荷匹配度8三、挑战及应对思路1. 挑战一：参与电力平衡比例低各类备用晚高峰用电负荷光伏出力有效装机需求午高峰9三、挑战及应对思路+6 +7 +81. 应对举措：一方面通过多区域互补、增加储能，将光伏容量可信度提高（ 5%10%？）；另一方面依赖其他电源进行补位。10三、挑战及应对思路储能支持晚高峰用电1. 应对举措：一方面通过多区域互补、增加储能，将光伏容量可信度 提高（ 5%10%？）；另一方面 依赖其他电源进行补位。11三、挑战及应对思路1. 应对举措：一方面通过多区域互补、增加储能，将光伏容量可信度提高（ 5%10%？）；另一方面依赖其他电源进行补位。光伏 风电 气电 煤电 抽水蓄能12三、挑战及应对思路2. 挑战 二 ：光伏发电的波动性光伏发电的跨日波动性德国 2015年 3月 20日日食1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 67 73 79 85 91 97103 109 115 121 127 133 139 145 151 157 163光伏发电的 日内 波动性13三、挑战及应对思路2. 挑战 二 ：光伏发电的波动性煤电 气电 水电各类可控 电源 的有功功率调节 速率1%2%PN/min5%10%PN/min30%50%PN/min14三、挑战及应对思路2. 应对举措：扩大光伏电力汇集和消纳范围，提升电力系统灵活性，提高调频等辅助服务能力。光伏集群的发电特性更为平滑15三、挑战及应对思路2. 应对举措：扩大光伏电力汇集和消纳范围，提升电力系统灵活性，提高调频等辅助服务能力。深度调峰能力快速启停能力快速爬坡能力40%->20% 2%/min->5%/min 4h->2h风电和光伏占比增加16三、挑战及应对思路3. 挑战三：传输代价负荷中心变电站变电站变电站变电站10002000小时40005000小时17三、挑战及应对思路3. 挑战三：传输代价330(220)kV电力汇集750kV电力汇集直流输电500kV送出 系统主网18三、挑战及应对思路3. 挑战三：传输代价15.2%4.0%1.2%3.0%7.0%合计场内汇集送出线路与变压器经济弃电直流输电受端送出线路系统主网模式一在西北开发并消纳模式二在中东部开发并消纳模式三在西北开发外送消纳12.2%4.0%1.2%7.0%21.2%4.0%2.3%3.0%4.8%0.1%7.0%19三、挑战及应对思路3. 应对举措：就地消 纳，大力发展分布式光 伏；互补送出、利用已有通道搭送；提升光伏发电效率；变电站3000小时以上20三、挑战及应对思路3. 应对举措：就地消纳，大力发展分布式光伏；风光互补送出、利用已有通道搭送；提升光伏发电效率；15.0%16.0%17.0%18.0%19.0%20.0%2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016多晶硅单晶硅21三、挑战及应对思路3. 应对举措 ：就地消纳，大力发展分布式光伏；风光 互补送出、利用已有通道搭送；提升光伏发电效率；00.10.20.30.40.50.60.70.80.91辽宁 山东 北京 天津 冀南 江苏 安徽 浙江 上海 河南 湖北 湖南 江西 广东 贵州工业电价 一般工商业电价0.60.8元 /kWh22三、挑战及应对思路4. 挑战四：电能消纳可控电源最小负荷净 负荷曲线原始负荷曲线23三、挑战及应对思路4. 挑战四：电能消纳鸭 型 曲线：光伏增加后的净负荷曲线太阳落山与晚间负荷筑峰重合，净负荷变化率增加最低负荷率变低24三、挑战及应对思路4. 挑战四：电能消纳与其他 新能源消纳不 相互 影响，各地区 2020年光伏的接纳能力2600340050066003600 33004600单位：万千瓦25三、挑战及应对思路4. 挑战四：电能消纳0.0%2.0%4 .0 %6.0%8.0%10 .0%1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23无光伏时弃风主要出现在夜晚0.0%2.0%4 .0 %6.0%8.0%10 .0%1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23光伏增加后弃风在午间时段出现0.0%2.0%4 .0 %6.0%8.0%10 .0%1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23光伏规模较大时，弃风主要出现在午间时段26三、挑战及应对思路4. 应对举措：多措并举，提升电力系统灵活性负荷 侧电网 侧 加强电网薄弱环节；增加跨省跨区网络互济能力；改进电力调度方式，加强区域资源调剂优化 。加强电力需求侧管理。鼓励可中断负荷、电动汽车、用户侧储能等措施参与调峰，推动电能替代 。电源 侧 新建抽蓄、燃气调峰电站和蓄能措施，火电灵活性改造提升现役机组调峰能力 。27三、挑战及应对思路4. 应对举措：多措并举，提升电力系统灵活性机会成本 消纳的代价不同时期和阶段，消纳的代价在变化未来几年供应宽松的形势谁 来承担？28三、挑战及应对思路5. 挑战五：改变电力系统运行方式单向传输 双侧电源分布式能源接入后传统的电力系统29三、挑战及应对思路5. 应对举措：发展智能电网智能电网技术双向保护先进能量管理系统负荷 侧管理技术先进数据管理和通讯输电线路和变压器 改造30三、挑战及应对思路6. 挑战 六 ：电力系统安全稳定性大规模光 伏接入电力系统电力电子化1. 等效转动惯量2. 一次调频能力3. 电压调节能力4. 电压、频率适应性5. 次同步谐波31三、挑战及应对思路6. 应对举措：提升新能源发电在电力系统的支撑能力研究虚拟同步机技术研究一次调频技术频率和电压适应能力研究新能源电力系统特点提升新能源发电在系统中的支撑能力谢谢大家！