德國分布式可再生能源接入的成功經驗也應用于中國
發布者:lzx | 來源:ERR能研微訊 | 0評論 | 616查看 | 2020-01-09 09:46:21    

市場優先的方式包括配電系統運營商和輸電系統運營商不能運營電動汽車充電站或電池等儲能設備;根據市場原則采購輔助服務等。本報告對中國分布式可再生能源的現狀和德國與歐盟的相關經驗進行了梳理,表明分布式能源的使用的技術可行性與經濟有利性,而實現的前提是建立一個可行的監管框架。根據德國與歐盟的經驗,為減少可再生能源接入在我國配電網的障礙,本文提出了一些建議。


中德均致力于達成《聯合國氣候變化框架公約》框架內的《巴黎協定》?!栋屠鑵f定》不僅承認全球變暖的威脅是真實存在的,它還首次讓幾乎所有國家為同一個目標:“把全球平均氣溫上升幅度控制在前工業時期水平之上的2攝氏度以內,并將全球氣溫上升控制在前工業化時期水平之上的1.5攝氏度以內”而采取雄心勃勃的努力對抗氣候變化。


為了實現這個目標,能源系統需要以可再生能源為基礎向可持續方向轉變。中德兩國可再生能源應用和擴展的起點有所不同。自能源轉型之初,德國依靠大量的小型可再生能源項目,這主要歸功于德國政府2010年提出的“能源轉型”口號以草根運動的形式在公民社會中發揮強有力的作用,還歸功于其高人口密度和《可再生能源法》對補貼電價支持下的有限財政手段。而中國,迄今為止選擇的方式主要是建設大型可再生能源電力機組,尤其是在其西部地區。


中國的經濟中心及其能源密集型消費群主要集中在東部沿海地區。按照目前在西部建設大型電力機組以及中國至2030年非化石燃料占電力生產50%的目標,大量可再生能源產生的電力將必須從西部輸送到東部。


近年來,為了優化東部地區的自然資源利用、通過減少輸送損失提高電力系統效率,我國開始討論在人口密集的東部地區增加分布式可再生能源數量。但想建造分布式可再生能源電力機組的公司面臨著巨大的不確定性,電力機組與電網連接是主要難題之一,尤其是技術和監管需符合的要求缺乏透明度。


本報告對中國分布式可再生能源的現狀(第一章)和德國與歐盟的相關經驗進行了梳理(第二章),表明分布式可再生能源的使用的技術可行性與經濟有利性,而實現的前提是建立一個可行的監管框架。根據德國與歐盟的經驗,為減少可再生能源接入在我國配電網的障礙(第三章),本文提出了以下幾點建議:


1.德國已證明分布式可再生能源接入的技術解決方案是成功的,該方案可以直接在中國應用。


2.監管體系不僅需要引入可再生能源的強制并網和優先調度,同時考慮到配電系統運營商能發揮更積極的作用,還需要引入透明的電網規范與條例。


3.引入以最優次序法為原則的市場結構,從而保證接入有成本效益的分布式可再生能源。


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圖1:截止2019年5月,中國國家電網公司的電網區域內分布式光伏裝機容量已達到53.2吉瓦


德國的氣候目標是在2030年前電力系統的可再生能源比例達到65%。在可再生能源轉型下,德國能源消費的可再生能源比例從1990年的4.6%上升至2018年的約38%。


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圖2:德國1990-2018年能源消費的可再生能源占比


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圖3:2017年光伏能源的裝機容量(左)與陸上風能(右)的電壓等級占比(低電壓:400伏,中電壓:10/20/30千伏,高電壓:110千伏)


由圖三可見,超過一半(55%)的光伏能源接入低電壓電網,僅4%的風力能源接入高電壓電網。


分布式可再生能源持續增長的比重使更多的電力進入配電網,從而使配電網在電力系統的作用發生了重要變化。在德國,分布式可再生能源的電量若沒有在本地消耗,將以反向電流的方式從低壓電傳輸至高壓電。


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圖4:分布式可再生能源使輸電系統運營商(TSOs)和配電系統運營商(DSOs)轉換角色


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圖5:電網運營商在管理電網上有四個主要的供給端工具


1.與系統有關的措施,如電網中的開關操作;


2.與市場相關的措施,如重新調度(對傳統發電廠的調增和調減);


3.合同式啟動后備電廠,以彌補調度容量的不足;


4.以經濟補償的方式減少使用可再生能源電力。


如風能和太陽能等多樣的可再生能源數量增長催生靈活性的需求增長。圖六顯示德國電力市場能夠有效滿足大部分的靈活性需求。


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圖6:2011-2018年靈活性需求的增長(灰色:電力平衡的需求;綠色:當天交易量)


圖七介紹了歐洲新立法的一些主要發展。


以消費者為主的市場模型:1、消費者權利強化,能夠作出明智的選擇;2、弱勢消費者得到保障;3、消費者擁有電力或儲存設備,能向市場提供他們的靈活性;4、消費者也能聯合行動,如:成為能源共同體。


需求可以靈活性:1.規定的零售電價應逐步淘汰;2.推出智能電表和簽訂動態電價合同的權利;3.引入獨立的聚合商;4.要求配電系統運營商提供靈活性服務。


市場優先的方式:1.配電系統運營商和輸電系統運營商不能運營電動汽車充電站或電池等儲能設備;2.根據市場原則采購輔助服務;3.配電系統運營商和輸電系統運營商應透明地、以市場為導向地進行采購,不得歧視某些市場參與者,如消費者。


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圖7:歐盟冬季一攬子計劃的主要內容概要

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