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北京大學(xué)能源研究院氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目北京大學(xué)能源研究院氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目北京大學(xué)能源研究院INSTITUTEOFENERGY2023年12月北京大學(xué)能源研究院INSTITUTEOFENERGY北京大學(xué)能源研究院是北京大學(xué)下屬獨(dú)立科研實(shí)體機(jī)構(gòu)。研究院以國家能源發(fā)展戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向,立足能源領(lǐng)域全局及國際前沿,利用北京大學(xué)學(xué)科門類齊全的優(yōu)勢,聚焦制約我國能源行業(yè)發(fā)展的重大戰(zhàn)略和科技問題,按照“需求導(dǎo)向、學(xué)科引領(lǐng)、軟硬結(jié)合、交叉創(chuàng)新、突出重點(diǎn)、形成特色”的宗旨,推動能源科技進(jìn)展,促進(jìn)能源清潔轉(zhuǎn)型,開展專業(yè)及公眾教育,致力于打造國際水平的能源智庫和能源科技研發(fā)北京大學(xué)能源研究院于2021年3月啟動了氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目,旨在助力中國應(yīng)對氣候變化和推動能源轉(zhuǎn)型,實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰和2060年前碳中和的目標(biāo)。該項(xiàng)目通過科學(xué)研究,設(shè)立有雄心的目標(biāo),制定清晰的路線圖和有效中國能建湖南院創(chuàng)建于1958年,為中國能源建設(shè)集團(tuán)(世界500強(qiáng))在湘辦事處單位。擁有電力、化工石化醫(yī)藥雙行業(yè)甲級、工程勘察、咨詢等專項(xiàng)甲級資質(zhì),業(yè)務(wù)涵蓋能源電力規(guī)劃、低碳節(jié)能咨詢、超特高壓電網(wǎng)、核電、大型火電、新能源、儲能、綜合能源、化工、醫(yī)藥、市政、建筑、環(huán)保等湖南省能源碳中和發(fā)展研究中心由省發(fā)改委批準(zhǔn),依托湖南院專業(yè)技術(shù)力量牽頭組建,提供從雙碳方案頂層設(shè)計(jì)到典型項(xiàng)目實(shí)施的一攬子服務(wù),致力于打造國內(nèi)領(lǐng)先的“雙碳”智在此鄭重感謝ClimateImperativeFoundation對于報告報告內(nèi)容為課題組獨(dú)立觀點(diǎn),不代表其他方的任何觀點(diǎn)或《雙碳背景下湖南省電力系統(tǒng)靈活能力優(yōu)化分析研究》《福建省雙碳目標(biāo)與行動路線圖研究報告》《中國散煤綜合治理研究報告2023》《山東省中小燃煤電廠低碳高質(zhì)量發(fā)展路徑分析》《走向公正轉(zhuǎn)型的未來:中國綠色轉(zhuǎn)型對就業(yè)的影響》《湖南省電力行業(yè)碳達(dá)峰時間與路徑研究》《中國典型五省煤電發(fā)展現(xiàn)狀與轉(zhuǎn)型優(yōu)化潛力研究》《中國石化行業(yè)碳達(dá)峰碳減排路徑研究報告》《中國塑料行業(yè)綠色低碳發(fā)展研究報告》《中國散煤綜合治理研究報告2022》《新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵與展望》《中國典型省份煤電轉(zhuǎn)型優(yōu)化潛力研究》《電力部門碳排放達(dá)峰路徑與政策》《中國散煤綜合治理研究報告2021》《“十四五”推動能源轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰》i 1 1 3 5 8 9 20 20 22 22 23 24 25 25 28 29 39 40 40 43 44 54 55 56 56 57 59 60在雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)背景下,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),提升系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力,成為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的必然舉措。湖南電網(wǎng)為全國峰谷差率最高的省份之一,電力調(diào)峰能力存在較大缺口,新能源消納壓力較大,本課題結(jié)合湖南省實(shí)際情況,在保障能源安全的基礎(chǔ)上,合理規(guī)劃布局全省調(diào)峰資源,綜合考慮各調(diào)峰資源的調(diào)節(jié)性能、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境屬性等對調(diào)節(jié)能力展開優(yōu)化分析。課題研究對湖南省構(gòu)建新型電力系統(tǒng)具本研究報告以湖南省現(xiàn)有調(diào)峰電源、資源儲備、調(diào)峰性能等分析為基礎(chǔ),對全省電力需求缺口、年調(diào)峰及典型日調(diào)峰缺口進(jìn)行平衡測算,全面理清了全省調(diào)峰能力和調(diào)峰需求缺口等底數(shù)。合理設(shè)置多個場景,以全社會成本最優(yōu)為目標(biāo)函數(shù),科學(xué)分析不同調(diào)節(jié)性電源配置組合下的調(diào)峰性能和經(jīng)濟(jì)性,通過日調(diào)峰缺口和棄電率計(jì)算對優(yōu)化結(jié)果合理性進(jìn)行驗(yàn)證,積極尋找各水平年下符合湖南省情的調(diào)節(jié)能力配置方案,并對需求側(cè)響應(yīng)和外調(diào)電力的調(diào)峰經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了補(bǔ)充分析。最后根據(jù)計(jì)算和優(yōu)化結(jié)果,給出湖南省電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)優(yōu)化建設(shè)的相關(guān)政策建議,推動具有湖南特色的新型電力系統(tǒng)構(gòu)建,助力全iiiClimateChangeandEnergyTransitionProgram截至2022年底,湖南電網(wǎng)電源裝機(jī)為5841萬千瓦,其中火電2522萬千瓦(含生物質(zhì)126萬千瓦),占比43.2%;水電1721萬千瓦(含抽水蓄能電站120萬千瓦),占比29.5%;風(fēng)電900萬千瓦,占比15.4%;太陽能636萬千瓦,占比10.9%;儲能湖南省電力系統(tǒng)是華中電力系統(tǒng)的重要組成部分,處于華中電網(wǎng)乃至國家電網(wǎng)的最南端,目前全網(wǎng)分為14個供電區(qū)。湖南電網(wǎng)經(jīng)三條500kV聯(lián)絡(luò)線(葛換~崗市、孱陵~澧州雙回)與華中湖北電網(wǎng)聯(lián)系;2017年6月祁韶特高壓直流投運(yùn),通過±800kV祁韶直流實(shí)現(xiàn)甘肅向湖南長距離送電;2021年12月,瀟湘1000kV特高壓變電站投產(chǎn);2022年10月荊門-長沙1000千伏特高壓交流工程投產(chǎn),湖南電網(wǎng)通過1000kV特高壓交流線路與江西、湖北電網(wǎng)形成聯(lián)絡(luò)。省內(nèi)湘東基本建成500kV雙環(huán)網(wǎng),形成“西電東送、南北互供”的500kV骨干網(wǎng)架。2022年湖南電網(wǎng)全社會用電量為2236億千瓦時,全社會最高負(fù)荷為4650萬千氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目衡陽、郴州、永州等地區(qū)。目前,湖南省已經(jīng)形成了湘東(長株潭)、湘南(衡郴永)兩湖南省電源主要集中在西部地區(qū)(懷吉、常益長和婁邵等地),目前該區(qū)域電源裝機(jī)南部負(fù)荷中心(湘東、湘南)用電負(fù)荷約占全省的56%,而電源裝機(jī)僅占全省的43%,其中大型電源占比僅為32%。因此,湖南電網(wǎng)形成了“西電東送”的格局,大量電力需2017年祁韶直流投運(yùn)后(設(shè)計(jì)單極400萬千瓦、雙極800萬千瓦),其系統(tǒng)位置處于湖南兩大負(fù)荷中心的中間,增強(qiáng)了對兩大受端電網(wǎng)的支撐。但基于現(xiàn)有的電源與負(fù)調(diào)節(jié)能力不強(qiáng),且水資源已開發(fā)殆盡;抽水蓄能站點(diǎn)資源豐富,但短期內(nèi)難以形成電力超15年以上的30萬千瓦機(jī)組多,導(dǎo)致湖南跨時段、跨季節(jié)調(diào)配能力不足,持續(xù)頂峰運(yùn)新能源送出消納形勢嚴(yán)峻。湖南三產(chǎn)與城鄉(xiāng)居民生活用電占比高(48.6%),其中居民生活用電高于全國15個百分點(diǎn)。湖南省負(fù)荷峰谷差率已接近60%,位于國網(wǎng)首位;省內(nèi)電源調(diào)峰能力不足,豐水期受負(fù)荷較低和風(fēng)雨同期的影響,常規(guī)水電汛期整體調(diào)節(jié)能力不強(qiáng),火電深度調(diào)峰成本高,總調(diào)峰能力不足。常規(guī)水電占比高(28.6%新能源快速發(fā)展,預(yù)計(jì)到2025年新能源總規(guī)模將達(dá)到3200萬千瓦(現(xiàn)狀1536萬千瓦)。隨著未來省內(nèi)新能源的比重不斷增高,疊加電網(wǎng)局部區(qū)域送出受限,新能源送出消納形主網(wǎng)架對新能源發(fā)展和負(fù)荷的適應(yīng)性不足。隨著全省用電需求增長、新能源等電源發(fā)展,全省500kV主網(wǎng)架仍存在薄弱環(huán)節(jié)。一是局部地區(qū)變電容量不夠。當(dāng)前500kV變電站僅有30座,高峰負(fù)荷期間湘東地區(qū)的艾家沖、星城變電站,湘南地區(qū)的船山變電站,湘中地區(qū)的長陽鋪?zhàn)冸娬揪剌d運(yùn)行。二是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱。“十四五”以來,湖南南部新能源發(fā)展迅猛,豐水期湖南500kV南北斷面通道以及湘南部分500kV主變?nèi)萘咳√歼_(dá)峰壓力顯著,對調(diào)節(jié)性電源的剛性需求大。目前全省調(diào)節(jié)性電源偏少,受抽水蓄能建設(shè)周期較長的影響,2030年前抽水蓄能裝機(jī)容量較難激增,2030年后抽水蓄能才會大規(guī)模發(fā)展。在此背景下,亟需增加調(diào)節(jié)性電源以保證新能源的消納,同時,2ClimateChangeandEnergyTransitionProgram截至2022年底,湖南省在運(yùn)統(tǒng)調(diào)大型煤電廠共15座,機(jī)組41臺,總裝機(jī)2146.5電廠2臺30萬千瓦機(jī)組、郴州鯉魚江A廠2臺30萬千瓦機(jī)組迎峰度夏度冬時可靈活從調(diào)節(jié)能力來看,湖南現(xiàn)役大型煤電機(jī)組調(diào)節(jié)能力略有差異,新建機(jī)組最小技術(shù)出力可達(dá)30%左右,部分在役機(jī)組最小技術(shù)出力在30%~40%之間。目前全國現(xiàn)有熱電機(jī)組經(jīng)過改造后的最小技術(shù)出力可達(dá)到40%~50%額定容量,純凝機(jī)組的最小技術(shù)出力可達(dá)到30%~35%額定容量,部分具備改造條件的電廠預(yù)期達(dá)到國際先進(jìn)水平,機(jī)組不投油穩(wěn)燃純凝工況最小技術(shù)出力為20%~25%額定容量??紤]湖南省煤電機(jī)組改造的實(shí)際情況,本報告后續(xù)煤電調(diào)峰能力按額定容量的30%考慮。氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目3“十四五”期間,湖南省已核準(zhǔn)在建電源有:平江電廠(2×100萬千瓦,已投)、華容電廠(2×100萬千瓦)、株洲電廠退城進(jìn)郊(2×100萬千瓦)、石門三期(2×66萬千瓦)、益陽電廠三期(2×100萬千瓦)。同時于2022年底實(shí)現(xiàn)鯉魚江電廠靈活供電湖南。預(yù)計(jì)到2025年底,省內(nèi)在運(yùn)煤電裝機(jī)約302021年2×1001×1001×1002025年2023年2024年2022年2×1002×1001×1001×1002×662×30332300200200160按照國家能源局印發(fā)《關(guān)于下達(dá)2022-2025年煤電行業(yè)先立后改淘汰落后產(chǎn)能目標(biāo)任務(wù)(第一批)的通知》(國能發(fā)電力〔2022〕85號),“十四五”期間湖南淘汰煤電落后產(chǎn)能分別為耒陽一期(2×21萬千瓦)、華岳一期(2×36.25萬千瓦)和株洲老廠(2×30萬千瓦總計(jì)裝機(jī)174.5萬千瓦?!笆逦濉逼陂g暫無退役煤電,4ClimateChangeandEnergyTransitionProgram合計(jì)240.5湖南作為少煤無油無氣的省份,天然氣資源全部依賴外省調(diào)入?!笆濉逼陂g,天然氣供應(yīng)能力大幅提升。天然氣供應(yīng)方式為“管道氣+LNG”,管道氣消費(fèi)占總量的85%左右,LNG消費(fèi)占總量的15%左右。其中,湖南省管道氣供應(yīng)來源于“一干兩支三省際”(一干為新粵浙管道,兩支為忠武線-潛石首-華容管道、酉陽-龍山管道、來鳳-龍山管道如圖1.2所示,LNG供應(yīng)氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目5湖南省目前暫無在運(yùn)的氣電機(jī)組,全省規(guī)劃和在建氣電項(xiàng)目主要有三個,分別為湘陰氣電、永州氣電和衡東氣電,其預(yù)計(jì)裝機(jī)容量分別為2×49萬千瓦、2×50萬千瓦和2×49萬千瓦。三個項(xiàng)目均受國際天然氣供應(yīng)形勢及天然氣價格過高的影響,建設(shè)進(jìn)展緩慢。結(jié)合湖南天然氣資源稟賦、管網(wǎng)建設(shè)、國內(nèi)外天然氣供需形勢以及湖南天然氣發(fā)電項(xiàng)目前期工作進(jìn)展情況,預(yù)計(jì)全省未來天然氣調(diào)峰電源裝機(jī)為296萬千瓦。6ClimateChangeandEnergyTransitionProgram基于湖南省天然氣資源稟賦可初步判斷,湖南省天然氣資源不足以支撐大規(guī)模發(fā)展氣電,且目前天然氣發(fā)電政策暫未明確,利用小時和氣源氣價無法保障,省內(nèi)繼續(xù)布局大規(guī)模氣電的投資不確定性大,因此本報告除已核準(zhǔn)的三個氣電項(xiàng)目外暫不考慮其他氣氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目7截至2022年底,湖南省已并網(wǎng)水電4300余座,總裝機(jī)1601萬千瓦,達(dá)到技術(shù)可發(fā)量的95%以上。其中,大型水電(25萬千瓦以上為大型水電)裝機(jī)819萬千瓦,占比51.2%;小型水電裝機(jī)782萬千瓦,占比48.8%。湖南水電裝機(jī)以徑流式為主,調(diào)節(jié)能力較差。如圖1.4所示。大型和經(jīng)濟(jì)性較好的中小型水電資源已基本開發(fā)殆盡,剩余8ClimateChangeandEnergyTransitionProgram現(xiàn)階段,湖南省常規(guī)水電調(diào)峰能力較低,豐水期(4~9月)由于負(fù)荷不高,常規(guī)水電不參與調(diào)峰;枯水期(10~3月)由于水資源相對較少,目前可調(diào)峰能力僅能達(dá)到裝機(jī)充分發(fā)揮水電與新能源的互補(bǔ)特性,盤活常規(guī)水電調(diào)峰資源,推動重點(diǎn)流域梯級水電與“十四五”期間除已明確鳳灘、柘溪增容(8.5萬千表1.3:湖南2020~2025年大型水電投產(chǎn)項(xiàng)目情況合計(jì)8.550202220232×258.5瓦。自投產(chǎn)以來,電站以“兩發(fā)一抽”運(yùn)行模式(即白高峰、晚高峰發(fā)電放水,后夜低谷抽水用電),在保障電力供應(yīng)和電網(wǎng)安全、促進(jìn)清潔能源消納、推進(jìn)碳減排、推動地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展等方面均發(fā)揮了重要的作用?!笆濉逼陂g,電站平均每年發(fā)電量14.5億千瓦時、抽水電量17.5億千瓦時,年均綜合轉(zhuǎn)換效率82.9%、啟停次數(shù)2585次、綜合利用小時數(shù)2666小時,緊急啟動157臺次。氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目9湖南省抽水蓄能資源豐富,項(xiàng)目儲備超過3600萬千瓦,“十四五”重點(diǎn)實(shí)施13按照NB/T35009-2013《抽水蓄能電站選點(diǎn)規(guī)劃編制規(guī)范》的要求,對湖南全省具備抽水蓄能電站建設(shè)條件的區(qū)域進(jìn)行了全面細(xì)致的查勘。按抽水蓄能電站的建設(shè)地形地貌、成庫條件、水源條件、水頭、距高比、裝機(jī)規(guī)模等各方面的基本要求,普查出全省范圍內(nèi)可規(guī)劃30萬千瓦以上抽水蓄能的資源點(diǎn)共388個。10ClimateChangeandEnergyTransitionProgram湖南省抽水蓄能資源點(diǎn)主要集中在湘南丘山區(qū)(以羅霄山脈為中心)、湘西山區(qū)(以雪峰山為中心)、湘西北原山地區(qū)(以武陵山為中心)。湘東北洞庭湖區(qū)地勢低平,地形其中平江(4×35萬千瓦)、安化(240萬千瓦)、桃源(120萬根據(jù)《湖南省“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃》,結(jié)合目前平江抽水蓄能建設(shè)進(jìn)展,預(yù)計(jì)),抽水蓄能電站(包括安化(8×30萬千瓦)、炎陵羅萍江(4×30萬千瓦)、攸縣廣寒坪(6×30萬千瓦)、桃源木旺溪(4×30萬千瓦)和汨羅玉池(4×30萬千瓦建設(shè)進(jìn)展,2030年能投產(chǎn)的最大裝機(jī)容量約為500萬千瓦,主要包括黑麋峰、平江、安化三氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目新型儲能物理儲能化學(xué)儲能鉛酸電池超導(dǎo)儲能壓縮空氣鋰離子電池新型儲能物理儲能化學(xué)儲能鉛酸電池超導(dǎo)儲能壓縮空氣鋰離子電池最大調(diào)峰能力為240萬千瓦,“十四五”末期將達(dá)到310萬千瓦左右,“十五五”期間將增加至1000萬千瓦左右,“十六五”調(diào)峰能力將根據(jù)實(shí)際保供和調(diào)峰需求進(jìn)一步新型儲能包括物理儲能、電氣儲能、電化學(xué)儲能及氫儲能等多種技術(shù)路線,其中研傳統(tǒng)儲能抽水蓄能氫儲能超級電容鈉硫電池液流電池本報告結(jié)合湖南省實(shí)際,擬以新型儲能中的電化學(xué)儲能和壓縮空氣儲能為重點(diǎn)展開12ClimateChangeandEnergyTransitionProgram2021年,湖南省電化學(xué)儲能裝機(jī)12.9萬千瓦,2022年底,快速增長至62.7萬千瓦。截至2023年6月底,全省電化學(xué)儲能的裝機(jī)規(guī)模達(dá)到263萬千瓦,已超額完成“十四五”建成電化學(xué)儲能裝機(jī)200萬千瓦的規(guī)劃目標(biāo)。“十五五”和“十六五”期間將根據(jù)新能源的建設(shè)和消納情況、抽水蓄能的建成投產(chǎn)情況、能源供需安全和經(jīng)濟(jì)性等氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目13湖南省現(xiàn)暫無已建成的壓縮空氣儲能電站。但全省壓縮空氣儲能站址較豐富,建設(shè)條件較好,適宜大規(guī)模開發(fā)。在現(xiàn)有技術(shù)下,壓縮空氣儲能地下儲氣庫形式主要分為天然鹽穴和人工硐室。經(jīng)全面摸排,湖南省鹽穴類站址有限,但適宜建設(shè)30萬千瓦級壓縮空氣儲能的人工硐室站址較豐富,主要分布在中東部和南部硬質(zhì)巖石區(qū)域,并與湘東湘南兩大電力負(fù)荷中心、湘南大型風(fēng)電光伏基地等儲能需求旺盛的區(qū)域布局匹配度高,適合30萬千瓦及以上的大規(guī)模壓縮空氣儲能電站開發(fā)。湖南省正全面布局和積極啟動壓縮4衡陽珠暉茶山坳鎮(zhèn)雁城10名稱入點(diǎn)距離km14ClimateChangeandEnergyTransitionProgram湖南電網(wǎng)位于華中電網(wǎng)的南部,與湖北電網(wǎng)之間有三回500kV線路聯(lián)系,位于±800kV祁韶直流線路的受端,接入來自西北地區(qū)輸送的綠色電力。雅中直流送往江西經(jīng)南昌~長沙特高壓交流通道已經(jīng)投產(chǎn),輸送容量400萬千瓦。此外,湖南正在積極推動±800kV寧夏至湖南特高壓直流工程,爭取于2024年底建成投產(chǎn),并達(dá)到400萬千瓦的送電能力。根據(jù)《湖南省電力發(fā)展“十四五”規(guī)劃》相關(guān)研究結(jié)論,并結(jié)合相關(guān)特高壓工程實(shí)際進(jìn)展情況,2025年、2030年湖南電網(wǎng)區(qū)外來電均達(dá)到2176萬千瓦。綜合考慮湖南省負(fù)荷發(fā)展情況和區(qū)外來電前期工作202120222023202520302035500kV/1000kV交流17637637657657657650080080080080080080080080080067611761176217621762976注:1000kV交流特高壓包含雅中直流分電。16ClimateChangeandEnergyTransitionProgram考慮祁韶直流送端出力能力及湖南負(fù)荷曲線特性,祁韶直流逐月24小時送電曲線預(yù)測如圖1.13所示。2025年,祁韶直流3-6月日最大電力為160萬千瓦,最小電力為80萬千瓦;1月、7月、8月、12月最大電力為800萬千瓦、最小電力為400萬千瓦(考慮50%調(diào)峰能力),持續(xù)時間存在一定差異。年利用小時數(shù)約4500小時。根據(jù)雅中直流可研報告結(jié)論,雅中直流為水電直流,基于輸電電量平衡,并根據(jù)豐枯水季,預(yù)測送電曲線如圖1.14所示。2025年,雅中直流7、8月日最大電力為400萬千瓦,最小為80萬千瓦;6、9、10月日最大電力330萬千瓦,最小電力分別為50萬千瓦、150萬千瓦、80萬千瓦;1-2月、12月日最大電力200萬千瓦,最小電力80萬千瓦;3-4月日最大電力160萬千瓦,最小電力80萬千瓦;5、11月日最大電力240萬千瓦,最小電力分別為80萬千瓦、50萬千瓦。年利用小時數(shù)約4000小時。氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目17參考鄂湘斷面3回500kV線路近5年出力8760數(shù)據(jù),預(yù)測鄂湘聯(lián)絡(luò)線送電潮流在7月-9月輸送潮流最大,基本達(dá)到最大輸送能力,支撐湖南迎峰度夏高峰負(fù)荷保供需18ClimateChangeandEnergyTransitionProgram2021年,湖南省全社會最大負(fù)荷為4150萬千瓦,2022年,湖南省全社會最大負(fù)荷為4650萬千瓦,同比增長12.0%。根據(jù)湖南省“十四五”規(guī)劃估測,2025年湖南省全社會用電量為2840億千瓦時,全社會最大負(fù)荷5800萬千瓦。按5%最大用電負(fù)荷為需求側(cè)響應(yīng)能力測算,全省“十四五”需求側(cè)響應(yīng)調(diào)峰資源需達(dá)290萬千瓦。通過完善需求側(cè)管理和響應(yīng)體系,加大源網(wǎng)荷儲一體化建設(shè)力度,加強(qiáng)支撐性電源和負(fù)荷側(cè)的管理,提高電源跟蹤負(fù)荷能力,提升配電網(wǎng)調(diào)節(jié)韌性,將能實(shí)現(xiàn)快速靈活的需求側(cè)響應(yīng)。同時,通過提升用電企業(yè)和終端用戶的需求側(cè)響應(yīng)積極性,積極探索需求側(cè)響應(yīng)參與電力市場的形式等,需求側(cè)負(fù)荷將可在調(diào)氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目19結(jié)合第一章湖南省的調(diào)峰資源稟賦分析,本研究僅考慮煤電、氣電、抽水蓄能、外調(diào)電、新型儲能和需求側(cè)響應(yīng)等調(diào)節(jié)性資源的調(diào)峰性能。各調(diào)峰資源的調(diào)峰能力是包括火電機(jī)組調(diào)峰影響因素有鍋爐燃燒穩(wěn)定性、水動力工況安全性、鍋爐輔助機(jī)設(shè)備參數(shù)、運(yùn)行人員水平和新型改造技術(shù)等?;痣婌`活性改造的內(nèi)容主要有三項(xiàng):深度調(diào)峰能力達(dá)到20%~40%,快速爬坡能力2%/min~5%/min,快速啟停時間2h~4h。通過調(diào)研全省煤電機(jī)組的最小穩(wěn)燃負(fù)荷得知,目前全省所有燃煤機(jī)組的最小技術(shù)出力均值為30%左右,火電在深度調(diào)峰時,通常的做法有三種:20ClimateChangeandEnergyTransitionProgram一是調(diào)節(jié)給煤量,即變負(fù)荷調(diào)峰,在負(fù)荷低谷階段通過降低機(jī)組出力以滿足系統(tǒng)調(diào)峰需要的運(yùn)行方式。這種方式是目前最常用的方式,較為容易實(shí)現(xiàn),機(jī)組壽命損耗小,安全性和機(jī)動性好。該方式的劣勢在于,在負(fù)荷率降低時煤耗也隨之增加,發(fā)電成本增加。在變負(fù)荷的同時,需要增加輔助設(shè)施,包括:需要備用燃油系統(tǒng),為保證爐膛不滅火,隨時準(zhǔn)備投油助燃。需要增加控制省煤器入口水量,在給煤量減少的情況下,打開系統(tǒng)內(nèi)的再循環(huán)旁路,從大的給水管道引出一條支路回水管道,減少省煤器入口流量,保證給水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。需要增加切換輔汽汽源,當(dāng)機(jī)組負(fù)荷下降后,原來的輔汽壓力會隨著主蒸汽壓力的減少而降低,為了使輔汽壓力滿足電廠其他系統(tǒng)需求,根據(jù)機(jī)組該方式的優(yōu)點(diǎn)為夜間停機(jī)后維護(hù)簡單,機(jī)組可調(diào)出力大,但由于啟停頻繁,操作復(fù)雜,三是停機(jī)調(diào)峰。通常在國慶、春節(jié)等長假期間,系統(tǒng)負(fù)荷較同期正常工作日下降較多,此時除需盡量安排機(jī)組正常檢修外,還需安排大量煤電機(jī)組停機(jī)以適應(yīng)系統(tǒng)長周期低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。停機(jī)調(diào)峰與啟停調(diào)峰類似,停機(jī)調(diào)峰對機(jī)組的影響主要為壽命損耗和目前,國內(nèi)靈活性改造后的煤電機(jī)組平均最低出力為30%額定機(jī)組容量),燃?xì)鈾C(jī)組的低負(fù)荷運(yùn)行深度調(diào)峰是指機(jī)組能長時間在低負(fù)荷運(yùn)行,在電網(wǎng)需要迅速調(diào)峰和調(diào)頻時,燃?xì)鈾C(jī)組能迅速響應(yīng)一次調(diào)頻和自動發(fā)電控制(AGC)負(fù)荷,從而保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。燃?xì)鈾C(jī)組具備啟停方便、響應(yīng)速度快的特點(diǎn),調(diào)峰能力和跟蹤負(fù)荷的3.機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性,旁路全關(guān)時的負(fù)荷工況點(diǎn)。根據(jù)燃?xì)鈾C(jī)組的燃燒特性,負(fù)荷越低,燃燒效率越低,經(jīng)濟(jì)性越差。盡管機(jī)組容量越大,機(jī)組效率越高,但當(dāng)燃?xì)鈿夂蜃兓c能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目同時,氣電的調(diào)峰性能與不同制造商提供的主機(jī)有關(guān)系。不同制造商生產(chǎn)的主機(jī)在冷態(tài)、溫態(tài)和熱態(tài)啟動的時長不同,如GE公司、SIEMENS和MHI公司的主機(jī)在溫態(tài)啟動的時間分別為110min、120min和110min。目前國內(nèi)燃?xì)鈾C(jī)組的出力范圍通常在20%~100%,爬坡速度為8~10(Pn受天然氣價格、氣源供應(yīng)穩(wěn)定性以及天然氣發(fā)電利用小時數(shù)等影響,燃?xì)鈾C(jī)組的發(fā)抽水蓄能電站是一種電能轉(zhuǎn)換和儲備裝置,在轉(zhuǎn)換過程中會有電能損失,目前抽水蓄能電站的綜合效率約75%,其工作原理是利用電力負(fù)荷低谷時的電能抽水至上水庫,抽水蓄能可將電網(wǎng)負(fù)荷低時的多余電能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時期的高價值電能。在電力系統(tǒng)中具有削峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、儲能、系統(tǒng)備用、黑啟動等“六大功能”,且宜為通常,抽水蓄能的出力范圍為-100%~+100%,爬坡速度為10~50%(Pn/min啟停時間僅需要15min??缡】鐓^(qū)輸電通道受建設(shè)進(jìn)度與電源結(jié)構(gòu)制約,晚高峰頂峰能力不足。根據(jù)外電的電力組成,設(shè)定祁韶直流、鄂湘聯(lián)絡(luò)線、雅江直流和寧湘直流的調(diào)峰系數(shù),考慮7%的輸電網(wǎng)損,預(yù)計(jì)2025年湖南省豐水期和枯水期外電的調(diào)峰能力分別為644萬千瓦和499萬千瓦,在僅考慮已核準(zhǔn)和在建調(diào)節(jié)性電源的基準(zhǔn)場景下,雅江直流的輸入電力將有所提升。2030年豐水期和枯水期外電的調(diào)峰能力分別增加至867萬千瓦和723萬千瓦;2035年豐水期和枯水期外電的調(diào)峰能力與2030年保持一致。外電調(diào)峰不需要考慮調(diào)峰所帶來的通道壽命和調(diào)峰費(fèi)用問題。調(diào)峰性能與外電通道22ClimateChangeandEnergyTransitionProgram的電力組成有關(guān),不同的外電通道電力組成不同,調(diào)峰性能也不同:火電占比較多的外電通道調(diào)峰響應(yīng)速度快,水電占比較多的通道可調(diào)峰能力受季節(jié)影響較大,豐水期調(diào)峰在傳統(tǒng)發(fā)電領(lǐng)域,儲能主要起到輔助動態(tài)運(yùn)行、取代或延緩新建機(jī)組的作用;在可再生能源發(fā)電領(lǐng)域,儲能主要起到削峰填谷和跟蹤計(jì)劃出力的作用;在輔助服務(wù)領(lǐng)域,儲能主要起到調(diào)頻、調(diào)峰和備用容量的作用;在分布式能源與微網(wǎng)領(lǐng)域,儲能主要起到1.具有快速響應(yīng)的特點(diǎn),能夠迅速實(shí)現(xiàn)充放電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換,爬坡速度為100%(Pn/200ms),響應(yīng)時間僅需毫秒級;3.具有有功/無功正負(fù)雙向連續(xù)調(diào)節(jié)的特點(diǎn);4.在額定功率范圍內(nèi),具有無調(diào)節(jié)深度限制的特性,出力范圍為-100%~+100%,因此,光伏和風(fēng)電的間歇性可以通過電化學(xué)儲能系統(tǒng)在一定程度上進(jìn)行優(yōu)化,減少新能源的隨機(jī)性。但電化學(xué)儲能的單體項(xiàng)目容量小,充放電時長有限,全壽命周期短,除電化學(xué)儲能外,壓縮空氣儲能也是極具發(fā)展?jié)摿Φ拇笠?guī)?!伴L時”儲能技術(shù),具有建設(shè)周期短,單體項(xiàng)目容量小,調(diào)節(jié)性能優(yōu),環(huán)境友好等特點(diǎn)。該技術(shù)調(diào)節(jié)時長通??蛇_(dá)到4~6h,建設(shè)周期2年,儲能效率通常為65%~70%,適用于大規(guī)模應(yīng)用,是近中氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目23實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)供需平衡的傳統(tǒng)做法是在負(fù)荷需求高時增加發(fā)電機(jī)組出力,但負(fù)荷高峰時段往往持續(xù)時間較短。為了滿足這部分需求而增加的發(fā)電和輸配電出力,其投資利用率很低,因此可以通過減少或者延遲需求側(cè)的電力負(fù)荷來實(shí)現(xiàn)供需平衡,即需求側(cè)需求側(cè)響應(yīng)調(diào)峰具有響應(yīng)速度快的特點(diǎn),可從用戶側(cè)、供電側(cè)、發(fā)電側(cè)和社會效益本比);供電側(cè)可避免峰荷容量和電量以及投資成本;發(fā)電側(cè)可避免裝機(jī)容量和電量以及避免燃料的成本費(fèi)用;社會效益則主要考慮可避免的CO2、SO2和NOx排放量,故對傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)峰模式進(jìn)行優(yōu)化,將需求側(cè)資源作為與供給側(cè)相對等的資源參與到電網(wǎng)調(diào)峰隨著智能電網(wǎng)的推廣,在高級量測體系和先進(jìn)通信設(shè)備的作用下,可控負(fù)荷、柔性負(fù)荷、電動汽車以及安裝在用戶側(cè)的儲能設(shè)備等都將成為廣義的需求側(cè)調(diào)峰資源。需求側(cè)響應(yīng)一般可以劃分成兩種類型:基于價格的需求響應(yīng)和基于激勵的需求響應(yīng)。在基于價格的需求響應(yīng)中,一般采用價格-需求彈性來定量表示電價變化對電力用戶響應(yīng)行為特性的影響。在基于激勵的需求側(cè)響應(yīng)中,激勵機(jī)制的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。電力用戶一般可以通過兩種途徑獲得補(bǔ)償:一種是獨(dú)立運(yùn)行商或者電力交易中心等機(jī)構(gòu)對用戶的停電價格進(jìn)行評估,另一種是用戶自己申報可中斷負(fù)荷容量和中斷成本,用戶可以通過基于激勵24ClimateChangeandEnergyTransitionProgram在測算湖南省電力需求缺口和調(diào)峰需求缺口前,需對全社會用電量和全社會最大負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測,再將全社會用電量和全社會最大負(fù)荷預(yù)測結(jié)果作為需求缺口測算的輸入結(jié)合回歸分析法、彈性系數(shù)和產(chǎn)值單耗等方法得到湖南省在經(jīng)濟(jì)發(fā)展高水平、中水年份年份全社會用電量,億千瓦時用電量增速,%GDP,億元GDP增速,%20111293101891512.8201213474.182120711.3201314235.642354510.1201414310.56258819.5201514181.19285398.6氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目25用電量增速,%GDP增速,%201614963.31308537.9201715825.753382882018174510.3363307.8201918646.82398947.6202019293.49417823.82021215511.7460637.7202222363.8486706.47根據(jù)設(shè)定的GDP增長水平可得到不同增長水平下2025年GDP增速,從而根據(jù)擬合關(guān)系式得到2025年的全社會用電量預(yù)測值,結(jié)果如下表3.2所示。GDP增速,%十四五增速,%72236302210.566.5223629619.816223629019.07根據(jù)“十四五”GDP增速設(shè)置不同水平下的彈性系數(shù)分別為1、0.95、0.9,全社會用電量增速為GDP增速與彈性系數(shù)的乘積,再根據(jù)全社會用電量增速預(yù)測2025年的全社會用電量,結(jié)果如下表3.3所示。表3.3:彈性系數(shù)法下2025年湖南省全社會用電量預(yù)測結(jié)果GDP增速,%彈性系數(shù)用電量增速,%全社會用電量,億千瓦時2739267625740.96.5677126ClimateChangeandEnergyTransitionProgram根據(jù)湖南省近年來各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值單耗設(shè)置三個發(fā)展水平下的產(chǎn)值單耗;按0.1:0.4:0.5的GDP產(chǎn)業(yè)占比計(jì)算各產(chǎn)業(yè)2025年的GDP預(yù)測值;各產(chǎn)業(yè)的全社會用電量預(yù)測值為產(chǎn)業(yè)GDP與產(chǎn)值單耗的乘積;全社會用電量包含三個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)用電和居民生活用電,居民生活用電根據(jù)湖南省“十四五”能源增供穩(wěn)供預(yù)測結(jié)果可得,居民生活用電量約為814億千瓦時,故產(chǎn)值單耗法的預(yù)測結(jié)果如下表3.4所示。表3.4:產(chǎn)值單耗法下2025年湖南省全社會用電量預(yù)測結(jié)果GDP增速,%2025年產(chǎn)千瓦時/2025年產(chǎn)億千瓦時增速,%59625834.6277872384958513967.5729811179533//8145879543226626.666.523516560131729395170500//814657975029.025735.9323187540125228983165478//814綜合上述回歸分析、彈性系數(shù)和產(chǎn)值單耗法的預(yù)測結(jié)果,對三種方法下的全社會用電量增速取平均值,從而得到三個發(fā)展水平下的全社會用電量預(yù)測值,根據(jù)這一結(jié)果綜合選取2025年的全社會用電量預(yù)測值,為2840億千瓦時,計(jì)算表格如下表3.5氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目27表3.5:不同GDP增速下湖南省全社會用電量預(yù)測結(jié)果GDPGDP增速,%2022年202520257.022367.00%10.56%7.57%8.65%286828406.522366.18%9.81%6.66%7.82%28036.022364.80%9.07%5.93%6.96%2736根據(jù)湖南省“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃實(shí)施中期評估報告,預(yù)計(jì)2035年全社會用電量為4100億千瓦時,按全社會用電量年均增長率降低的原則,取“十五五”期間年均增速約為4.56%左右,計(jì)算得2030年的全社會用電量約為3580億千瓦時。2025-2035年的全社會用電量綜合預(yù)測結(jié)果見表3.6。表3.6:2025-2035年湖南省全社會用電量綜合預(yù)測結(jié)果項(xiàng)目單位2022(實(shí)際值)2025年2030年2035年全社會用電量億千瓦時2236284035804100年均增長率%/8.044.562.92結(jié)合全省全社會用電量預(yù)測結(jié)果,以及往年湖南省負(fù)荷變化特點(diǎn),預(yù)測全社會最大表3.7:2025-2035年湖南省全社會最大負(fù)荷預(yù)測結(jié)果項(xiàng)目單位2022(實(shí)際值)2025年2030年2035年全社會最大負(fù)荷萬千瓦4650580073008500年均增長率%/7.644.73.128ClimateChangeandEnergyTransitionProgram從預(yù)測結(jié)果可得,2025年、2030年和2035年的全社會最大負(fù)荷分別為5800萬千瓦、7300萬千瓦和8500萬千瓦。本研究將根據(jù)電力平衡來測算需求缺口,為使測算結(jié)果能真實(shí)的反應(yīng)實(shí)際需求缺口,在考慮電力裝機(jī)時,將僅考慮已核準(zhǔn)和在建的機(jī)組,未核準(zhǔn)的機(jī)組在測算時均不考慮。例如,煤電機(jī)組僅考慮已核準(zhǔn)開工的大唐華銀株洲(2×100萬千瓦)、長安益陽(2×100萬千瓦)和陜煤石門(2×66萬千瓦)3個擴(kuò)能升級項(xiàng)目,共532萬千瓦,規(guī)劃未核準(zhǔn)的郴州(70萬千瓦)、汨羅(200萬千瓦)和岳州(200萬千瓦)電廠均計(jì)98萬千瓦2030年全省已規(guī)劃的三個項(xiàng)目全部投產(chǎn),合計(jì)296萬千瓦;平江抽括安化、廣寒坪、木旺溪、羅坪江、玉池)共計(jì)780萬千瓦,預(yù)計(jì)2030年投產(chǎn)380萬千瓦,故2030年累計(jì)抽水蓄能裝機(jī)取500萬千瓦。此外,新型儲能的裝機(jī)容量根據(jù)目前的建設(shè)容量,取300萬千瓦。?計(jì)算水平年及典型場景:2025年、2030年及2035年,測算過程分夏季大?根據(jù)收資調(diào)研情況,大型水電和小型水電按照往年的歷史出力特性選取出力系數(shù),大型水電在夏大和冬大的出力系數(shù)分別0.57和0.62,小型水電分別取0.5和0.3;?風(fēng)電取0.05,光伏發(fā)電不參與電力平衡,生物質(zhì)出力系數(shù)取0.8;性等,取綜合出力系數(shù)為0.5;?外調(diào)電力的出力系數(shù)根據(jù)外電通道的出力曲線進(jìn)行選取,總的外調(diào)電力在夏氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目29大和冬大的出力系數(shù)均大于0.6,同時考慮區(qū)外祁韶直流、雅江直流和寧湘表3.8:基準(zhǔn)場景下湖南省中長期電力平衡結(jié)果年份202520302035一、系統(tǒng)需要容量6301630179317931923492341.系統(tǒng)最大負(fù)荷5800580073007300850085002.削峰容量1741742192192552553.備用容量675675850850989989二、電源可利用容量864745314415110504919480311950501448981.大型水電8674965368674965368674965362.小型水電7823912357823912357823912353.大型煤電2848284828482848284828482848284828484.小型煤電2471981982471981982471981985.風(fēng)電17008585220011011025001251256.光伏1500003000003500007.生物質(zhì)1501201202502002003502802808.抽蓄1551551552602602602602602609.儲能30015015030015015030015015010.氣電988888296266266296266266三、區(qū)域盈虧-1770-1886-3012-3128-4220-4336四、外來電力2176142714362176164414362176164414361.鄂湘聯(lián)絡(luò)線1761761411761761411761761412.祁韶直流80060560580060560580060560530ClimateChangeandEnergyTransitionProgram年份2025203020353.雅江直流4003721864003721864003721864.寧湘直流8003726058006056058006056055.輸電網(wǎng)損98101114101114101五、考慮外電盈虧-343-449-1368-1692-2576-2900根據(jù)電力測算結(jié)果,在計(jì)及需求側(cè)響應(yīng)的情況下,預(yù)計(jì)2025年湖南省的夏大用電缺口將達(dá)到340萬千瓦左右,冬大用電缺口將超過440萬千瓦;由于測算過程中,煤電、氣電、抽水蓄能和新型儲能僅考慮了目前已核準(zhǔn)和在建的機(jī)組,其他電源裝機(jī)容量根據(jù)政府規(guī)劃,故隨著全社會用電需求的增加,電力缺口逐漸加大,2030年和2035年在不考慮需求側(cè)響應(yīng)的情況下,最大電力缺口(冬大)分別將達(dá)到1692萬千瓦和2900萬千瓦左右。以計(jì)算各電源裝機(jī)的最大調(diào)峰能力;日調(diào)峰按照各電源出力的最小出力系數(shù)來計(jì)算,以?基準(zhǔn)場景的年調(diào)峰平衡測算時不考慮需求側(cè)響應(yīng)規(guī)模;此外,需調(diào)峰容量中?由于枯水期的調(diào)峰容量缺口大于豐水期,且未來的峰谷差率沒有確定的大幅增加或者降低的趨勢,小幅的波動對調(diào)峰缺口影響較小,因此在調(diào)峰平衡測算時,根據(jù)歷史年份和基準(zhǔn)年的分布規(guī)律,枯水期峰谷差率取58%;?本地電源裝機(jī)的調(diào)峰系數(shù),常規(guī)水電取0.17,風(fēng)電具有反調(diào)峰性能,調(diào)峰系數(shù)取-0.3,光伏發(fā)電、生物質(zhì)不參與調(diào)峰,煤電、氣電、抽水蓄能和儲能的?根據(jù)《湖南省“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃》,外調(diào)電力調(diào)節(jié)能力不低于30%,同時考慮各外電通道的電力組成設(shè)置祁韶直流、鄂湘聯(lián)絡(luò)線、雅江直流和寧湘直流的調(diào)峰系數(shù)分別取0.4、0.5、0.5和0.4;氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目31損為2%。本報告計(jì)算年調(diào)峰平衡時取各電源裝機(jī)的最大調(diào)峰系數(shù),根據(jù)調(diào)峰平衡原則計(jì)算的表3.9:基準(zhǔn)場景下湖南省中長期調(diào)峰平衡結(jié)果2025年2030年2035年3770474555253364423449302.406511595843710980122003034303430342.1650165016503.1555005004.982962965.1700220025006.1500300035007.3003003002602334240922124212421242.2812812813.310100018404.982982985.-510-660-7506.0007.30030030072372372332ClimateChangeandEnergyTransitionProgram項(xiàng)目2025年2030年2035年1.鄂湘聯(lián)絡(luò)線3535352.祁邵直流3203203203.寧湘直流3203203204.雅江直流1001001005.輸電網(wǎng)損535353五、調(diào)峰容量盈虧(+盈-虧)-445-680-710調(diào)峰容量盈虧(+盈-虧)(不考慮外電)-1168-140根據(jù)年調(diào)峰平衡結(jié)果可知,由于峰谷差率高,導(dǎo)致電力系統(tǒng)應(yīng)對負(fù)荷變化時的需調(diào)峰容量增加。在僅考慮已核準(zhǔn)和在建的電源機(jī)組時,盡管各電源取最大調(diào)峰系數(shù),各電源的調(diào)峰能力仍不足,預(yù)計(jì)2025年、2030年和2035年的最大調(diào)峰缺口在計(jì)及外電的基礎(chǔ)上分別達(dá)到450萬千瓦、680萬千瓦和710萬千瓦左右。出現(xiàn)上述缺口主要有光伏發(fā)電不參與調(diào)峰和抽水蓄能等儲能調(diào)峰電站目前并未大規(guī)模投產(chǎn),導(dǎo)致目前全省已核準(zhǔn)和在建電源機(jī)組的實(shí)際可調(diào)峰容量較少,且隨著用電需求的增加,電力需求和調(diào)峰需求缺口逐漸增加,未來只能通過新增調(diào)節(jié)性電源來向上調(diào)峰,以滿足能源供應(yīng)安全和在實(shí)際的應(yīng)用中,當(dāng)日內(nèi)用電負(fù)荷高,系統(tǒng)保供壓力大時,存在與年調(diào)峰需求不盡相同的挑戰(zhàn)。首先,由于儲能調(diào)峰站僅在保供壓力小,有足夠的充電電量的情況下具備調(diào)峰能力,日調(diào)峰時段部分儲能調(diào)峰機(jī)存在無法充電的問題,即不具備任何調(diào)峰能力。此外,煤電機(jī)組受固定開機(jī)容量限制,調(diào)峰能力大大減小,故為更好地反應(yīng)各機(jī)組的實(shí)際調(diào)峰能力和調(diào)峰缺口,選取豐水期和枯水期時最小的負(fù)荷需求日為單位分別計(jì)算日調(diào)峰缺口,此時取各電源的最小出力系數(shù)來做平衡測算,以得到電力系統(tǒng)下調(diào)能力和校核電網(wǎng)的承載力,基于電網(wǎng)的承載力基礎(chǔ)上計(jì)算棄電率,將電網(wǎng)的棄電率控制在合理的范首先,在計(jì)算日調(diào)峰平衡前,根據(jù)往年的夏季和冬季典型日負(fù)荷曲線選取日調(diào)峰平衡測算時的位置,再計(jì)算豐水期和枯水期的日調(diào)峰平衡,2016-2022年湖南省夏季典型氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目33萬千瓦萬千瓦萬千瓦2016年2017年2018年2019年-2020年--2021年--2022年--2016年--2017年-2018年--2019年2020年2021年2022年圖3.2:2016-2022年湖南省冬季典型日負(fù)荷曲線從圖3.1和圖3.2可知,湖南省在夏季和冬季的典型日負(fù)荷曲線均呈現(xiàn)“雙高峰”特晚高峰明顯高于午高峰;而冬季典型負(fù)荷曲線的午高峰出現(xiàn)在10~13點(diǎn)之間,晚高峰出現(xiàn)在17~22點(diǎn)之間,午晚高峰差距不大。因此做日調(diào)峰平衡測算時,僅需考慮夜間負(fù)荷最低點(diǎn)(豐?。?、午間負(fù)荷最高點(diǎn)(豐午)和夜間負(fù)荷最高點(diǎn)(豐大)三個位置的調(diào)峰34ClimateChangeandEnergyTransitionProgram調(diào)峰平衡原則為根據(jù)日最高負(fù)荷確定煤電裝機(jī)的最小開機(jī)容量,確定各電源的裝機(jī)容量后根據(jù)午間最大負(fù)荷來確定日最大調(diào)峰缺口。調(diào)峰壓力最大通常存在兩種情況,第一種為當(dāng)夜間電力系統(tǒng)的用電負(fù)荷低,風(fēng)電出力系數(shù)大時,此時電力系統(tǒng)的調(diào)峰壓力較大。為緩解電力系統(tǒng)的調(diào)峰壓力,通常采取棄新能源措施,棄電率也將作為電力系統(tǒng)優(yōu)化合理性的關(guān)鍵指標(biāo),棄電產(chǎn)生的示意圖見圖3.3。第二種是午間調(diào)峰。隨著省內(nèi)新能源的投產(chǎn)規(guī)模增加,豐午時新能源出力過大,導(dǎo)致午間向下調(diào)峰壓力增加。由于日調(diào)峰平衡測算時,調(diào)峰系數(shù)取各電源的最小值,因此如存在調(diào)峰缺口時,需采取棄電措施,當(dāng)棄電率超過一定規(guī)模時需考慮增加一定容量的?計(jì)算水平年及典型場景:2025年、2030年及2035年,測算過程取用電負(fù)荷?通常計(jì)算調(diào)峰缺口時,典型位置處的負(fù)荷根據(jù)歷史年份的負(fù)荷特性取經(jīng)驗(yàn)值,如豐水期最大負(fù)荷約為60%全年最高負(fù)荷(豐大),最低負(fù)荷約為30%全年最高負(fù)荷(豐?。?,豐水期午間最高負(fù)荷約為50%全年最高負(fù)荷(豐午),枯水期最大負(fù)荷約為80%全年最高負(fù)荷(枯大最低負(fù)荷約為45%全年最高負(fù)荷?本地電源裝機(jī)風(fēng)電日調(diào)峰系數(shù)取0.4,大型煤電取0.3,生物質(zhì)日調(diào)峰系數(shù)取0.8,大型水電和小型水電在豐水期和枯水期的調(diào)峰系數(shù)取0.7和0.2;光伏、抽水蓄能、新型儲能和氣電調(diào)峰系數(shù)豐水期和枯水期取相同值,光伏豐小時取0,豐午時取0.6,抽水蓄能在豐小和豐午時均取-1,新型儲能在豐小和豐午時量1.大型水電8676596598676596598676592.小型水電782547547782547547782547 3.小型煤電219175175219175175219175 4.風(fēng)電1700858522001101102500125 5.光伏15000030000035000 6.生物質(zhì)150120120250200200350280 7.抽蓄155155155500500500500500 8.儲能3001501503001501503001509.氣電98888829626626629626610.外來電力2176112011202176112011202176112065954717512502805001502661120203043802190365203551002550425202534801740290270251004250425577119791979841426072607931427023480290029043803650365 47454745552555253770377036ClimateChangeandEnergyTransitionProgram2025303480080030341018101830341703170321763076235441542760 1.大型煤電240240305305511 2.大型水電867601601867601601867601 3.小型水電782547547782547547782547 4.小型煤電219175175219175175219175 5.風(fēng)電1700680680220088088025001000 6.光伏1500090030000180035000 7.生物質(zhì)150120120250200200350280 8.抽蓄155-155-155500-500-500500-500 9.儲能300-120-120300-120-120300-120 10.氣電988888296266266296266 六、外來電力21767251145217672512382176725486051160154717510002100280-500-12026612384361761645042106101161132188917429351848五、午/小方式203020352025202546402610荷203058402035680046405840680043503285382563755475氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目372025203020352902903653654254254930493062056205722572255771111311138414173117318814182618268671731738671731738671731737821561567821561567821561562191751752191751752191751754.風(fēng)電17008585220011011025001251255.光伏1500003000003000006.生物質(zhì)1501201202502002003502802807.抽蓄1551551555005005005005005008.儲能3001501503001501503001501509.氣電98989829626626629626626610.外來電力217685310212176853102121768531021303429642796303430343034303430343034五、午/小方式2677319627534223287343438898399109109109102.大型水電8675203478675203478675203477824693137824693137824693132191751752191751752191751755.風(fēng)電170068068022008808802500100010006.光伏150009003000018003000018007.生物質(zhì)1501201201701201201901201208.抽蓄155-155-155500-500-500500-500-5009.儲能300-120-120300-120-120300-120-12010.氣電296989829629829829629829838ClimateChangeandEnergyTransitionProgram20252030203521767251145217672512382176725123
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