美國分布式能源并網路線圖啟示
1月16日,美國能源部聯合多個機構發布《美國分布式能源并網路線圖》(以下簡稱《路線圖》),針對100千伏及以下電壓等級配電網/次級輸電網的分布式能源并網堵塞問題,提出了數據互聯互通、縮短并網時間、提高并網成功率、保障并網安全穩定等四大目標,并制定了若干項重點舉措和解決方案。
美國分布式能源并網存在的問題
近年來,隨著分布式能源資源(包括太陽能光伏、風能、電動汽車、儲能電池)迅速增長,美國分布式能源并網需求呈現“井噴”,然而實際接入完成率極低。據美國勞倫斯國家實驗室統計,在2000~2018年申請并網的分布式能源項目中,僅20%的分布式能源并網項目在2023年底實現了商業運營,約8%的項目仍在持續等待,而超過72%的項目被撤回,近三年美國至少已累計超過1萬個分布式能源及其配套項目等待并網(包括1350吉瓦的發電容量和680吉瓦的儲能容量)。
造成美國分布式能源并網項目長期積壓的原因包括三個方面:一是機制建設不完善、流程冗長導致并網堵塞嚴重;二是電網改造升級進度緩慢,承載力不足導致難以支撐高比例分布式能源接入;三是不同區域缺乏統一的分布式能源并網技術標準、定價標準和數據傳輸標準,嚴重影響分布式能源項目的經濟性和監管方的決策有效性。
《路線圖》相關啟示
主配網承載力不足可能成為分布式能源并網受限的關鍵問題。當前,美國分布式能源并網遇到的堵塞、延遲、運行不穩定等問題的根本原因在于主配網建設步伐慢于分布式能源發展進程。我國目前電力系統狀態下,由于分布式能源裝機總量不高,系統運行裕度尚夠,分布式能源對大電網安全穩定運行影響不大,但已經在配網側出現設備反向過載、三相不平衡、電壓越限、光伏孤島運行等系列問題。長遠來看,若分布式能源持續高速增長,將對主網運行調節造成較大壓力,大規模潮流反送還可能導致主網設備重過載風險。
數據管理體系缺失是分布式能源高效并網的關鍵掣肘。分布式能源數據可觀、可測能力不足,將直接導致分布式能源裝機規模、并網狀態、設備狀態、出力情況等重要信息處于“黑盒”狀態。分布式能源數據安全性不足,則可能為黑客攻擊、控制電網提供便捷入口(如2024年5月日本光伏電站測控軟件攻擊事件),嚴重威脅大電網運行安全。分布式能源數據共享性不足,則會出現類似美國不同電力公共事業單位間分布式并網標準混亂、流程緩慢、跨區影響量化及管控困難的情況,極大阻礙能源轉型進程。
打造分布式能源資源并網友好生態是未來發展方向。《路線圖》中對于美國現有并網管理機制提出了改革方向,包括并網流程優化、并網經濟效率提升等。對于我國而言,目前分布式能源并網隊列堵塞情況相較美國不算嚴重,然而隨著分布式能源的持續發展,長遠來看仍然存在分布式能源并網政企協同機制不足、多品種市場交易體系不完善、涉網標準欠缺等問題,亟須制定長期發展規劃和戰略目標。
我國電網發展建議
固本強基,建強適應高比例分布式能源接入的主配網系統。一是基于電網承載能力和建設運行規律,統籌分布式與集中式新能源發展需求,基于不同地區分布式能源稟賦合理規劃主配網建設,引導分布式能源合理布局。二是重點支持分布式能源接入電網安全穩定專項研究,鼓勵研發自主國產化新型電力系統仿真分析軟件,深入論證新型電力系統規劃及運行方式,嚴守能源安全底線。
用好數據,推動分布式能源信息可觀、可測、安全、共享。一是推動建設源網荷儲多元數據信息交互銜接機制,更好發揮數據流動價值。二是強化分布式能源“四可”能力建設,首先實現可觀、可測,逐步實現可控、可調。三是從國家層面統一分布式能源接入的信息安全防護要求,規范涉網電力監控系統對網絡資源的使用,協同相關產業共同加強分布式能源并網信息安全技術研究,加快核心系統國產化自主可控進程。
盤活市場,構建適應分布式能源友好并網的體制機制。一是加強政、企、商三方協調機制,對開發模式、增長速度、運維模式、各方主體責權等進行統籌安排,推動主管部門加強對備案制分布式能源建設計劃管控。二是推動適應分布式能源并網的全國統一電力市場建設,完善分布式能源聚合商同時參與電能量、調頻、備用等多元市場的交易銜接機制,拓寬分布式能源盈利空間,探索優化分布式能源接入背景下的電網建設成本分配、建設預期和補償機制。三是支持分布式能源并網的相關國家標準體系建設,同時積極向國際標準轉化,為中國企業在相關領域國際競爭中占據有利位置打好基礎。
(作者:劉沁瑩 王宏 譚偉濤 王慶紅 作者單位:南方電網科學研究院有限責任公司)
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責任編輯:雨田
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