基于源荷協(xié)同的新能源消納綜合效益測度指標(biāo)體系構(gòu)建

陳沛光　胡維國　程永生

[摘要]文章對我國新能源消納相關(guān)的新聞報道進(jìn)行收集整理，對新能源消納的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，通過對新聞報道進(jìn)行分析得到新能源消納工作的環(huán)節(jié)，進(jìn)而從電源環(huán)節(jié)、電網(wǎng)環(huán)節(jié)、用戶環(huán)節(jié)以及政策調(diào)控環(huán)節(jié)構(gòu)建基于源荷協(xié)同的新能源消納綜合測度指標(biāo)體系，為區(qū)域新能源消納綜合評價工作提供支持。

[關(guān)鍵詞]源荷協(xié)同;新能源消納;測度;指標(biāo)體系

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2020.04.061

1引言

當(dāng)今社會面臨日益嚴(yán)重的能源危機(jī)與環(huán)境污染等問題，節(jié)能減排保護(hù)生態(tài)環(huán)境已經(jīng)成為各國可持續(xù)發(fā)展的共識。在此背景下，我國政府出臺各種政策措施推動新能源電力的發(fā)展，由于在需求側(cè)與供給側(cè)沒有做好同步協(xié)調(diào)工作，導(dǎo)致部分地區(qū)出現(xiàn)棄風(fēng)棄光等現(xiàn)象，這不僅造成能源的浪費，也在一定程度上影響我國新能源產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、核能發(fā)電等新能源發(fā)電方式調(diào)峰能力較差，這些新能源的并網(wǎng)進(jìn)一步加劇電網(wǎng)調(diào)峰的難度[1.2]。為了有效解決新能源消納領(lǐng)域存在的問題，需要從電源側(cè)與負(fù)荷側(cè)兩個方面著手，建立新能源消納的機(jī)制措施，激發(fā)各個參與主體投入新能源消納的積極性，基于源荷協(xié)同推動新能源消納工作的健康發(fā)展。

2我國新能源消納現(xiàn)狀分析

大力推動新能源發(fā)展是我國實施的重大戰(zhàn)略決策，在政策的鼓勵推動下，我國以風(fēng)能、太陽能為代表的新能源獲得快速發(fā)展，而電網(wǎng)環(huán)節(jié)與用戶環(huán)節(jié)沒有協(xié)同發(fā)展，由此新能源消納工作也進(jìn)入公眾的視野。關(guān)于新能源消納的新聞從2010年開始進(jìn)入公眾視野，2015年報道的數(shù)量開始快速增長，2015年3月20日國家發(fā)展改革委、國家能源局日前發(fā)布《關(guān)于改善電力運行調(diào)節(jié)促進(jìn)清潔能源多發(fā)滿發(fā)的指導(dǎo)意見》，對我國新能源發(fā)展與合理消納產(chǎn)生強有力的推動，明確鼓勵新能源參與市場，提升風(fēng)電、光伏發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等可再生能源發(fā)電比例，積極促進(jìn)清潔能源消納;加強日常運行調(diào)節(jié)，充分運用利益補償機(jī)制為清潔能源開拓市場空間。

對于收集到的906篇關(guān)于新能源消納的新聞報道，對其進(jìn)行文本導(dǎo)出，利用R軟件的jiebaR分詞包進(jìn)行分詞并生成詞云圖，如圖1所示。從中可以看出，新聞媒體對于新能源消納的報道主要是基于電源環(huán)節(jié)（風(fēng)電、光伏、太陽能）、電網(wǎng)環(huán)節(jié)（電網(wǎng)、特高壓）以及政策環(huán)境（政策、規(guī)劃、機(jī)制、調(diào)峰）等環(huán)節(jié)，對于用戶環(huán)節(jié)關(guān)注度還比較低，對于新能源消納綜合效益測度還需圍繞電源環(huán)節(jié)、電網(wǎng)環(huán)節(jié)、用戶環(huán)節(jié)以及政策調(diào)控環(huán)節(jié)涉及指標(biāo)體系。

圖1新能源消納新聞報道詞云圖

3新能源消納綜合測度指標(biāo)

3.1指標(biāo)選取原則

（1）系統(tǒng)性原則。評價指標(biāo)的選取應(yīng)該綜合反映某地區(qū)新能源消納的基本特征，包括社會經(jīng)濟(jì)以及技術(shù)環(huán)境等方面的成本和效益指標(biāo)。

（2）客觀性原則。所選取的指標(biāo)數(shù)據(jù)的計算應(yīng)該基于客觀的統(tǒng)計年鑒、組織公報或社會調(diào)研，從而保證指標(biāo)數(shù)據(jù)客觀準(zhǔn)確性以及可獲得性。

（3）簡明性原則。選擇的測度指標(biāo)應(yīng)該緊密圍繞新能源消納領(lǐng)域，針對參與核心主體（電源、電網(wǎng)、用戶等）選取具有專業(yè)代表性的指標(biāo)。

（4）可比性原則。新能源消納測度選取的指標(biāo)數(shù)據(jù)與計算方式應(yīng)該盡可能規(guī)范一致，有助于在不同國家和地區(qū)之間進(jìn)行對比分析。

3.2指標(biāo)選取及解釋

通過對我國新能源消納現(xiàn)狀進(jìn)行分析，基于測度指標(biāo)選取的原則與思路，同時在借鑒相關(guān)研究的基礎(chǔ)上[3.4]，文章從電源環(huán)節(jié)、電網(wǎng)環(huán)節(jié)、用戶環(huán)節(jié)以及政策調(diào)控環(huán)節(jié)，構(gòu)建了基于源荷協(xié)同的新能源消納綜合測度指標(biāo)體系，如表1所示。

（1）電源環(huán)節(jié)。新能源消納需要從源頭實現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展，電源環(huán)節(jié)反映出區(qū)域新能源發(fā)展的速度和質(zhì)量，同時新能源發(fā)電的結(jié)構(gòu)比例也會對最終消納產(chǎn)生影響。文章選取新能源發(fā)電比例、新能源發(fā)展強度以及電網(wǎng)友好型電廠比例三個指標(biāo)對電源環(huán)節(jié)進(jìn)行評價。

第一，新能源發(fā)電比例。新能源發(fā)電比例反映的是區(qū)域新能源整體發(fā)展程度，該指標(biāo)越大代表該區(qū)域新能源整體發(fā)展水平越高。第二，新能源發(fā)展強度。新能源發(fā)展強度可以使用單位GDP的新能源裝機(jī)規(guī)模指標(biāo)衡量，該指標(biāo)代表了區(qū)域新能源與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的水平。第三，電網(wǎng)友好型電廠比例。電網(wǎng)友好型新能源電廠的特點是發(fā)電具有穩(wěn)定性、可預(yù)測性以及可調(diào)可控性;而傳統(tǒng)發(fā)電廠友好型主要體現(xiàn)在有較高的爬坡能力、調(diào)峰能力、調(diào)頻能力等可調(diào)可控能力等。因此電網(wǎng)友好型電廠有助于提升源荷協(xié)同能力。

（2）電網(wǎng)環(huán)節(jié)。自從我國電力體制實施“廠網(wǎng)分開，競價上網(wǎng)”改革以來，電網(wǎng)作為電能輸送的核心環(huán)節(jié)，電網(wǎng)建設(shè)、優(yōu)化配置以及管理服務(wù)等都會影響到新能源消納的效率。文章選取新能源裝機(jī)并網(wǎng)率、電網(wǎng)負(fù)荷率、系統(tǒng)儲能容量占比以及外送電量中新能源電量占比四個指標(biāo)對電網(wǎng)環(huán)節(jié)進(jìn)行測度。

第一，新能源裝機(jī)并網(wǎng)率。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)展無法滿足新能源發(fā)電項目的發(fā)展速度時，會導(dǎo)致一些新能源發(fā)電裝機(jī)不能及時并入電網(wǎng)，而新能源裝機(jī)并網(wǎng)率指標(biāo)可以反映新能源發(fā)電項目與電網(wǎng)發(fā)展的協(xié)調(diào)水平。第二，電網(wǎng)負(fù)荷率。電網(wǎng)負(fù)荷率指標(biāo)反映了電網(wǎng)系統(tǒng)負(fù)荷峰谷之間的差距，該指標(biāo)越高，代表所在區(qū)域用電負(fù)荷峰谷差較小，電網(wǎng)負(fù)荷比較平均。第三，系統(tǒng)儲能容量占比。隨著系統(tǒng)儲能技術(shù)的發(fā)展，目前應(yīng)用最廣泛的是抽水儲能。大規(guī)模的系統(tǒng)儲能可以對電網(wǎng)進(jìn)行削峰填谷，提高對風(fēng)能、光能等新能源的消納水平。第四，外送電量中新能源電量占比。外送電量中新能源電量占比反映的是新能源電力的外送能力，增大該指標(biāo)數(shù)值，可以有效發(fā)揮區(qū)域間消納新能源的通道能力。

（3）用戶環(huán)節(jié)。用戶作為新能源電力的最終消費環(huán)節(jié)，在當(dāng)前形勢下，采取有效政策措施鼓勵用戶有序合理使用電能，對于提升新能源消納水平具有重要的價值和意義。文章選取三個指標(biāo)對用戶環(huán)節(jié)進(jìn)行評價。包括新能源電量消納占比、激勵用電比例、新能源汽車有序充電用戶占比三個指標(biāo)。

第一，新能源電量消納占比。新能源電量消納量占本地區(qū)社會用電量的比例反映了區(qū)域新能源消納實際水平，該指標(biāo)數(shù)值越高，代表區(qū)域新能源消納的能力越強。第二，激勵用電比例。實施分時電價政策可以有效激勵用戶用電行為，對電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行削峰填谷，提高新能源消納的實施效果。該指標(biāo)可以用實施分時電價等靈活電價機(jī)制的用電量占全部用電量的比例測量。第三，新能源汽車有序充電用戶占比。新能源汽車產(chǎn)業(yè)在我國取得快速發(fā)展，新能源汽車大規(guī)模無序充電對電網(wǎng)運行產(chǎn)生負(fù)面影響，因此制定有序充電運行控制策略，利用市場化機(jī)制實現(xiàn)用戶有序充電，對于電網(wǎng)調(diào)峰和新能源消納具有重要意義。

（4）政策調(diào)控。新能源消納的發(fā)展離不開政策的有力推動，政府制定新能源消納政策實現(xiàn)新能源優(yōu)先調(diào)度，保障新能源發(fā)電機(jī)組及時并網(wǎng)運行。文章選取新能源監(jiān)控覆蓋率、新能源限電比例以及新能源消納政策強度三個指標(biāo)對政策調(diào)控進(jìn)行評價。

第一，新能源監(jiān)控覆蓋率。對新能源裝機(jī)設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控可以有效調(diào)節(jié)整體發(fā)電效率，因此提升納入監(jiān)控的新能源裝機(jī)設(shè)備的比例，有助于提升新能源消納的水平和效率。第二，新能源限電比例。新能源限電比例指標(biāo)與區(qū)域電網(wǎng)棄風(fēng)棄光指標(biāo)高度相關(guān)，該指標(biāo)反映了新能源發(fā)展與電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展存在差距，采取措施降低該指標(biāo)數(shù)值，有助于減少新能源浪費，提升新能源消納水平。第三，新能源消納政策強度。為了應(yīng)對環(huán)境污染和節(jié)能減排的發(fā)展，各級政府出臺了各種鼓勵新能源發(fā)展和消納的政策，這些政策涉及我國新能源消納發(fā)展的各個環(huán)節(jié)。由于對政策強度的評價還沒有一個客觀的計量標(biāo)準(zhǔn)，文章選取新聞媒體關(guān)于新能源消納的相關(guān)報道數(shù)量作為新能源消納政策強度的替代變量。

4結(jié)論

新能源消納作為一個備受政府和公眾關(guān)注的社會問題，其中包含了由發(fā)電、輸配送、用電等環(huán)節(jié)組成的有機(jī)整體，需要進(jìn)行系統(tǒng)性的分析并提出科學(xué)可行的解決方案。文章從電源環(huán)節(jié)、電網(wǎng)環(huán)節(jié)、用戶環(huán)節(jié)以及政策調(diào)控環(huán)節(jié)，構(gòu)建了基于源荷協(xié)同的新能源消納綜合測度指標(biāo)體系，為區(qū)域新能源消納綜合評價工作提供支持。

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[作者簡介]陳沛光（1984—），男，漢族，吉林大安人，博士，研究方向：電網(wǎng)系統(tǒng)運營管理、電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)與管理。