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中国的风能和太阳能装机容量世界第一,且有望成为“世界可再生能源的超级大国”。然而,中国也遇到了弃风限电问题。虽然近年来可再生能源弃电量有显著下降,但在很多省份仍然存在问题,且将随着风能和太阳能发电装机量的增长而持续成为挑战。幸运的是,政府部门正在制定诸多应对的战略措施。成功的关键要看这些战略是否协调一致。 近来,刊登在“气候政策”上的文章提出了两个突出的策略:改善电力调度和改造燃煤电厂以更灵活的运营。作者(包括睿博能源智库技术顾问团,国网能源研究院研究员)认为改进电力调度是降低系统成本,减少弃电和减少排放的一种非常有效的方法。与此同时,改造燃煤电厂可以提高灵活性,但改造的成本很高,而且随着整个系统范围的改造工作增加,额外的好处逐渐减少。考虑到煤电行业倾向于将灵活性改造作为可再生能源弃电的主要解决方案,以及抵制中国近年来在提高调度效率方面取得的重大进展,这一结果非常重要。 背景 众所周知,中国是风能和太阳能装机容量的世界领先者,到2018年底,风能达到184吉瓦,太阳能光伏发电达到174吉瓦。包括生物质和水电,可再生能源占中国装机容量的38%,占中国发电量的26.7%。 虽然弃电比例在不断降低,但部分地区,特别是在东北和西北风力和太阳能高度集中的地区仍然发生弃电。 2018年,弃电率平均为7%,低于2016年的17%和2017年的12%。同时,2018年太阳能发电弃电率下降至3%,而2017年为6%左右。在新疆和甘肃,2018年太阳能光伏弃电达16% %和10%。 2018年新疆的弃风超过23%,其次是甘肃(19%)和内蒙古(10%)。 中国已采取显著的措施减少风电和太阳能弃电。政府在中国东北地区实施了降出力调峰辅助服务市场,根据政府的设置的底价和上限,火力发电机组可以参与调度竞标。 中国的“十三五”规划还提出到2020年在西北,东北和华北地区改造133吉瓦的燃煤热电联产机组,将下调频(downward regulation)能力提高46吉瓦。 中国还正在实施电力行业改革,包括中长期电力市场,跨省电力可再生能源交易和省级电力现货市场。 由技术和体制障碍引起的风能和太阳能弃电仍然存在。技术原因包括在具有大量风能和太阳能容量的地区,不灵活的燃煤发电厂占据优势; 拥有丰沛风能和太阳能的东北和西北地区与东部负荷中心之间的输电和电网互连不足(尽管近年来中国已经采取措施增加了几条大型输电线路); 在风电和太阳能满发期间,吸收风电和太阳能的需求响应能力很小。这些技术原因并非中国独有,其他国家诸如美国,也有风力和太阳能资源丰富的地区缺乏足够的传输能力将其输送到负荷中心。 然而,中国确实拥有独有的制度因素,即制定发电运行小时数以及固定的年度发电计划的历史条件。在这些历史条件中: 年度发电计划中,同一发电类型的所有发电机组的年度发电小时数相当。 固定电价、批发电价激励着发电商最大限度地发电,同时限制了发电机降出力去整合更多的风电和太阳能。 对这些降出力调峰的发电厂的补偿有限,只有在发电厂减速超过其最大发电容量50%的情况下才能支付。 中国正处于电力部门的转型过程中,但是这些历史条件在中国大部分地区仍在不同程度上产生影响。中国的确提出优先调度可再生能源发电,但实施起来并不均衡。幸运的是,现在有几个省正在设计和实施以经济调度为特征的电力市场,由于风能和太阳能的边际成本低至零,因此应首先调度这些可再生能源。 煤电厂改造v.s. 经济调度 我们使用了机组组合模型来比较。我们将燃煤电厂改造和改善调度战略。当前的调度方法建模为平均发电小时数调度方法,其采用忽略风电预测的每周机组组合,第二,采用包含了每四小时更新一次的风电预测更有效的方法。第二种方法代表着经济调度,中国的电力系统正在朝着这种调度机制发展, 至少在部分地区如此。… View Summary +
China has the most installed wind and solar capacity in the world and has potential to become “the world’s renewable energy superpower.” However, China’s power sector has also struggled with extensive curtailment of wind and solar generation. Although renewables… View Summary +
The United States is the second-highest emitter of greenhouse gases on the planet — but we are also a leader in technological and economic strength. We have the capability to lead the world in finding solutions to the urgent challenge… View Summary +
Much has been written about the value of solar photovoltaic generation, but less about the value of some of the other distributed energy resources — other forms of distributed generation, energy storage, electric vehicles, demand response, and energy efficiency —… View Summary +
Demand response can be an excellent flexible resource and can cost-effectively support a grid with high penetrations of variable renewable generation. Unfortunately, this potential has not yet been widely exploited, due to a number of obstacles at the wholesale and… View Summary +
In May 2019, China’s National Energy Administration (NEA) loosened restrictions on new coal power plant construction. This gave eight provinces the green light to build new coal-fired generation capacity. Because of the increasingly uncertain value proposition of new coal power generation, even… View Summary +
2019年5月,中国国家能源局放松了对新建燃煤电厂的限制,给8个省份的新煤电项目开了绿灯。由于新建燃煤电项目的经济性越来越不确定,即使项目可以通过能源局三管齐下预警体系的评估,但仍不符合中国的长期国家利益。对煤电项目的新投资会对资产、机制、环境等方面产生风险。我们认为需要通过加强现有措施和持续实施现有的三个政策方向,即(1)电力规划和投资,(2)电力市场,(3)环境监管,来减少这些风险。 本文突出了政策制定者可以采取的具体措施,以降低风险,实现中国的长期能源和气候目标。 点击右侧Download Document 下载全文 This paper is also available in English. … View Summary +
2019年3月,国家能源局颁布的关于推进现货市场建设工作的征求意见稿,代表着中国朝电力市场改革迈进了重要的一步。基于中国国情和多年的国际经验,我们为该意见稿提出几点建议,提议主要围绕在区域市场,基于成本的调度,市场监测,发电补偿,分布式能源参与市场等几大主题。 This paper is also available in English. View Summary +
The National Energy Administration’s (NEA) March 2019 draft policy statement, Advancing Electricity Spot Market Implementation, represents an important indicator of the direction of China’s electricity markets. Here, RAP makes recommendations for improving the draft. Key recommendations address regional markets, cost-based dispatch, market… View Summary +
Even the casual observer of China during the last thirty years can’t help but be awestruck by the country’s transformation—across all sectors, but especially the power sector, the central infrastructural industry on which economic development depends. What had been a… View Summary +