根【gēn】据《“十四【sì】五”可再生能源发展【zhǎn】规【guī】划》，“十四五”期间可【kě】再生能源发电量增量在全社会用电量增【zēng】量中占比超过50%，风【fēng】电和【hé】太阳能发电量实现翻番。笔【bǐ】者认为，需【xū】在充分认识我国现【xiàn】阶段【duàn】可再生能源与新能源发展【zhǎn】形势与面【miàn】临困【kùn】难基础【chǔ】上，通过自主创新，攻【gōng】克资源潜力【lì】二次评估、风光功率准确预测、灵活负荷需【xū】求【qiú】响【xiǎng】应、源【yuán】网荷储协【xié】同互动四方面关键技术，破【pò】解大规模集中式风电【diàn】/光伏发电并【bìng】网消纳难题，有【yǒu】力【lì】支撑【chēng】“十四五”可再生能源规【guī】划落地实施。
风电光伏成为可再生能源开发利用主体
综合我【wǒ】国可再生【shēng】能源资源条件【jiàn】分布、技术成熟程度、开【kāi】发建设【shè】成本等多【duō】方面因素，“十四五”期间可【kě】再【zài】生能源【yuán】开发利用仍将是以风电光【guāng】伏为代表的可【kě】再【zài】生能源电力为主。
近年来【lái】，我国可再【zài】生【shēng】能源【yuán】实现跨越式发【fā】展，水【shuǐ】电、风电、光伏装机连续17年、12年【nián】和【hé】7年居世界首位。2021年3月《中【zhōng】华人【rén】民【mín】共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远【yuǎn】景目标纲要》就提出，建设黄河上游【yóu】、河西走廊、黄【huáng】河几字湾、冀北【běi】、松辽、新疆、黄河【hé】下游七大陆上新能【néng】源基地【dì】以及藏东南、川滇【diān】黔桂两大水风光综【zōng】合【hé】基地等和海上大规模风电基【jī】地集【jí】群。
风光发电发电量翻番任务艰巨
我国新能源发电发展迅速【sù】，在我国现【xiàn】有电力负荷【hé】分布与电网调节能【néng】力的【de】条件下，“十四五【wǔ】”期间风电和光伏发电量实【shí】现翻番的目标【biāo】任务异常艰巨。尽管我国风光发电的装机占比不【bú】断提高【gāo】，但受到风速、太阳辐照度波动【dòng】性、间歇性的【de】影响，使其平【píng】均【jun1】出力【lì】与额定装【zhuāng】机之比以【yǐ】及【jí】发电小时数均远低于常规发【fā】电，风光【guāng】发电的电量占比远低于其装机【jī】占【zhàn】比。在风光【guāng】发电【diàn】装机规模【mó】不【bú】大、占【zhàn】比【bǐ】不高时，常规发电的调节空间较大，电【diàn】网消【xiāo】纳风光发电的潜力【lì】和【hé】水【shuǐ】平可在技术和市场双重因【yīn】素推动下得【dé】到有效提升。
然而【ér】，目前风光发电在我国【guó】20多个省【shěng】级电网【wǎng】已是【shì】第一或第二大电源，“十四五”期间新能【néng】源的规模化发展【zhǎn】和电网高效消纳利用【yòng】之间的矛盾将更加突出【chū】，风光【guāng】发【fā】电【diàn】量实现翻番的目【mù】标【biāo】任务【wù】异常艰巨。
一是随【suí】着七【qī】大陆【lù】上【shàng】新能【néng】源发电基【jī】地建成投产令【lìng】新能源渗透【tòu】率大幅上升，故消【xiāo】纳需求较之前也大幅增加;
二是低压配电网用户侧海量分布式光伏发电并【bìng】网令日间时段负荷大【dà】幅【fú】降低【dī】，用电需求的减少【shǎo】大大增加了消纳难【nán】度;
三【sān】是电网优先消【xiāo】纳新【xīn】能【néng】源的调度策略令【lìng】常规机组的发电【diàn】计划被进【jìn】一步压【yā】缩，常规机组可调空间使用殆尽;
四【sì】是在现有精度水平下新能源发【fā】电功率预测偏差【chà】绝对值随其装机容【róng】量的增长成比例不断扩【kuò】大【dà】。综上，在现有基础【chǔ】上电网对大规模【mó】集【jí】中【zhōng】式【shì】风光发电消纳水【shuǐ】平的显著提升就变得【dé】非【fēi】常困难。
风光发电保供挑战严峻
“十四五”期间【jiān】我【wǒ】国风光发电面临既要大规模开发、又【yòu】要高水平消纳、更要保【bǎo】障电【diàn】力安【ān】全可靠【kào】供应等多重挑战【zhàn】。
首先，我国经济发展长【zhǎng】期向好，能源电力需求的增长【zhǎng】强劲，即使在现有开发技【jì】术和消费水平下煤炭资源也只能维【wéi】持40年，我国能源【yuán】战略的转型迫在【zài】眉睫，大规模开发风【fēng】光发电是增强能源【yuán】安全【quán】保【bǎo】障【zhàng】能力【lì】、推动【dòng】可【kě】持续发【fā】展的【de】必然选择。
其次，《规【guī】划》明确2030年风电和【hé】太阳能【néng】发电总装机【jī】达12亿千瓦以上，2025年全国可【kě】再生能源【yuán】电力总量消纳责任权【quán】重达33%左右，对【duì】电网新能源消纳能力提出【chū】了新的更【gèng】高【gāo】要求。最【zuì】后，2021年下半年【nián】，受【shòu】多重【chóng】因素影响我国出【chū】现【xiàn】电力供【gòng】应紧张现【xiàn】象，对【duì】经济、生活各方面造成【chéng】不利影响。2022年5月国务院常务【wù】会议【yì】要求确【què】保能【néng】源供应，绝不允许出现拉闸【zhá】限电。为此【cǐ】，充分发挥【huī】电网配置资源作用，通【tōng】过“需求响应【yīng】优先、有序用电保底【dǐ】、节约用电助力”全力保供【gòng】成为电网的首要任务。
大规模消纳难题亟待关键技术创新破解
高比例大规【guī】模【mó】集【jí】中式风电/光伏的消纳面临以下【xià】五方面难题，亟待【dài】关【guān】键技术创新破解。
首先【xiān】，“十【shí】四五”期间以沙漠、戈壁、荒漠地区【qū】为重点【diǎn】的大规【guī】模风光【guāng】新能源基地是建设重点，全球气候【hòu】变化【huà】、气【qì】象数【shù】据【jù】匮乏、前期【qī】评估失【shī】准等导致这些地区的资源开发潜【qián】力评估【gū】存在【zài】较大偏差，必须对重点区域风光【guāng】资【zī】源开【kāi】发潜力进行二次精准评估，以保障规划、投资和建设的科【kē】学【xué】性。
其次，这些【xiē】基地建成【chéng】投【tóu】产后，必将【jiāng】给【gěi】电力系统新能源【yuán】消纳带来更加严峻的挑战，例如大规模集中式光【guāng】伏发电【diàn】出力特性与电网负荷曲【qǔ】线的时序失【shī】配导致晚【wǎn】高【gāo】峰电力供应紧张【zhāng】、午后低谷【gǔ】消纳困难【nán】，时段性供【gòng】需矛盾愈发尖锐。
再【zài】次，随着气【qì】候变化加剧，极端天【tiān】气出【chū】现次【cì】数不断增【zēng】加，对电网负荷与风【fēng】光发电出【chū】力影响很大，导致【zhì】保供【gòng】风险猛【měng】增，例【lì】如新疆南疆、华北【běi】部【bù】分地区的沙尘【chén】暴【bào】对光伏【fú】发电的影响，寒潮【cháo】、大风、暴雪、暴雨等对风电/光伏发电的影【yǐng】响。第四，水资源富集地区【qū】水电出力【lì】季节性波动【dòng】给电力系统的运行方式【shì】安排与电【diàn】量平【píng】衡计划带【dài】来较大【dà】影响，可再生能源【yuán】消纳困难问题【tí】突出。
最后，受地理条件、建设周期与【yǔ】投资【zī】规【guī】模等因素约束，抽水蓄能电【diàn】站这类优质灵活调节资源较为匮乏，加之【zhī】大规模新能【néng】源基地外送通道、规【guī】模【mó】化安全经济储能【néng】以【yǐ】及跨省跨区电【diàn】力市场交易【yì】的【de】制约，电网【wǎng】的灵活调节【jiē】能【néng】力和运行弹性受限，新能【néng】源充分【fèn】消纳的空间无法保证。
综上【shàng】，从发展形势、技术要求和基本任【rèn】务三个方面，“十四五”期间我国新能源面临【lín】“大规【guī】模开发、高水平【píng】消纳、更可靠【kào】保供”的多重挑战，必须坚持系统观念，统筹电源与电网、新能源与【yǔ】常【cháng】规发电、新能源开发与充分【fèn】消【xiāo】纳之间的【de】关系;必须坚持【chí】创【chuàng】新驱动，围绕资源【yuán】潜力二次评估、风【fēng】光功率【lǜ】准确预【yù】测、灵活负荷需【xū】求响应、源网荷储协同【tóng】互动四方面，通过【guò】先进科学【xué】理论与学科交叉融合，重点攻克数据驱动【dòng】气象【xiàng】资源评估、极端天气下与【yǔ】中长【zhǎng】周期的新能源发电功率【lǜ】预测【cè】、高精度需求【qiú】响应【yīng】基线估计与虚拟电【diàn】厂【chǎng】优化运营、源网荷【hé】储自【zì】律【lǜ】协同【tóng】优化调控等一系【xì】列关键技术，进一步完善电【diàn】力市场【chǎng】交易机制，破解【jiě】大规模集中式风电/光【guāng】伏发电【diàn】的消【xiāo】纳难题【tí】，推动我国能源【yuán】绿色低碳【tàn】转【zhuǎn】型。
