“双碳”目标下南方区域抽水蓄能电站新功能

储能世界网讯:在实现碳达峰、碳中和目标、构建以新能源为主体的新型电力系统背景下,新能源将成为电能供给增长的主体。抽水蓄能电站运行灵活、反应快速、调节性能良好、技术成熟,适用于日、周长时间尺度的电网调峰及电力平衡,对于提高电力系统调节能力和大规模可再生能源消纳水平,促进削峰填谷,提供负荷中心供电支撑、应急保障、黑启动等方面具有重要作用,是电力系统服务“双碳”目标和保电力安全供应的重要手段。在新能源逐渐成为主体的发展形势下,由于新能源发电间歇性随机性等特点,南网区域抽水蓄能电站在电力系统中的作用和功能也将呈现出一些新的特征。

配套新能源外送

南方五省区抽水蓄能电站目前均建设在负荷中心,承担电网调峰、调频、应急事故备用等功能。“十四五”和“十五五”期间,广东将在粤东打造千万千瓦级风电基地,由于当地消纳能力有限,大量风电需外送珠三角等负荷中心。为保证外送电力的稳定,需要在风电基地配套建设一定规模的抽水蓄能电站,在风电出力较大时,抽水蓄能电站作水泵工况抽水运行吸纳弃风电量,当风电出力较小时,抽水蓄能电站发电运行,将弃风电量转换为峰荷电量。另外,在送端配套建设抽水蓄能电站,在保证外送电力稳定的同时,还可有效提高外送通道容量利用效率。

工作位置变化,承担电力供应

传统电网抽水蓄能电站在电力系统中的工作位置一般位于电力高峰和负荷低谷,发挥削峰填谷作用。在新型电力系统中,新能源占比较大,成为电力供应的主要电源,由于其随机性强、波动性大的特点,电网将需要抽水蓄能配合新能源运行,保证出力平稳,抽水蓄能电站工作位置将发生变化,除了发挥削峰填谷的作用,可能还要承担部分“腰荷”的供电。由于抽水蓄能具有“四度换三度”的特性,在以化石能源为主的电力系统中,抽水电量大部分来自化石能源,从节能调度角度考虑,一般不调用抽蓄承担“腰荷”供电;而新型电力系统中,抽水电量为弃风弃光电量,即使承担“腰荷”产生25%的电能损耗,也具有较好的节能效益。此外,抽蓄承担“腰荷”供电,还可加快蓄能发电抽水工况转换,提高利用小时,吸纳更多弃风弃光电量。

出现中小型、分散化布局

中小型抽水蓄能电站装机容量一般小于30万千瓦,由于其调节库容小、水头低、对水源和站址要求不高,可选站点资源丰富,适宜分散布局,可以更靠近负荷中心,更好地发挥快速响应能力,也可以配合分布式新能源的发展,是大型抽水蓄能电站的补充。此外,中小型抽水蓄能电站建设周期短,4-5年左右可投入运行,可就近接入110千伏或220千伏电网,满足局部电网的储能调峰需求,缩短线路走廊布局,减少输电损失和建设投资。对于南网区域内系统结构矛盾突出,严重影响安全稳定运行的孤立电网、微电网、海岛电网,可以适当配置中小型抽水蓄能电站;对分布式新能源较多、电力需求空间较大的区域,也可选择布局开发条件较好的中小型抽水蓄能电站。

基于抽水蓄能电站在新能源为主体的新型电力系统中呈现的新功能、新趋势,在新型电力系统构建中,其必将与新能源协调发展,迎来发展的黄金时期,具有十分良好的发展前景。支撑南方五省区抽水蓄能电站快速发展的原因主要有以下几方面。

(1)出台政策解决抽水蓄能电站电费“如何疏导”的问题,扫清了抽水蓄能电站发展的障碍。2020年以前,抽水蓄能行业发展的机制体制尚不健全,成本费用传导受阻,一定程度上制约了抽水蓄能电站的健康发展。2021年5月,国家发展改革委发布《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》(633号文),明确将抽水蓄能容量电费纳入输配电价回收,建立起完整的成本回收与分摊机制,解决了电费“如何疏导”的问题。抽水蓄能新的定价机制和传导机制的确立,将有效地把抽水蓄能电站建设推向快车道。

(2)以新能源为主体的新型电力系统对抽水蓄能快速发展具有迫切需求。抽水蓄能是目前技术最为成熟的大规模储能方式之一,在推动以新能源为主体的新型电力系统发展中将发挥至关重要的作用,成为系统重要的组成部分。目前南方五省区抽水蓄能装机比重较低,还不能满足新能源快速发展要求,需要进一步做好抽水蓄能中长期规划,结合发展需求和站点资源实际情况,合理安排建设时序,以更加坚定的步伐、更加有力的举措促进抽水蓄能健康快速发展,进一步提升新能源消纳和存储能力。

(3)新型电力系统的构建,为抽水蓄能电站探索合适的发展模式提供了空间和条件。现阶段,两部制电价是一种弥补抽蓄电站成本、获取合理收益的稳妥价格机制,但从长远来看,抽蓄电站未来还是应该参与电力市场,由电力市场来促进、引导抽蓄电站灵活调节和获取收益。以新能源为主体的新型电力系统的构建,有利于探索“新能源+抽蓄”、“核电+抽蓄”等模式价值机理和效益实现形式,为抽蓄电站参与电力市场竞争,实施“风蓄联营”“核蓄联营”等发展模式提供条件和空间。

作为南方电网公司抽水蓄能电站的建设运营单位,调峰调频公司将整合全网资源,发挥抽水蓄能前期设计、建设及运营等专业化优势,加快推进项目开发建设工作,在服务于南网区域能源结构转型升级的同时,也将自身打造成为世界一流的专业化企业。

(作者罗佑坤为调峰调频公司战略规划部总经理、辛晟为调峰调频公司战略规划部规划主管、乔志园为调峰调频公司战略规划部规划专责)

 

原标题:“双碳”目标下南方区域抽水蓄能电站新功能

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