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德国新能源消纳的经验

文章来源:国家电网杂志 | 发布日期:2017-07-14 | 作者: | 点击次数:

目前,德国的太阳能发电、风电、生物质发电、水电、储能等可再生能源出力可达用电负荷的百分之九十五以上,相当于全德国用电基本上全部由可再生能源提供。德国实现新能源的最大化消纳,主要取决于灵活的电力现货市场机制、强有力的电源调节能力、坚强的跨国输电网络和先进的新能源调度运行技术。

德国建立了新能源市场竞价和政府补贴相结合的市场化消纳机制。电力市场实际是边际成本的竞争,新能源由于其发电边际成本低,在市场竞争中具有绝对优势,新能源参与市场可以实现优先发电。由于风电、光伏发电功率一般只能天前预测,因此国外新能源发达国家通常采用日前、日内电力现货市场消纳新能源。新能源按照零电价参与竞价,以保障优先上网。当新能源出力高时,电力市场的出清电价下降,甚至出现负电价,受电价影响,水电、火电、燃油燃气发电等尽可能降低出力;当新能源出力低时,电力市场出清价大幅上涨,刺激各类灵活电源尽最大能力发出电力。

虽然在新能源迅猛发展的同时,德国电力市场出清电价稳中有降,但终端销售电价持续上涨。由于新能源发电的综合成本高,发展新能源势必带来整体发电成本的上涨,最终体现在终端销售电价中。德国销售电价中可再生能源分摊费持续上涨,以居民电价为例,可再生能源分摊费从2004年的0.0051欧元(0.039元人民币)/千瓦时上涨到2016年的0.06354欧元(0.486元人民币)/千瓦时,占居民电价的比重达到21.2%,同时居民电价上涨了60%。

德国太阳能发电、风电出力大时,抽水蓄能、燃气发电、褐煤发电、硬煤发电甚至核电均参与调节。当德国风电、光伏出力大时,除了依靠本国常规电源进行调节,还加大了电力出口的力度。

电力系统消纳新能源的基础是新能源功率预测。在德国,基于天气预报的新能源功率预测属于商业领域。各大电网公司以及电力供求各方皆会购买来自专业机构的预测服务。德国50hertz电力公司全网日前风电功率预测均方根误差可以达到2%~4%,太阳能可以达到5%~7%。大型新能源场站,如海上风电场,也要开展功率预测工作,根据预测发电能力参与市场竞争。

德国电网通过各输电网控制中心和上百个配电网控制中心实现对风电场的实时调度。风电场实时数据直接上传至配电网控制中心。当输电网运营商的输电线路存在阻塞,其首先令下属配电网限制一定份额的电力,然后配电网或者直接限制本网的可再生能源电力,或者再令其下属的电网限制一定份额的电力。目前,虽然德国新能源出力已达到很高比例,但灵活的市场及调度运行机制使得电网运行安全依然可以得到保证。

发展风电、光伏发电等新能源是我国能源战略的重要组成部分,但发展新能源是一个必须由全社会参与的系统性工作,电源结构优化、电力系统灵活性提升、体制机制改革、技术进步等缺一不可。我国应充分学习国外新能源发达国家经验和教训,立足本国经济和电力发展实际情况,走出一条满足我国实际需求、促进我国新能源可持续发展的新路。

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