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    國內電力需求的波動性意味著什么?

    發表時間:2015-07-20
        電力系統要保持瞬時的平衡,但是需求隨時在波動,并且電力的存儲目前辦法不多,成本很高,而消費者也往往缺乏足夠的拘束手段與經濟激勵去改變自身的用電行為以促進系統的平衡。因此,依靠供應側的調整成為保持系統隨時平衡的基本手段,在不同的時間尺度上,這對應于系統的調峰、調頻等服務。 

        從消費者的角度,電是高度均一標準化的商品,這一點區別于大部分的其他商品,其消費的每一度電都是沒有區別的,不可能也沒有必要區分消費的到底是火電還是水電。不同來源、地區的電力,對于消費者而言是可以充分替代的。因此,電力的競爭,往往是簡單價格的競爭,而不像其他商品,存在偏好、質量、習慣等方面的區別。電力的調度,也不需要像其他商品一樣(比如快遞),需要嚴格的源——目的地匹配,只需要保證生產與消費同樣的數量即可。 

      但是,從供應側而言,電力著實不是一個均一的商品。不同機組具有不同的長期發電成本,從最低的水電,到最貴的光伏乃至一些其他的先進技術發電(比如燃料電池),以及不同的可變與固定成本的構成。從維持系統平衡來看,沒有任何一種發電類型可以完美無成本的復制負荷曲線的形狀,而可控機組出力的可預測性與可再生能源的隨機性也存在較大的區別。這些出力的特點與變動的需求結合,在電力的價值上具有很豐富的含義。 

      波動性意味著電力的時間價值不同 

      短期內,波動性意味著不同的時點,系統的需求與供應匹配的程度不同,電力的價值會隨著需求的旺盛(負荷高峰)而提高,隨著需求的低迷(負荷低谷)而下降。發現這種價值的區別是電力市場的基本功能,表現為電力價格的波動。以德國批發電力市場為例,2012年,其日前價格在-222歐元/MWh與210歐元/MWh之間,波幅是平均價格(大致40歐元/MWh)的十倍。電力市場是逐小時出清的,也沒有對輸電阻塞的考慮,但是每年將存在2.6萬(實時價格、日內價格與日前價格×8760小時)個電力價格水平。而美國德州電力市場,是以5分鐘為周期出清的,那么就意味著存在對應于不同時刻的30億個電力價格。 

      波動性意味著不同特點機組的組合是長期成本最低的 

      從更長的時間尺度來看,這種波動性意味著系統的負荷在隨時變化,必然有部分(甚至大部分)機組在較多的時間內處于低于銘牌出力的狀態。從持續負荷曲線看,可以根據利用小時數離散化,分為基荷、腰荷以及峰荷,體現系統的波動程度?;煽梢杂写笥?000小時的利用率,適合一些低可變成本的機組(比如水電、核電),而峰荷的利用率通常只有幾百小時,一些小的,單位千瓦投資低的機組就有優勢了,平攤到利用小時的成本要大大低于一些巨無霸、資產密集型機組。這種機組,其能源效率將變得無關緊要。 

      可再生并入系統意味著波動性的加大 

      可再生能源通常以邊際成本低的優勢,以零報價上網,在壓低市場價格的同時,獲得市場份額,優先滿足或低或高的電力需求。因此,系統中的其他電源,將面臨扣除可再生能源出力之外的凈負荷。這一凈負荷曲線往往比原負荷曲線的波動幅度更大(主要是由于風電的出力特性),波動更加頻繁(太陽能出力在秒到分鐘級別的波動)。在可再生能源出力大出系統總負荷情況越來越多的情況下,凈負荷低于0意味著系統的基荷完全消失了。系統更需要一些固定成本小的發電類型,而這類機組,往往是可變成本更高的。因此長期的系統成本,很可能會大大高于沒有可再生能源大發展的情況。 

      著眼于最優系統結構的規劃與投資決策 

      隨著第三產業與居民負荷的增長,可再生能源的日益增多,未來的系統,無疑會是一個更少基荷、更頻繁的爬坡、更多備用的系統。這無疑將對未來的發電與電網投資具有很強的含義。除了可再生能源之外的其他電源形式,將只會擁有越來越少的利用水平,以及在更短周期與更少機會內回收固定投資。未來的電力系統,似乎需要日益成為一個輕資產的系統。在部分區域,由于可再生能源(包括水電)的統治地位,天然氣發電,往往會具有比煤電更低的長期平均發電成本。 

      這一系統特點的演變,必須在十三五規劃以及相關的發展思路中予以顯性的考慮。以回答“最優的電源結構是什么”的問題為基礎,決定包括煤電、氣電以及各種可再生能源的發展規模與節奏。區別于以往的“大力”、“積極”、“審慎”等抽象形容詞,這一價值標準將能夠更加有效地指導新的機組投資與電源結構的變化。 

      

    信息來源:中國能源網

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