本文結(jié)合目前電力市場狀況，從電網(wǎng)企業(yè)、售電主體及風(fēng)電企業(yè)需求側(cè)的角度探討了風(fēng)電消納問題的解決之道。
1.引言
隨著氣候變暖造成的影響波及全球，世界各國對于可再生能源的發(fā)展均顯示出了高度的重視，紛紛認識到了普及可再生能源是全球?qū)嵭械吞寄茉崔D(zhuǎn)型的關(guān)鍵，通過非化石能源替代化石能源，形成以可再生能源為絕對主體的電力系統(tǒng)，可再生能源正逐漸從輔助能源轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲗?dǎo)能源。
風(fēng)力發(fā)電作為公認的清潔能源對于實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)低碳化轉(zhuǎn)潛力巨大，在節(jié)能減排的大背景下，我國的風(fēng)電裝機容量迅猛增長，中國已經(jīng)是世界上最大的風(fēng)電機組安裝國，占全球風(fēng)電裝機容量的約三分之一，截止2015年底，中國風(fēng)電累積裝機已達到1.45億千瓦，同比增長21.6%，預(yù)計2020年風(fēng)電裝機將超過2億千瓦。
與風(fēng)電裝機的快速增長的局面背道而馳的，卻是風(fēng)電消納難問題越發(fā)突出，國內(nèi)棄風(fēng)限電現(xiàn)象愈發(fā)嚴重，2011-2015年累計棄風(fēng)電量達959億千瓦時，電費損失五百多億元，一定程度上地影響了風(fēng)電投資企業(yè)的投資熱情。
隨著新一輪電力體制改革的深入，放開“發(fā)、售”兩端成為本次電改的主要突破點，發(fā)與售，中間由輸配環(huán)節(jié)連接，三者互為需求，風(fēng)電企業(yè)在此輪電改中應(yīng)抓住機遇，充分研究“發(fā)、售”放開的前景，從中找出解決風(fēng)電消納問題的思路，本文嘗試從需求側(cè)響應(yīng)角度探討風(fēng)電消納問題的解決方法。
2.風(fēng)電消納環(huán)節(jié)中需求分析-電網(wǎng)企業(yè)
歷史上，電網(wǎng)企業(yè)作為輸配環(huán)節(jié)的唯一參與者，取得了輸配電的絕對控制權(quán)。本次電改中，電網(wǎng)企業(yè)仍然會是未來電力輸配環(huán)節(jié)的主要承擔(dān)者，因此，掌握風(fēng)電消納主動權(quán)的主體仍然是電網(wǎng)企業(yè)。所以對于風(fēng)力發(fā)電企業(yè)來講，解決風(fēng)電消納的首要突破口應(yīng)當(dāng)找準電網(wǎng)企業(yè)的需求。
2.1電網(wǎng)企業(yè)的需求分析-鴨子曲線
隨著越來越多的風(fēng)電接入電網(wǎng)，電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定問題日益突出。中國風(fēng)電裝機和并網(wǎng)正在經(jīng)歷一個爆發(fā)式增長，在此種局面下，未來極有可能會出現(xiàn)現(xiàn)在正在美國加州的電網(wǎng)發(fā)生的可再生能源消納難題。因分散型光伏發(fā)電系統(tǒng)的大量導(dǎo)入，出現(xiàn)了白天發(fā)電量超過用電量，但在傍晚太陽能發(fā)電停止時，電力需求卻急劇上升的現(xiàn)象。不久的將來填補這種巨大的供需缺口會變得困難。
圖1-目前加州24小時電力凈負荷曲線
這種現(xiàn)象被稱為“鴨型曲線”。根據(jù)預(yù)測，2013年至2020年間，加利福尼亞州的分時“實際電力需求”與“供給量”的曲線圖變化就呈現(xiàn)出這種現(xiàn)象(圖1)。這里的“供給量”是指電力公司的大規(guī)模集中型發(fā)電站供給的電力量；“實際電力需求”是指，整體用電量減去與消費者側(cè)的配電網(wǎng)并網(wǎng)的分散型光伏及風(fēng)力等發(fā)電量之后的電力需求。
相比較光伏這種明顯周期性變化特性，風(fēng)電的供電特征會隨著隨風(fēng)資源的變化而出現(xiàn)更加不穩(wěn)定的變化，因此，風(fēng)電的接入對于電網(wǎng)的整體需求來講仍是一個不小的挑戰(zhàn)。
2.2電網(wǎng)企業(yè)的需求響應(yīng)-儲能電站
風(fēng)力資源具有間歇性和隨機性，甚至經(jīng)常與人們的用電習(xí)慣背道而馳。例如內(nèi)蒙古地區(qū)夜間風(fēng)大，但一般夜間電網(wǎng)負荷很小，如果風(fēng)機滿額發(fā)電，電量根本無法得到消納。正因如此，風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)后，需要增加快速調(diào)峰電源保障電網(wǎng)安全。
能源互聯(lián)網(wǎng)是新型電力技術(shù)、信息技術(shù)、可再生能源發(fā)電技術(shù)、分布式發(fā)電技術(shù)和儲能技術(shù)的有機結(jié)合。儲能系統(tǒng)與風(fēng)電機組、風(fēng)電場的高度融合，優(yōu)化能量管理及監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)風(fēng)電場發(fā)電可測、可控、可調(diào)度。提高電力系統(tǒng)對風(fēng)電接納能力。
圖2-儲能電站與風(fēng)電場的融合
對于風(fēng)電企業(yè)來講，儲能技術(shù)的應(yīng)用對于響應(yīng)電網(wǎng)企業(yè)的需求是一種可以嘗試的方法。
遼寧省的風(fēng)電企業(yè)在應(yīng)用儲能技術(shù)解決風(fēng)電消納問題，響應(yīng)電網(wǎng)側(cè)需求方面，做出了一些嘗試。
2011-2015年遼寧省平均棄風(fēng)電量達10.8億千瓦時，年均棄風(fēng)損失6.58億元，其中2015年棄風(fēng)率達14.6%。
在儲能技術(shù)當(dāng)中，抽水蓄能電站因其選址的特殊要求，以及對于生態(tài)影響的問題制約了其大規(guī)模發(fā)展，而與鋰電池儲能相比，全釩液流電池具有可回收、殘值高、元素資源豐富得到了進一步的發(fā)展。
遼寧省電力公司對于擁有儲能站的風(fēng)電場出力進行優(yōu)先調(diào)度，執(zhí)行“上調(diào)優(yōu)先，下調(diào)滯后”的調(diào)度策略。遼寧省現(xiàn)有三家風(fēng)電場采取了釩電池儲能電站，目前儲能站運行方式主要為在電網(wǎng)發(fā)生棄風(fēng)限電時，省調(diào)下令風(fēng)電場儲能系統(tǒng)進行充電操作，在電網(wǎng)解除限電后，下令至風(fēng)電場儲能系統(tǒng)進行放電操作，三家電場2015年平均利用小時數(shù)高達2239小時，而2015年遼寧省風(fēng)電平均利用小時數(shù)僅為1780小時，儲能技術(shù)的應(yīng)用很好地解決了風(fēng)電場的棄風(fēng)限電問題。
未來，若能在技術(shù)上有所突破，快速降低儲能電站的造價成本，儲能技術(shù)對于風(fēng)電消納問題的解決將更具優(yōu)勢。
3.風(fēng)電消納環(huán)節(jié)中需求分析-售電主體（火電企業(yè)）
新的電改形勢下，摒棄了過去電網(wǎng)公司作為單一售電主體的模式，使得發(fā)電企業(yè)也可以成立相售電公司，繞過電網(wǎng)企業(yè)與用電客戶直接進行售電交易，這不僅是形式上的革新，也是發(fā)電企業(yè)未來作為售電主體的里程碑。
由發(fā)電主體轉(zhuǎn)變?yōu)槭垭娭黧w對于風(fēng)電消納問題的解決提供了全新的思路。但是限于發(fā)電規(guī)模問題，單個的風(fēng)電企業(yè)難以擁有發(fā)電大戶如火電企業(yè)的發(fā)電體量，因此在與用電客戶進行交易談判時競價條件先天不足，難以取得有利的結(jié)果，而火電企業(yè)則因其強大的電量供應(yīng)能力在與用電客戶交易談判時有利條件明顯，容易達成交易。
3.1售電主體（火電企業(yè)）的需求分析-減排壓力之大
雖然火電企業(yè)的供電量巨大，在未來交易市場中與用電客戶談判優(yōu)勢明顯，但是也應(yīng)該看到限于國家整體節(jié)能減排政策的要求，低碳化趨勢愈發(fā)增強的壓力，火電廠的發(fā)電成本將會因為環(huán)境減排成本的疊加造成其邊際成本的增加，從而升高其發(fā)電成本電價，從而造成市場競價時的優(yōu)勢趨于下降。
同時，由于社會上對于火電廠造成霧霾等環(huán)境問題的共識越發(fā)提高，火電廠可以出售的電量也會越來越少，火電廠的生存環(huán)境將會越發(fā)艱難。
因此，因為環(huán)境減排壓力造成的實際成本上升，火電企業(yè)供電量下降將是不可回避的客觀事實，此消彼長，火電企業(yè)的困境對于風(fēng)電消納問題來講反而是一種機遇。
3.2售電主體（火電企業(yè)）的需求響應(yīng)-發(fā)電權(quán)交易
發(fā)電權(quán)源于我國計劃經(jīng)濟體制下對于火電發(fā)電上網(wǎng)的一種優(yōu)先保障權(quán)，從以往的實踐來看，它主要是火電企業(yè)交易雙方在平等、自愿的原則下，在不影響電力供應(yīng)的前提下，采取雙邊交易等市場化方式完成電量指標的買賣，達到資源優(yōu)化配置和節(jié)能減排的目的。
在目前來講，風(fēng)火替代交易的節(jié)能減排效果及經(jīng)濟效益十分顯著，且但對于風(fēng)電企業(yè)來講，風(fēng)火交易電價雖然無法達到風(fēng)電上網(wǎng)電價水平，短期效益的實現(xiàn)也是維持運營和現(xiàn)金收入必要方式之一。而且由于國家對于計劃電量的逐漸放開，火電企業(yè)手握的發(fā)電權(quán)在未來的體制下已經(jīng)愈發(fā)脆弱，轉(zhuǎn)而將多余的發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓給更為低碳環(huán)保的風(fēng)電企業(yè)是理所應(yīng)當(dāng)?shù)摹?/p>
現(xiàn)階段，風(fēng)電企業(yè)積極相應(yīng)火電企業(yè)的發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓需求乃是雙贏之舉。
4.風(fēng)電消納環(huán)節(jié)中需求分析-風(fēng)電企業(yè)
風(fēng)電企業(yè)作為發(fā)電企業(yè)也是未來售電主體不可或缺的組成部分，越早發(fā)現(xiàn)企業(yè)在電力市場中的需求，積極響應(yīng)才能做到提前布局市場，提出消納之道。
4.1風(fēng)電企業(yè)的需求分析-市場地位嚴重缺失
作為《可再生能源法》中明文保障的可再生能源之一的風(fēng)電電量，“保量保價”、“全額上網(wǎng)”的美好愿景與風(fēng)電消納的現(xiàn)實反差極大。作為可再生能源的發(fā)電企業(yè)，其市場地位與其承擔(dān)的社會責(zé)任遠不相稱。而造成如今風(fēng)電消納困難的局面并不是幾道簡單的行政命令就能解決，因此，拋棄幻想，認清自己的市場地位，才是風(fēng)電企業(yè)找到的需求的起點。
4.2風(fēng)電企業(yè)的需求響應(yīng)-提升市場營銷能力
首先，相對于火電企業(yè)在歷史上曾經(jīng)參與過的大用戶直供的經(jīng)歷，風(fēng)電企業(yè)并無任何售電經(jīng)驗，市場營銷體系建設(shè)滯后。因此，響應(yīng)電改政策號召，盡快組建售電公司，將資源整合，供電規(guī)模做大才能拿到電力交易的主動權(quán)。
其次，無論是風(fēng)火置換、風(fēng)電供暖還是其他有利于風(fēng)電優(yōu)先上網(wǎng)的政策，爭取優(yōu)先調(diào)度是保量的前提。因此風(fēng)電企業(yè)加大市場營銷力度，跟蹤政策走向，確保調(diào)度的優(yōu)先權(quán)是必行之舉，積極響應(yīng)電網(wǎng)企業(yè)和火電企業(yè)的需求,是風(fēng)電企業(yè)的必經(jīng)之路。
保量是基礎(chǔ)，保價是核心，缺一不可，風(fēng)電企業(yè)的現(xiàn)實的電力市場下只能通過一步一步地爭取才有可能做到量價齊升，提升發(fā)電效益。
5.總結(jié)
在未來相當(dāng)長時期里，預(yù)期我國風(fēng)電建設(shè)仍將處于快車道，風(fēng)電裝機容量占全國發(fā)電裝機容量的比重將快速上升，由此帶來的電力供需不平衡問題有可能越來越突出。
風(fēng)電的消納問題是目前我國可再生能源發(fā)展中不可回避的問題，通過對電網(wǎng)企業(yè)、售電主體、風(fēng)電企業(yè)的需求側(cè)分析，找到了一些解決風(fēng)電消納的突破口，為風(fēng)電企業(yè)做好需求側(cè)響應(yīng)提供了思路。
參考文獻
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（作者簡介：史進（1983-），男，湖北，碩士，高級工程師，電力市場政策研究，碳市場研究，碳減排項目開發(fā)。）
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