供電公司如何實現間歇性電源的經濟消納

宋紅芳　金燁　鄭琦

【摘 要】隨著國家大力推進清潔能源建設，以風電、光電為代表的間歇性電源迎來快速發展。但大量間歇性電源的并網接入，對供電公司的電網規劃、運行、檢修以及經營將帶來全方位的影響。在購電成本難以降低的情況下，做好間歇性能源有序發展規劃、降低接入運維成本成為供電公司實現經濟消納的現實途徑。

【關鍵詞】間歇性電源 經濟消納 接入成本 運維成本

1間歇性電源發展趨勢研判

隨著全球能源短缺和環境污染等問題日益突出，包括風力發電和太陽能光伏發電在內的間歇性電源因其清潔、安全、便利、高效等特點，已成為世界各國普遍關注和重點發展的新興產業。根據國家能源局印發的相關文件，我國將迎來風電和光電的快速發展。以浙江省為例，2010-2014年，浙江省風電和光電的裝機容量持續保持快速增長的趨勢。從表1可以看出，2010-2014年，浙江省風電裝機容量從24.917萬千瓦增長到72.992萬千瓦，增幅達196%；而光伏發電更是呈現出爆發式增長態勢，2014年裝機容量為49.8386萬千瓦，是2010年裝機容量的150倍。

為了較為準確分析風電未來發展趨勢，筆者通過對2010-2014年風電裝機容量進行擬合，根據擬合曲線方程 ，得到2015-2018年風電裝機容量規模（見表2）。從表2中可以看出，風電裝機容量仍會保持較快增長。

光電裝機容量數據波動巨大，無法通過數據擬合進行定量分析預測。通過查閱浙江省相關規劃文件，2015-2017年，浙江省規劃建設光伏裝機容量448萬千瓦，其中分布式276萬千瓦，集中式172萬千瓦。2018-2023年，規劃建設光伏裝機容量516萬千瓦，其中分布式450萬千瓦，集中式66萬千瓦。由此判斷，光電裝機容量未來將繼續呈現快速增長態勢。

此外，風電、光電發電量占全社會用電量之比未來也將持續提高，目前浙江省風電、光電發電量占全社會用電量（表3）雖然不高，僅占0.44%，但根據以上風電、光電裝機規模預測值和規劃值，可以判斷2018年風電、光電發電量占全社會用電量占比將達到2.5%左右。

基于上述分析，可以預見，隨著國家大力推進清潔能源建設，以風電、光電為代表的間歇性電源將保持快速發展的趨勢，未來對供電公司經營效益、運維成本等方面的影響將越來越大。因此，有必要對由間歇性電源發展帶來的相關成本增加及其如何實現經濟消納等問題進行專門研究，為供電公司有效參與清潔能源發展決策提供參考。

2間歇性電源對供電公司的影響

2.1經濟影響

為了準確分析間歇性電源電量對供電公司經濟效益的影響，筆者以國網浙江省電力公司為例，將研究場景分為居民用戶、工業用戶、商業用戶等3個典型場景，并對3個場景設置不同的比例，由此分析間歇性電源電量對浙江公司售電量、售電收入、利潤總額的影響。如表4所示，筆者列出了不同的場景比例得到售電收入、售電利潤可能的取值范圍。（出于保密需要，表中的數據進行了技術處理）

2.2對電網規劃的影響

負荷預測是配網規劃設計的基礎，能否準確地預測負荷是配網規劃的前提條件。大量間歇性電源發電并網，加大了其所在區域的負荷預測難度，改變了既有的負荷增長模式，增加了配網規劃、電源布點等工作的難度。同時對配網結構產生深刻影響，包括電壓調整、無功平衡和繼電保護等在內的綜合性問題將影響系統的運行。此外，由于大量間歇性電源發電并網，配網系統需要預留大量備用容量。所有這些，都是規劃、設計人員不得不考慮的現實問題。

2.3對電網運行的影響

電網調度運行必須隨時關注發電系統的運行情況，大量間歇性電源通過中低壓配電網接入，使電網運行實時監測的范圍需要有很大延伸。間歇性電源發電作為新的發電模式，實時監測的信息類型與傳統發電模式有所區別，調控中心必須對原有的電網監測系統進行擴展、升級，大大延伸了監測的范圍。

同時，大量間歇性電源接入大大增加配網系統故障的可能性，如何實現故障快速定位與快速隔離成為調控中心面臨的一個新的難題。因此，加強技術手段的應用以及管理方法的改進，有助于提高調控中心的快速排障能力。

2.4對電網檢修的影響

由于風電發電系統都是由建設單位獨立運維，間歇性電源對電網檢修的影響更主要體現在光伏發電系統的影響，特別是分布式光伏發電。分布式光伏對電網檢修的影響主要體現在兩個方面。首先，大量分布式光伏發電接入后，如何維持光伏發電設備的正常運行，以及在設備故障發生后，如何迅速地完成檢修任務，這對供電公司運檢人員的技術水平提出了新的要求；其次，對供電公司進行故障責任的界定帶來了難題。客戶用電系統發生故障后，客戶無法區分是屬于內部光伏設備故障還是外部電網故障。供電公司檢修人員到場后，需要進一步確認故障來源。因光伏發電系統出現問題造成用電故障的，應由客戶負責組織維修；因外部電網出現的故障，則由供電公司檢修人員負責排除故障。

3實現間歇性電源經濟消納的途徑分析

3.1降低購電成本沒有現實可能性

要實現經濟消納，首先想到的就是購電成本有沒有降低的可能性。下面對這一問題進行展開分析。

3.1.1光電價格成本構成

在國家層面，根據國家發改委最新政策，對浙江所屬的III類太陽光資源區，對光伏電站，標桿上網價格統一為1.0元。高出當地燃煤機組標桿上網電價（含脫硫等環保電價）的部分，通過可再生能源發展基金予以補貼。對分布式光伏發電，實行按照全電量補貼的政策，電價補貼標準為每千瓦時0.42元（含稅，下同），通過可再生能源發展基金予以支付，由電網企業轉付。

在地方政府層面，根據浙江省政府最新政策文件，對光伏發電，在國家規定的基礎上，省政府再補貼0.1元/千瓦時。到省內各市、縣（區）層級，各地政府補貼幅度略有不同。以嘉興市為例，對市本級已并網運行項目實行0.1元/千瓦時的電價補貼。

3.1.2風電價格成本構成

對風電價格，國家和地方層面現在均沒有電價補貼。根據國家發改委最新政策，對非招標的海上風電項目，區分潮間帶風電和近海風電兩種類型確定上網電價。2017年以前（不含2017年）投運的近海風電項目上網電價為每千瓦時0.85元（含稅），潮間帶風電項目上網電價為每千瓦時0.75元。

通過以上分析可知，供電企業按照標桿上網電價統一收購風電和光電，在相關政策文件執行期間購電成本是無法降低的。因此，想通過降低購電成本實現經濟消納在短期內無法實現。

3.2有序發展間歇性電源是經濟消納的必然要求

既然購電成本短期內無法降低，而間歇性電源發展又是大勢所趨，因此，引導間歇性電源有序發展成為供電公司實現經濟消納的必然要求。

一方面，應該對本地區的風電、光電等裝機容量發展趨勢作出研判，從宏觀層面把握間歇性電源的發展趨勢。同時密切關注相關產業動態，包括國家政策變動、風電、光伏產品價格等要素，同時與間歇性電源企業加強聯系，了解其開發本地間歇性電源的意愿和動力，這對正確預判本地區間歇性電源發展趨勢也非常重要。

另一方面，如前分析，大量間歇性電源接入對電網規劃、電網運行、電網檢修產生較大的影響。對供電公司而言，電網安全運行是首要考慮的因素。因此，對短期內大量要求并網發電的企業，供電公司應該加強引導，深入溝通接入并網方案，確保電網安全運行。

3.3降低接入運維成本是經濟消納的關鍵所在

通過前述間歇性電源的影響分析可知，大量間歇性電源的接入，對供電公司而言，必然面臨接入成本、運維成本的增加。如何有效降低接入運維成本成為供電公司實現經濟消納的關鍵所在。

對風力發電，由于風力發電系統都是由項目建設單位獨立運維，電力公司無需承擔相應的接入成本和運維成本。

對光伏發電，降低接入運維成本問題稍顯復雜，需要根據用戶類型進行具體分析。

（1）居民用戶：居民光伏發電一般只有2-5kW，根據業內專家經驗，居民光伏電量是否上網區別不大，初期接入需要安裝智能電表1只，接入成本不高，但這部分成本完全由電力公司承擔，無法實現轉移。

（2）工業用戶：對完全自發自用的工業用戶，不涉及電網改造，與普通居民用戶較為相似，但對光伏系統的運維，電力公司可與光伏項目開發單位協商，由開發單位負責日常運維。對自發自用余量上網的工業用戶，一旦大量出現此類用戶，供電公司就需要對電網進行改造，相關接入成本當然由電力公司承擔，但后期運維可由項目投資方或建設方負責，相應的成本也由其承擔，這樣可部分降低供電公司運維成本。

（3）大型光伏園區：大型光伏園區由于涉及大規模的分布式光伏發電項目建設，需要進行變電站和配電自動化設備改造等，這些成本均由電力公司承擔，但在運維方面，可與相關方協商，將園區內所有光伏系統由項目建設方負責運維，降低供電公司的日常運維成本。