《電子技術應用》
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清華大學夏清:電網側儲能發展呼喚新型激勵型輸配電價機制

2018-11-18

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  如果現在電網公司不把儲能作為重點環節放進去,就建輸配電電網,最后輸配電成本還是由用戶來承擔的。只有讓儲能這樣一個技術被電網所擁抱、所能夠接受,我們中國乃至世界儲能才能獲得巨大的發展,因為儲能和電網結合起來的時候,它的價值才能爆發性的展現出來。

  為推動電網側儲能發展、探討儲能技術安全應用,11月15日,“首屆電網側規?;瘍δ茈娬緫门c技術論壇”在江蘇盛大開幕,本次論壇以“推動電網側儲能發展,探討儲能技術安全應用”為主題,由中國能源研究會儲能專委會、中關村儲能產業技術聯盟主辦,江蘇省電機工程學會協辦,國網江蘇省電力有限公司經濟技術研究院、中天科技集團承辦,此外本次論壇還得到了中國電力科學研究院南京分院、國網江蘇綜合能源服務有限公司、國網電動汽車服務江蘇有限公司的大力支持。論壇將持續兩天,北極星儲能網作為戰略合作媒體將對大會進行全程直播。

  清華大學電機系教授、中國能源研究會儲能專委會副主任委員夏清,在論壇上分享了題為《電網側儲能發展呼喚新型激勵型輸配電價機制》的報告。

  夏清:尊敬的史主席、尹總、劉司長,各位朋友們、女士們、先生們,我今天回到了家鄉,站在這個熱土上感到一種創新的脈動。我們江蘇率先開始了電網側儲能的大規模應用,我今天的演講題目就從這里開始,儲能開啟電網智能互動、經濟高效的新業態。

  首先匯報一下參加北美儲能大會的收獲。在這個屏幕中間,加州ISO提出了這樣的一句話:“儲能將成為電網資產,讓電網連接儲能裝置,提供基于成本管制新型輸電服務,并參與電網輔助服務市場”。

  這句話告訴我們這樣一個事實:現在加州的ISO已經將儲能作為電網運行的支撐。你們再看旁邊這幾張圖。這都是我們一路考察拍的現場圖,變電廠都裝了特斯拉的儲能裝置。這給了我們重要的啟發,美國加州將調峰、調頻設備都安裝在電網的變電站,而不是依賴遙遠地方的電廠解決當地的調峰問題。這就給了我們重要的啟示,儲能已經成為電網的重要環節。

  我想從以下幾個方面和大家進行交流,第一個它為什么開啟電網的新業態,儲能對于電網整個價值又是怎么樣的,儲能該怎么規劃,未來的儲能,電網是一個怎么樣的運行方式,更重要的是我們如何激勵電網側儲能發展,呼吁激勵型的輸配電價格機制。

  第一我們為什么開啟這個新業態呢?這是由于儲能技術的發展、成本不斷地下降、政策支持,促進容量不斷地提升。儲能的本質能夠改變我們電網什么呢?以往電力系統所有的規劃都是按照最大負荷設計的。有人說電力系統利用效率不高,但沒有辦法,要保證最大負荷電力供需平衡?,F在可以用儲能這種方式,電網規劃不需要按那種最高負荷設計,可以按照電量平衡的方式規劃我們的電網,整個電網資產利用率將大幅度提高,這將事電網的一場革命。

  從電網系統內部來看,儲能可以改變我們潮流的分布,可以提供我們虛擬慣量,可以提供低頻振蕩的阻尼,可以延緩輸配電投資,提高斷面傳輸容量,避免滿足電網N-1冗余建設,還可以參與緊急控制、黑啟動,儲能開啟了電網的新業態。

  儲能有價值,但如何評估?說句實話我不是搞儲能的,但是我總覺得儲能的價值沒有被我們真實的評估。下面我們看看儲能對我們電網到底是怎樣的價值。比如說我們這條線路,大家看到電力潮流超出了線路容量,就超一點點,對不起,電力系統也要另外一條線路滿足它,因為我不能停電。那個紅色的線就是新加的。如果有儲能?這樣就可以省去一條線路,這樣就可以延緩輸配電設備投資或有效容量投資,這就是儲能創造的價值。

  我們學電力系統的人都知道,屏幕上電網的三根線路運行能滿載嗎?不能!要防止任何線路故障后引起其他線路過載,必須再加第四條線路?,F在土地資源特別稀缺,多建一條線路,絕非易事!如果我們有了儲能,不要再建設一根線路了,我們可以利用充電放電解決其他線路不過載的問題。當然儲能是分布在各個變電站上,保證千家萬戶不停電??績δ芙鉀Q電網輸電可靠性的難題,可以節約昂貴的線路投資。現在我們能不能改變一下思路。我們電網還有線路熱穩極限與端面穩定極限不一致問題。線路發生接地故障以后,儲能就可以快速充放電,吸收轉子加速能量,提高暫態穩定性,進而提高斷面傳輸容量。以上的事實都說明了儲能在電網中產生巨大的容量效益,這就是儲能的魅力所在!

  更重要的是儲能可參與緊急控制,用儲能放電提供頻率支撐。我們需要及時頻率響應,需要在各個變電站里面裝上儲能的裝置,支撐電網功率平衡,支撐頻率平衡。電網有了儲能以后,業態和運行方式都發生了重大變化。更重要的是儲能消納新能源發電的價值評估,正是因為新能源發電的波動性才需要儲能。但如何儲能,存在著效率的問題。上面這張圖上有兩種方式,其一是很多用戶都裝了儲能;其二是在一個配電變電站裝儲能。前者的儲能投資較大,而后者可以發揮發揮規模效益?,F在是時候將儲能作為輸配電重要的組成部分了。

  現在的電網電力電子化使得電力系統慣量減少了,而儲能可以提供這些慣性的,還需要其他的嗎?儲能就是一種選擇。當然這些儲能的價值,今天我拋磚引玉,我沒有去研究它對整個系統的影響是什么?儲能在我們行業能不能形成新的業態,取決于我們是否研究,今天我呼喚著學術界開展這方面的研究。更重要的是現在城市里面有很多的紅區。什么叫紅區?用電高峰期間,一個變電站過容量不夠了!還需要再建一個變壓器嗎?不需要,這個時候就裝一個儲能,馬上就解決,甚至是移動式的都可以,消除配電網局部時段性的缺電,為我們提供了新的手段。

  儲能有價值,我們到底什么地方裝儲能呢?現在研究的比較少,我給大家提出了一個新的全成本概念。比如說我隨便拿一條線路出來,將其時序潮流轉成持續曲線。對應的每一段輸電容量,在每一段里面分攤它的固定成本。儲能的價值就在于替代高峰時段每度電固定成本過高的電能,這就是我們儲能的價值,我們要把它挖掘出來,過去我們沒有這么去認識。儲能就是把尖峰都去掉。更重要的是我們不但要看到空間上成本的差異性,更要看到時間上差異性。這張圖可以恢復了,每一個時段固定成本是不一樣的。誰產生的成本,誰承擔。如果這個高峰負荷的成本由大家平均來擔的話,將導致資源優化配置的錯配。我們還要考慮距離?,F在給大家展示一下電網固定成本的追蹤,各線路的成本連接起來就形成了大電網成本鏈,有了這個成本鏈,有空間的分攤,就可以決策在哪個地方建我們的儲能是最合適的,當然那個地方要有地、有空間。

  儲能使電網智能柔性。調頻、調峰都有了,不要依賴于電廠了,電廠就是發能量。儲能使得電網經濟高效,延緩輸設備投資、避免火電機組頻繁啟停,減少常規機組預留備用,消納新能源更加高效。好的價值要想發揮必須依靠制度,需要體制機制的保障。激勵電網側儲能發展呼喚開放型的輸配電價格機制?,F在我們電網整個成本是管制的,與輸變電設備無關的一律不能進入成本。這樣的機制會帶來什么問題?將激勵建輸配電電網,最后輸配電成本還是由用戶來承擔,電網要靠輸配電成本形成合理回報,用戶側裝儲能形成輸配電容量價值得不到承認,最終將阻礙儲能產業的發展!只有讓儲能這樣一個技術被電網所擁抱,中國乃至世界儲能才能高速的發展。因為只有儲能和電網結合起來的時候,它的價值才能爆發性的展現出來。反過來,如果儲能只能到電網外面去干,不產生系統效益,電網公司說跟我沒關系,我不感興趣,這將抑制儲能產業的發展。激勵電網側儲能發展呼喚激勵型的輸配電價格機制。當電網公司應用儲能產生了輸配電成本節約的效益時,應讓電網公司分享這些效益,只有這樣整個輸配電機制,才能激勵電網公司理性投資,讓儲能使電網變得經濟高效,才能降低輸配電價格,最終產生重大的社會福利,推動電力資源的優化配置。

  這就是我給大家分享的所有內容。我的結論是:儲能使電網由電力平衡走向電量平衡,賦予了我們電網智能柔性的能力,更獲得了經濟高效的效率,儲能開啟了我們電網的新業態!讓我們共同投身于電網這個偉大的變革時代!謝謝大家!


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