RMI Yujing Liu - CPIA semi-annual - 20210722

pRMI –Energy. Transformed. ⾼⽐例可再⽣电⼒系统 下光伏的挑战与机遇 落基⼭研究所（RMI） 中国电⼒总监刘⾬菁 2 “ 9amp;/A amp;0B22CDEF “ “amp;’* GHamp;45IJ KLMNOPQO RSTUVWX RMI –Energy. Transformed. 3 “amp;,-./ YZ [2[3\H]/YZ [23_‘]/abcdS efgabhijk“lm /A45nopq“r]/ S96ABA56CD4EFG H6IJKLIMNOEPQ5 RMSTUVWXYZ[\]_‘a bcde4fgLhXijQ5kK lmno* Op6qr*st/uvq rwx/yz{|}|/ * c/EP nbsp; n] RMI –Energy. Transformed. 限制新能源发展 的主要因素已经 发生根本改变 RMI –Energy. Transformed. 从成本端，可再生的发电成本已经具备充分竞争力 2021年上半年中国各类新建电源的平准化度电成本 9 0 20 40 60 80 100 建筑 轻型道路交通 重型道路交通 铁路 船运 航空 水泥 钢铁 化工 化工原料 一般工业 2050年零碳情景下，分部门、分能源品种的终端能源需求占比 终端能源需求总量22亿吨标准煤，64EJ 化石燃料电氢合成氨生物质合成燃料工业余热太阳能热 从需求端，碳中和将大幅提高对清洁电力的需求 1.5万亿 kWh 每年 8100万吨 每年 10亿吨封 存量 每年 H2 CCS 15 来源RMI RMI –Energy. Transformed. 新能源发展的天花板，在于系统灵活性与消纳能力 中国在2035年夏季的发电量预测曲线（既定政策情景） 来源发改委能源研究所，RMI RMI –Energy. Transformed. 系统灵活性方案 的选择具有高度 的地域差异 RMI –Energy. Transformed. 西北省份典型负荷特征 甘肃典型工作日负荷曲线 日内峰谷差小 甘肃典型年负荷曲线 季度峰谷差小，冬季负荷稍高 来源中国发改委 RMI –Energy. Transformed. 东南沿海省份典型负荷特征 广东典型工作日负荷曲线 日内峰谷差很大，呈早晚双高 峰 广东典型年负荷曲线 夏季高峰显著 来源中国发改委 RMI –Energy. Transformed. 中部省份典型负荷特征 湖南典型工作日负荷曲线 日内峰谷差较大，呈早晚双高 峰 湖南典型年负荷曲线 呈夏季、冬季双高峰 来源中国发改委 RMI –Energy. Transformed. 电力系统灵活性资源需求与供给 秒分钟小时多日季节 提高发电资产灵活性 提高用电负荷灵活性 加强电网互联互济能力 提高系统运营智能化程度 RMI –Energy. Transformed. 可再生对电力系 统的支撑应从被 动到主动 RMI –Energy. Transformed. 新能源主动支撑能力之一可预测 加州独立系统运营商中国 年份 201520192019 年用电量（GWh） 231,495214,9557,225,000 非水可再生渗透率12.220.910.2 调节需求 （MW） 向上调节能力347350 向下调节能力327430 备用容量（MW） 1664160 风电预测平均 绝对百分比误 差 日前6.2 5 10-20 实时2.7 1.1 光伏预测平均 绝对百分比误 差 日前6.4 4.210-20 实时3.7 1.6 预测的精准度越高，意味着对系统 冗余的需求越低。 提高数据质量、不断优化模型和算 法、尽量排除干扰数据等，都是国 际上比较有效的做法。 加州独立系统运营商与中国电力系统运行信息对比 来源RMI RMI –Energy. Transformed. 新能源主动支撑能力之二可控制 全球范围内，越来越多的电力市场对 非水可再生提出了更加严格的并网要 求，如 限制功率变化最大速度（如右图） 要求具备二次 功 要求提 量 、 电 nbsp;等 要求具备低 、高 越 力 风电装机容量功率变化速度限制 新英格兰电力调度中 心 20MW20MW额定容量的4/分 钟 非水可再生能源频率变化速度限制的国际案例 来源RMI RMI –Energy. Transformed. 新能源主动支撑能力之三可调节 非水可再生的 nbsp; 要 nbsp;多 电 nbsp;， 来 出力 、优化 ⁄。如ƒcurrency1化、 ƒ水currency1化39;“。 与储能技术打捆。 ‹›fi、fl –† ‡ 。 储能在系统中的作用与应用方式 分钟小时多日季节 功率型 飞轮 超级电容 能量型 电池储能 / nbsp;容量型 水 能 nbsp; / nbsp; 能 来源RMI RMI –Energy. Transformed. 储能的选择需要因地制宜、遵循成本发展规律 充放容量储能类型选址灵活性响应速度启动时间最优场景成本水平 秒–分钟飞轮储能⭐⭐ 2毫秒2毫秒辅助一次调频 提供系统阻尼 改善电能质量 备商 nbsp; 电容 ⭐⭐ 毫秒 1秒 nbsp;时 nbsp;电 ⭐⭐⭐10毫秒1秒 平 可再生 率 次调频 用 nbsp; nbsp;光 电 nbsp;分 备商 nbsp; 电 ⭐⭐ 10毫秒1秒 备商 nbsp; / ⭐⭐ - - 备商 nbsp; 电 ⭐⭐ 毫秒 秒 备商 nbsp; 电 ⭐⭐ 毫秒 秒 nbsp;时– 日 水 能⭐ 分钟 3-5分钟 ⁄ƒ调currency1 日39;“调频 备商 nbsp; ‹›fifl –†⭐⭐ ‡† 1分钟6分钟可再生 –† nbsp;‡† 备商 nbsp; ‚能⭐⭐ 1秒 3-5分钟„时间平” nbsp;来源电规总院，CESA, RMI RMI –Energy. Transformed. 新能源主动支撑能力之三可调节 非水可再生的调节性能主要 依靠与其他技术打捆完成 通过与多种发电技术打捆， 来匹配出力时段、优化处 理曲线。如风光一体化、 风光水一体化项目。 与储能技术打捆。 与灵活负荷、综合 能源服务打捆。 nbsp; 的 源 nbsp;年 nbsp;的 力 nbsp; nbsp; 电 在⁄年中的 ƒ作用 中国在2035年夏季的用电量预测曲线（既定政策情景） 来源发改委能源研究所，RMI RMI –Energy. Transformed. 系统灵活性带来的既是额外成本，也会是额外收益 2035年currency139;非水可再生能源电力系统的系统“成本（39;‹›型fifl 分） 来源RMI RMI –Energy. Transformed. 期待与大家共同推进中国碳中和进程 联系人–†‡yujingliurmi.org/p