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棄風(fēng)棄光率僅1% 看德國(guó)如何做到新能源高消納

來源:能源評(píng)論 作者:周瀅埡 嚴(yán)駱鍇 2016/2/17 16:23:34

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中玻網(wǎng)】德國(guó)的棄風(fēng)棄光率僅1%左右,在高裝機(jī)容量的前提下,可以達(dá)到如此高的消納率,首先與德國(guó)完善的基礎(chǔ)設(shè)施分不開,新能源的發(fā)展必是與電網(wǎng)建設(shè)相匹配,此外市場(chǎng)機(jī)制在德國(guó)新能源的消納上也發(fā)揮了不可替代的作用。
  
  眾所周知,在歐洲能源交易單位中的“優(yōu)先排序原則”下,可更新能源可以憑借其較低的邊際成本更加容易地被交易出去。此外調(diào)頻市場(chǎng)機(jī)制與可更新能源直接上市交易機(jī)制也非常大地促進(jìn)了新能源的消納。
  
  準(zhǔn)確預(yù)測(cè)
  
  可更新能源特別是風(fēng)電,光伏等發(fā)電受氣候與天氣影響非常大,在一天內(nèi)可能波動(dòng)幅度巨大,其不穩(wěn)定性與不可靠性是造成其無法大規(guī)模消納的重要因素。如果能提前相對(duì)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出可更新能源特別是風(fēng)電光伏的當(dāng)日發(fā)電功率曲線與用電負(fù)荷曲線,那么就可以根據(jù)預(yù)測(cè)曲線提前安排火電等傳統(tǒng)化石能源發(fā)電廠的發(fā)電計(jì)劃,以達(dá)到非常大幅度消納新能源的目的。
  
  目前國(guó)內(nèi)可更新能源發(fā)電特別是對(duì)風(fēng)力發(fā)電的預(yù)測(cè)尚處于起步階段,對(duì)風(fēng)力發(fā)電的錯(cuò)誤估計(jì),往往導(dǎo)致大規(guī)模棄風(fēng)。反觀德國(guó),截至2014年年底,風(fēng)電裝機(jī)容量38115兆瓦,而棄風(fēng)率卻不到1%,如此高的消納利用率,得益于各個(gè)輸網(wǎng)公司對(duì)其控制區(qū)域內(nèi)風(fēng)電相對(duì)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。
  
  右圖為德國(guó)四大輸網(wǎng)公司之一AmprionGmbH,對(duì)其所負(fù)責(zé)區(qū)域1月17日子夜至凌晨3時(shí)風(fēng)力發(fā)電功率的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值對(duì)比。從圖中可以看出,這一時(shí)段的偏差一直在15%左右波動(dòng),基于這種精度的預(yù)測(cè),再依托調(diào)頻市場(chǎng),就可以達(dá)到對(duì)風(fēng)能幾乎完全的消納。
  
  在德國(guó)四個(gè)大輸電區(qū)域中,由相應(yīng)的輸網(wǎng)公司負(fù)責(zé)維持電網(wǎng)穩(wěn)定。廠網(wǎng)分離之后輸電公司必須向調(diào)頻市場(chǎng)購(gòu)買平衡電力,以平衡計(jì)劃與實(shí)際之差。目前一次,二次,三次調(diào)頻能量可以按需拍賣,其中除一次調(diào)頻由于無法計(jì)量而按功率收取費(fèi)用外,其余兩種調(diào)頻皆按功率與電量進(jìn)行二元計(jì)費(fèi)。由輸網(wǎng)公司向相應(yīng)的調(diào)節(jié)商支付。同時(shí)由于德國(guó)存在四大輸電網(wǎng)區(qū),各個(gè)輸電區(qū)域之間也會(huì)在進(jìn)行一些平衡。
  
  同時(shí),每個(gè)大輸電區(qū)又由許多平衡基團(tuán)組成,每個(gè)區(qū)域100個(gè)到200個(gè)不等。平衡基團(tuán)是德國(guó)電網(wǎng)調(diào)節(jié)中虛擬的基本單元,在此單元中,所有的終端用戶消耗電量、產(chǎn)電商發(fā)電量以及輸入輸出電量必須達(dá)到平衡。單元內(nèi)發(fā)電量,耗電量,流入流出電量都由平衡基團(tuán)責(zé)任方負(fù)責(zé)預(yù)測(cè)與經(jīng)營(yíng),并且受到區(qū)域輸電網(wǎng)公司的管理。平衡基團(tuán)可大可小,在德國(guó)任何一個(gè)參與電力交易的能源公司,必須擁有至少一個(gè)平衡基團(tuán),所以平衡基團(tuán)責(zé)任方可以是單純一家發(fā)電廠,也可以是負(fù)責(zé)給一片小區(qū)供電的能源公司。平衡基團(tuán)責(zé)任方必須每天預(yù)測(cè)自身區(qū)域內(nèi)流入與流出的電量,并制成計(jì)劃上交給輸網(wǎng)公司,而輸網(wǎng)公司會(huì)根據(jù)這些表格在內(nèi)部平衡之后做出全區(qū)域的計(jì)劃。
  
  每當(dāng)實(shí)際流入流出平衡基團(tuán)的電量與計(jì)劃表發(fā)生偏差,平衡基團(tuán)責(zé)任方就必須向其所在輸電區(qū)域的輸電公司購(gòu)買平衡電力,而價(jià)格由輸電公司在二次調(diào)頻與三次調(diào)頻中的投入計(jì)算得出。在德國(guó)無論是正向平衡電力,還是逆向平衡電力的費(fèi)用是一樣的,都按照平衡電力的電量?jī)r(jià)格的加權(quán)平均值計(jì)算得出。而這個(gè)值,往往遠(yuǎn)大于在歐洲電力交易市場(chǎng)中的交易電價(jià)。
  
  由此可見,一個(gè)平衡基團(tuán)責(zé)任方的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確與否,會(huì)直接影響到其在電力交易中的盈利。同時(shí)輸網(wǎng)公司的盈利也一定程度上與之相關(guān),當(dāng)大輸電區(qū)的整體偏差非常大時(shí),會(huì)使輸網(wǎng)公司在一次調(diào)頻上的投入加大,對(duì)于這一部分支出,輸網(wǎng)公司不能從與下面的平衡基團(tuán)責(zé)任方的交易中得到補(bǔ)償,這就驅(qū)使輸網(wǎng)公司對(duì)其理的平衡基團(tuán)責(zé)任方加強(qiáng)管理。由此,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)負(fù)荷與發(fā)電量,尤其是不穩(wěn)定的新能源的發(fā)電功率,成為輸網(wǎng)公司與平衡基團(tuán)責(zé)任方的利益訴求,大大提高了二者預(yù)測(cè)的積較性。提高了預(yù)測(cè)精度后便可以大大減少擁堵的可能性,增加新能源的消納。
  
  上市交易
  
  從2000年起的EEG(可更新能源法)對(duì)可更新能源承諾了20年補(bǔ)貼上網(wǎng)電價(jià)不變,這在當(dāng)初可更新能源發(fā)電,特別是光伏發(fā)電,成本較高的時(shí)候非常大地發(fā)生反應(yīng)了市場(chǎng)投入資金建設(shè)的積較性,同時(shí)帶動(dòng)了整個(gè)新能源行業(yè)的發(fā)展,包括咨詢、設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)等,推動(dòng)了光伏等組件的量產(chǎn)。高額并且20年穩(wěn)定的補(bǔ)貼一方面是對(duì)社會(huì)資本的無風(fēng)險(xiǎn)收益承諾,但另一方面也使得可更新能源分?jǐn)傎M(fèi)節(jié)節(jié)上升,造成終端電價(jià)的上升,并且每年的分?jǐn)傎M(fèi)都將之后20年的長(zhǎng)度疊加,形成巨大的補(bǔ)貼慣性。不得不承認(rèn),這是一種過于激進(jìn)的補(bǔ)貼機(jī)制,但在十幾年前光伏成本是煤電10倍,核電激進(jìn)地被逐年關(guān)停的情況下,如果不使用這種激進(jìn)的補(bǔ)貼機(jī)制很難發(fā)生反應(yīng)可更新能源行業(yè)的興起。這當(dāng)然是后話,沒有人能做這種假設(shè)。
  

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