“十四五”新能源发电发展的趋势、问题及建议

  发布时间: 2020年12月02日 10:07:55   作者: 广丰能源网

  今年是“十三五”及实现国家清洁能源消纳三年行动计划目标的收官之年。在即将到来的“十四五”时期,我国新能源发展内生动力强劲,并网规模有望翻番。随着新能源发电在全网总装机中的占比持续提高,同时考虑到全球新冠肺炎疫情对电力需求的影响,仍需多方合力、多措并举,推动高比例新能源融入电力系统,促进“十四五”新能源科学发展。

  “十四五”新能源发电发展趋势

  并网规模接近翻番,陆上风电和光伏发电进入平价上网时代

  “十二五”以来,我国新能源发电成本持续下降。2019年,我国陆上风电单位千瓦造价约为7500元,相较2010年下降了约17%,平均度电成本约为0.48元/千瓦时;在建海上风电项目单位千瓦造价约为陆上风电的两倍,度电成本为0.65~0.75元/千瓦时;光伏电站单位千瓦造价约为3800元,相较2010年下降了约90%,平均度电成本约为0.43元/千瓦时。

  对多家行业协会、研究机构、权威人士和项目业主开展的访谈调研结果表明,未来一段时期,光伏发电和海上风电的建设成本仍有一定下降空间,陆上风电建设成本下降空间相对较小。根据测算,2025年,各省份光伏发电度电成本基本在0.23~0.4元/千瓦时之间,除重庆和贵州之外,绝大部分省份可实现平价上网;陆上风电度电成本基本在0.24~0.4元/千瓦时之间,除重庆、天津、山西等省份之外,大部分省份陆上风电可实现平价上网;江苏、广东的海上风电接近平价上网。

  值得注意的是,平价上网不等于平价利用。平价上网的新能源传导至用户会额外增加一些利用成本,包括接入送出增加的输配电成本、系统消纳增加的平衡成本、保障系统安全增加的容量成本等。借鉴国际能源署(IEA)等机构对利用成本的量化研究结果进行分析,到2025年,我国有少数省份的陆上风电和光伏发电可以实现平价利用。

  近年来,在政府、发电企业、电网企业和用户的共同努力下,我国新能源发展取得巨大成就,对推动我国能源转型、践行应对气候变化承诺发挥了重要作用。截至2019年年底,我国风电累计装机2.1亿千瓦,光伏发电累计装机达2.04亿千瓦,装机占比达到20.6%。2019年,国家电网有限公司经营区新能源利用率达到96.8%,提前一年完成《清洁能源消纳行动计划(2018~2020年)》中确定的目标。

  综合分析国家能源转型要求、清洁能源消纳目标及新能源成本快速下降等因素,预计到2025年,我国风电和光伏发电装机规模将超过7.5亿千瓦,占全国电源总装机的比例超过26%。

  具体来看,随着“三北”地区消纳条件的进一步改善及非技术成本的下降,预计未来陆上集中式风电将呈现较快发展的态势。制约分散式风电发展的单位容量造价高、资源评估和分散运维难等问题也有望得到逐步解决。光伏发电项目仍会延续集中式和分布式相结合的开发方式。随着领跑者基地、部分外送通道配套电源、已核准存量电站项目和平价示范项目的陆续投产,集中式光伏电站占比可能提高,主要集中在华北和西北地区。

  未来新能源发展需关注的问题及建议

  从机理研究、标准强化、政策落实、规模管控等方面着手,推动新能源科学发展

  “十四五”期间,我国新能源装机和发电量占比仍将继续提高,对电力系统的影响将更为突出,需要重点关注高比例新能源并网带来的电力系统安全、新能源发电项目规模管控、新能源消纳等问题,从机理研究、标准强化、政策落实、规模管控、管理优化等各个方面着手,推动新能源科学发展。

  随着新能源发电机组大量替代常规机组,电网安全运行面临挑战。同时,电力系统中,电力电子化特征日益显著,给电网运行机理也带来深刻变化。近年来,国外发生的一些大停电事故与新能源发电大规模接入有关。

  一方面,新能源发电包含大量电力电子设备,其频率、电压耐受标准偏低。当系统发生事故,频率、电压发生较大变化时,新能源发电机组容易大规模脱网,引发连锁故障。另一方面,电力电子装置的快速响应特性,在传统同步电网以工频为基础的稳定问题之外,带来了宽频带(5~300赫兹)振荡的新稳定问题。

  针对此类问题,应完善新能源机组并网标准,提高新能源机组涉网性能要求,挖掘新能源场站自身动态有功、无功调节能力,要求新能源参与系统调频、调压,防范新能源机组大规模脱网引发的连锁故障。在新能源发电机组高比例接入与极端天气频发的背景下,电网企业需要提高灾害气象预警水平,结合电网运行特性,强化风险分析与预防。同时,有关部门和电网企业应加强新能源机组次同步谐波管理,深化机理研究,出台相关规定。

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