2019年是我國促進清潔能源消納攻堅年。新能源具有隨機性、波動性和低抗擾性，運行不確定性大，使得并網技術成為困擾全世界新能源發展的難題。隨著我國新能源快速發展，如何加強新能源并網運行控制，使電力系統消納更多的新能源電量，讓清潔能源變成優質電源，成為新能源行業發展亟待解決的重要問題。作為研究新能源和電網關系的專家，中國電科院新能源研究中心主任、黨委副書記王偉勝對新能源消納的焦點、難點和解決路徑有著深入的思考。
隨著新能源發電的規模化開發利用，需逐步掌握新能源發電主動支撐控制技術，實現新能源向常規電源轉變。目前跨省跨區交易、火電機組靈活改造、電能替代等部分措施尚未發揮根本性作用，在提升新能源消納能力方面還有很大的空間。
多措并舉，優化系統運行方式
“我國新能源實行大規模集中開發，缺乏靈活調節電源，消納和安全運行問題尤為突出，國際上無可直接借鑒的成熟經驗，并網穩定運行和有效消納已成為我國新能源發展的主要瓶頸。”在王偉勝看來，現階段，我國電源結構仍舊以煤電為主，靈活調節電源比重低，電源結構性矛盾突出，系統調峰能力嚴重不足。
“新能源消納能力主要受電力系統互聯互通水平、電源調節性能以及負荷特性等因素影響。與此同時，新能源的地域分布、預測精度和控制水平，也影響電力系統的消納水平。”據王偉勝介紹，新能源高比例接入電力系統后，增加了系統調節的負擔，常規電源不僅要跟隨負荷變化，還需要平衡新能源的出力波動。
“新能源出力超過系統調節范圍時，必須控制出力以保證系統動態平衡，此時會產生棄風、棄光。”王偉勝解釋道。
“解決清潔能源消納是一項系統工程，涉及電源、電網、用戶、政策機制、技術研發等多個方面。從根本上解決‘三棄’問題，需要各方共同努力，多措并舉、綜合施策。”王偉勝表示。
以技術為例，解決新能源消納問題，首要是科學定量地評價電力系統消納新能源能力，分析新能源發電受限的具體原因和瓶頸。在此基礎上有針對性地優化全網火電、風電、太陽能發電等多種電源的發電計劃，進一步優化系統運行方式。此外，通過科技創新、電網建設、政策體系、市場機制等一系列措施保證新能源“發得出、并得上、能消納”。
技術引領，不斷拓寬消納渠道
“2014年至2018年，全國風電發電量由1598億千瓦時增長到3660億千瓦時，發電量占比增長到5.2%。4年時間，風電發電量整整增加了一倍多。”王偉勝在總結我國風電發展的歷史進程時激動地表示。
據悉，從1998年開始，王偉勝和所在的團隊就在國內率先開展新能源并網仿真與試驗研究，2010年主持建成了世界上規模最大、唯一具備風電機組全部并網性能試驗功能的張北試驗基地，組織研發了我國首套新能源功率預測和調度系統，用于我國26個省級及以上電網，顯著提高了我國電網的新能源消納能力。
截至2018年底，我國清潔能源累計裝機容量突破7億千瓦，占全球的30%。2018年，國家發改委、國家能源局把推動清潔能源高質量發展、有效解決消納問題作為重點工作，制定《解決棄水棄風棄光問題實施方案》《清潔能源消納行動計劃（2018-2020年）》，提出到2020年基本解決清潔能源消納問題。
“我國風電、光伏裝機容量均居世界第一，且一直保持較高增長率。與此同時，新能源具有隨機性、波動性和低抗擾性，運行不確定性大，使得并網技術成為困擾全世界新能源發展的難題。”王偉勝如是說。
電力系統是一個發電、用電實時平衡的系統，隨機波動的新能源并入電網后，為滿足系統平衡要求，常規電源出力和新能源出力之和需與負荷實時匹配。王偉勝指出，“新能源功率預測可將隨機波動的不確定新能源出力由未知變為基本已知，減少新能源出力的不確定度，降低系統平衡的難度，是促進新能源消納的關鍵技術之一。”
“新能源發電功率預測技術雖然取得了長足的發展和進步，但距離解決新能源輸出功率的不確定性影響仍存在較大的改進空間，因此需要在數據準確與完整性、理論發電能力評估、數值天氣預報、功率預測方法、人工智能技術5個方面不斷提升，為我國新能源發電功率預測技術的發展助推助力。”王偉勝補充道。
穩定控制，加快提升消納能力
2019年一季度，國家電網公司經營區新能源發電量1158億千瓦時，同比增長10%，新能源發電占比9.1%，同比增長0.7個百分點；新能源棄電量46.6億千瓦時，同比下降31%，棄電率為3.9%，同比降低2.1個百分點，整體實現“雙升、雙降”。這是4月11日國家電網促進清潔能源發展新聞發布會上透露的信息。
2019年是促進清潔能源消納的攻堅年，作為全球接入清潔能源規模最大的電網，國家電網計劃提前實現新能源利用率達到95%以上的目標。
對此，王偉勝表示，未來隨著新能源發電的規模化開發利用，需要進一步提升新能源發電友好性能和穩定控制水平，以確保安全運行。逐步掌握新能源發電主動支撐控制技術，實現新能源向常規電源轉變。
“新能源發展仍以消納為目標，消納能力評估應基于科學合理的方法，指導新能源的規劃和運行。”王偉勝指出，目前跨省跨區交易、火電機組靈活改造、電能替代等部分措施尚未發揮根本性作用，在提升新能源消納能力方面還有很大的空間。
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