户外开关
; e6 o- ^- b( V# t. `目前，我国的电力生产仍以煤电为主。2020年，我国全口径煤电发电量4.63 万亿千瓦时，占全口径发电总量的比重为60.8％。新能源装机比重约26%，发电量占比仅11.2%。$ P' z% e- X/ ?+ x/ p, o6 v+ ~3 G/ g
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随着我国碳达峰、碳中和进程的推进，以风电、光伏为代表的新能源装机量、发电量将逐步增加，我国电力清洁化程度也将大幅度提升。而在这个进程中，新能源的发电成本与发展布局将成为影响其发展的关键因素。
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《新能源发电政策和市场发展展望》' h3 b9 b/ P$ l# ^
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新能源发电成本快速下降& ]* J: J4 B2 M6 ]
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经济性是新能源大规模发展的先决条件。随着技术进步和规模化发展，以光伏、风电为代表的新能源发电 LCOE正在逐年下降。目前中国的集中式光伏和陆上风电的LCOE已经低于超超临界煤电，新能源+储能电源形式的 LCOE可能在2030年低于化石能源。
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集中式与分布式并重
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! X; ~# _7 e- \; ^/ ~# \+ b& @3 r“三北”地区是我国风能、太阳能资源最丰富的地区，而我国的负荷中心则集中于中东部地区，负荷中心与资源中心逆向分布的地域特征，是制约我国新能源发展的主要矛盾。为解决这个矛盾，需要从多方面着手：/ D2 l& V/ t' ?, ]
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# z0 n b2 P( ~8 X( ^% x1 E% M•多能互补的大基地。由于新能源发电存在明显的波动性和间歇性特点，特高压线路全部输送新能源电力难以实现。我国“十四五”规划中指出，“要建设一批多能互补清洁能源基地”，通过搭配一定比例的可调节电源，如火电、水电等，实现多能互补，促进新能源消纳。
. [, S2 h! z8 S/ K•特高压输电。2020 年，22 条特高压线路年输送电量 5318 亿 kWh，其中可再生能源电量 2441 亿 kWh，同比提高 3.8%，可再生能源电量占全部输送电量的 45.9%。打通了资源优势与经济优势的转换通道，在一定程度上缓解了我国负荷中心与资源中心的不平衡性。6 k& P) \3 S! u B
•分布式新能源。分布式能源具有布置灵活、能源利用效率高等优势。理论上，发展接近负荷中心的分布式新能源经济性最优，是除特高压工程和多能互补大基地方式外，有效解决逆向分布矛盾的另一种重要方法。. H' s2 ], p' Y7 n( {2 f: ?, b
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“我国东部地区城市应优先开发和使用‘身边来’的能源，同时再加上西电东送的“远方来”的能源，东部能源自给和西电东送相结合，不应坐等西部供应东部，而应转变思路，进行能源自产自销，持续提高能源自给比例。”
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$ T, g# W3 I B) v8 n! Q未来我国将通过多能互补的大基地建设、跨区域特高压外送和分布式新能源建设等方式，构建集中式与分布式并重的可再生能源发展格局，促进新能源发展。
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安全灵活，新能源大规模应用的基础
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新能源发电的波动性和间歇性要求电力系统必须具备灵活性。若电力系统欠缺灵活性，当常规电源的调节能力不足，无法满足系统净负荷的变化时，为了保证电力系统安全稳定运行，需要在用电需求不足时削减新能源出力，或是在用电高峰时期切除负荷，分别对应“弃风弃光”和“有序用电”的情况。这将会直接影响新能源的消纳，制约新能源的发展。4 f( `3 `9 ]# u* s
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9 ?$ T4 n/ Q) ^( D) ]2 W德国是新能源渗透率最高的国家之一。2010年德国弃风率仅 0.33%，但随着可再生能源发电量占比接近 30%，弃风率开始呈上升趋势，到2016年，德国弃风率已经上升至 4.3% 。
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6 I$ S* V) W6 t0 U数据来源：国家发展和改革委员会能源研究所+ h1 M o2 n, b7 @1 p$ s
' s! w- f q* w& g' y《京津冀与德国电力系统灵活性定量比较研究》7 z" U7 }. F% s( w, a; ^
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* C& A0 t; q1 N! r% E2020年，我国风电+光伏发电量占比约9.5%，弃风率 3.5%，弃光率 2%。随着我国新能源发电量占比的提升，弃风弃光压力将持续增大，对电力系统灵活性的需求将愈发强烈。因此，需要从多个方面提高电力系统的安全性和灵活性。9 n6 }1 g( v# J. _, v, j
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扩大调节电源规模
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1 {4 w3 ^4 m( P7 q现有技术手段中，火电的灵活性改造能大幅改善系统灵活性。已建成的煤电机组通过热电解耦、低压稳燃等技术改造可将最小稳定出力降至20%-30% 的额定容量，且单位千瓦投入仅高于需求侧管理。在改善系统可靠性的同时，能够促进可再生能源的大规模消纳。% [( S/ ]+ {0 }" T% h
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4 v) {1 Y/ ?& e* a8 s& u增加储能容量$ x* |" B v" _. A* X
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; k9 W2 q/ }6 |+ E; V" P+ v未来以新能源为主体的电力系统，仅依靠火电的灵活性改造无法充分满足灵活性需求。储能作为一种柔性电力调节资源，可以改善和增强电力系统灵活性。在“供过于求”情景下，可以储存多余的风电、光伏出力；在“供不应求”情景下，可以放电缓解短时电力短缺。
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储能系统在不同场景均发挥着重要作用：" o# r) @5 \- y! |8 |2 ^# p
) }* \9 E7 C* Z$ Z9 H% g. S6 L电源侧：新能源+储能、可再生能源制氢的模式有利于平抑新能源的出力波动，从而促进集中式新能源并网消纳；/ h9 f y% t6 U0 F' ~! @8 |$ Q
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电网侧：抽水蓄能+新型储能可以辅助电网实现调峰、调频需求，提高稳定性；# X3 z4 _: \3 ^% h
3 q% g" @) r: g2 J负荷侧：可以利用市场机制（如分时电价、电力现货交易、需求响应等）和分布式新能源结合提升电能清洁化水平，降低用电成本，也有利于保障负荷侧供电的可靠性和连续性。
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挖掘需求侧资源9 i1 g; ~/ \& u* e- m
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电力系统要时刻保持供需平衡。传统的做法是在负荷需求高时增加发电机组出力，但负荷高峰时段往往持续时间较短，为了满足这部分需求而增加的发电和输配电投资利用率很低，因此减少或者延迟需求侧的电力负荷来实现供需平衡，这便是需求侧响应的核心。
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通过固态技术实现数据采集，数据处理，终端控制一体化，可以预测并防止负荷激增。通过植入需求管理功能实时响应负载变化，可以提高电力系统的灵活性。
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) r c$ D% ^1 e4 J! o( W8 C2020年浙江省通过工厂、商场、电动汽车充电设施等电力用户参与需求调节，运用市场手段汇聚了577万千瓦削峰负荷、322万千瓦填谷负荷的“资源池”，实现削峰填谷。相当于少建一座500万千瓦级的大型电站。
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总而言之，在新能源替代传统化石能源的低碳转型进程中，扩大调节电源规模，对燃煤、燃气电厂进行灵活性改造；增加储能容量，包括抽水蓄能和新型储能；挖掘需求侧潜力，如需求侧响应和虚拟电厂技术。将共同成为构建电网系统灵活性和稳定性的基础，保障新能源大规模应用。0 k7 q; a0 @) D7 D/ d' e- X. `
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