近日，國(guó)家能源局再次修改《可再生能源電力配額及考核辦法》，形成第二輪征求意見(jiàn)稿，對(duì)可再生能源配額制的制定、實(shí)施及其配套的綠證交易制度和監(jiān)督考核措施做了進(jìn)一步完善。這是國(guó)家能源局繼3月23日印發(fā)《可再生能源電力配額及考核辦法(征求意見(jiàn)稿)》之后今年再度出手對(duì)可再生能源配額制進(jìn)行意見(jiàn)征求。

“可再生能源配額制”是我國(guó)可再生能源“十五”規(guī)劃中的一項(xiàng)重要政策建議。其基本要義是，國(guó)家以法律形式規(guī)定可再生能源發(fā)電需在地區(qū)電力建設(shè)中保持或占有一定比例，與配額比例相當(dāng)?shù)目稍偕茉措娏靠稍诟鞯貐^(qū)(各電網(wǎng))間交易，以解決地區(qū)間存在的可再生能源資源的差異問(wèn)題。

數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)可再生能源近年來(lái)發(fā)展迅速，水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)容量穩(wěn)居全球首位，2016年底，我國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)5.7億千瓦，約占全部電力裝機(jī)的35%。但是，可再生能源的整體利用效率仍處于較低水平，其發(fā)電量的所占比重僅為26%，其中，非水可再生能源發(fā)電量所占比重不足8%。水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電的電網(wǎng)接入和市場(chǎng)消納困難，嚴(yán)重影響到可再生能源產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

可再生能源配額制的建立讓可再生能源的消納前景值得期待。但是，有一個(gè)問(wèn)題依然是擺在可再生能源配額制路上的關(guān)卡，那就是各路電能在電力消費(fèi)端的兼容性問(wèn)題。無(wú)法兼容讓各路電能只能在互相封閉的“孤島”上自我消化，消化之余的能源無(wú)處調(diào)配，造成“棄風(fēng)”“棄光”“棄水”現(xiàn)象嚴(yán)重。如何解決?專家支招新型智能電網(wǎng)。

能源消費(fèi)端將發(fā)生巨變

“終端電能比例(我國(guó)電能占終端能源消費(fèi)比重)現(xiàn)在是22%左右，相信未來(lái)可以提高到50%。”天津大學(xué)電氣自動(dòng)化與信息工程學(xué)院院長(zhǎng)王成山在近期召開(kāi)的2018中國(guó)可再生能源學(xué)術(shù)大會(huì)上對(duì)我國(guó)電能占終端能源消費(fèi)比重未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了大膽的預(yù)測(cè)。

這一判斷并非空穴來(lái)風(fēng)，早在2016年國(guó)家能源局發(fā)布我國(guó)《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》時(shí)，“不斷提高電能占終端能源消費(fèi)比重”的表述就引起了公眾關(guān)注。

“這意味著未來(lái)電能的需求從性質(zhì)、規(guī)模上都會(huì)發(fā)生很大的變化。”王成山表示，“電為了滿足這樣的需求不得不發(fā)生巨大的進(jìn)步，我們希望未來(lái)電網(wǎng)能夠滿足用電便捷高效的需求，滿足市場(chǎng)充分競(jìng)爭(zhēng)的需求”。

新材料、儲(chǔ)能技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)賦能電網(wǎng)成為現(xiàn)實(shí)需求。各種新技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)電網(wǎng)中提升其水平是智能電網(wǎng)的要義所在，但它最重要的是增加電網(wǎng)資源的配置能力，“爭(zhēng)取能夠支撐大規(guī)模可再生能源發(fā)電的接入”。

“可再生能源發(fā)電機(jī)組和傳統(tǒng)機(jī)組有很大的不同，包括機(jī)組的波動(dòng)性等。”王成山表示，可再生能源分布式和集中式開(kāi)發(fā)并重，無(wú)論風(fēng)電、光電，還是水電，不管自身原來(lái)的發(fā)電規(guī)則使其如何波動(dòng)，遠(yuǎn)距離輸送到終端的功率必須是恒定的，換句話說(shuō)，“在源端波動(dòng)，到了售端還波動(dòng)，這是不允許的”。

未來(lái)，可再生能源裝機(jī)量達(dá)到60%的時(shí)候，電網(wǎng)將不是現(xiàn)在以火電、煤電為主的電網(wǎng)，而是以可再生能源為主導(dǎo)的電網(wǎng)。此外，隨著電動(dòng)汽車數(shù)量的大幅增長(zhǎng)，電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車的友好支撐也成為電能消費(fèi)不得不面對(duì)的問(wèn)題。彼時(shí)，電網(wǎng)將如何運(yùn)行?

“靠配電系統(tǒng)。”王成山說(shuō)。

拋棄大電網(wǎng)不合實(shí)情

除了風(fēng)電、光電、水電等分布式的可再生能源電網(wǎng)，智能電網(wǎng)對(duì)電能傳輸?shù)呐渲煤涂刂七€需要從“大”和“微”兩個(gè)方向著手。“大”是指以傳統(tǒng)電網(wǎng)為主體的大電網(wǎng);“微”為并網(wǎng)型微電網(wǎng)。

當(dāng)前，業(yè)內(nèi)存在一種極端的看法，認(rèn)為“不需要大電網(wǎng)了，分布式和微網(wǎng)把所有的事情都解決了”。對(duì)此，中國(guó)工程院院士杜祥琬并不認(rèn)同。盡管可再生能源的裝機(jī)量持續(xù)增多，但他認(rèn)為，“我們現(xiàn)在還習(xí)慣于依靠大電網(wǎng)”。

傳統(tǒng)電網(wǎng)和可再生能源并不是“二元對(duì)立”，兩者將長(zhǎng)時(shí)間并存，完全拋棄傳統(tǒng)電網(wǎng)系統(tǒng)不符合實(shí)際情況，也容易走向絕對(duì)化的誤區(qū)，造成資源浪費(fèi)。

在杜祥琬看來(lái)，現(xiàn)階段大電網(wǎng)的發(fā)展方向是智能化、高效化，然后逐漸實(shí)現(xiàn)可再生能源友好型，也就是說(shuō)，先解決好如何更好地提高傳統(tǒng)電網(wǎng)和有間歇性的風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等的并網(wǎng)率問(wèn)題。

“電網(wǎng)要進(jìn)一步走向智能化。”杜祥琬說(shuō)，“智能電網(wǎng)要建立在高速雙向通信的技術(shù)上，利用先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、控制方法以及決策支持系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能化。高效的通信網(wǎng)絡(luò)是電網(wǎng)智能化的保證，現(xiàn)在發(fā)展的5G技術(shù)可以使其更加智能，也使用戶能源消費(fèi)更加方便。”

發(fā)展微電網(wǎng)則主要是針對(duì)電力負(fù)荷端的區(qū)域互聯(lián)，強(qiáng)調(diào)就地開(kāi)發(fā)消納。去年7月，為切實(shí)規(guī)范、促進(jìn)微電網(wǎng)健康有序發(fā)展，國(guó)家發(fā)展改革委和國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《推進(jìn)并網(wǎng)型微電網(wǎng)建設(shè)試行辦法》, 指出微電網(wǎng)作為可再生能源并網(wǎng)的一種重要方式，是多能互補(bǔ)集成優(yōu)化的解決方案之一，是電網(wǎng)的組成部分。

微電網(wǎng)是微能源網(wǎng)的重要組成部分。杜祥琬表示，其以能源優(yōu)化利用為導(dǎo)向，是與能源互聯(lián)網(wǎng)有機(jī)連接的智能化區(qū)域能源生產(chǎn)、存儲(chǔ)、調(diào)度、控制的系統(tǒng)。

“它有比較高的能源介入比例，相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行，可通過(guò)能源存儲(chǔ)和優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)本地能源生產(chǎn)與用能負(fù)荷基本平衡，實(shí)現(xiàn)風(fēng)、光、天然氣等各種分布式能源多能互補(bǔ)，可按需與公共電網(wǎng)靈活互動(dòng)。它以用戶為中心，讓用戶參與進(jìn)來(lái)，‘消峰填谷’、實(shí)現(xiàn)供需平衡。”杜祥琬說(shuō)。

智能電網(wǎng)系統(tǒng)互補(bǔ)聯(lián)動(dòng)

我國(guó)能源發(fā)展面臨拐點(diǎn)，拐點(diǎn)在哪兒?走向?yàn)楹?雖然學(xué)界和業(yè)界人士對(duì)可再生能源在未來(lái)能源架構(gòu)中的具體比重各執(zhí)己見(jiàn)，但卻在“未來(lái)智能電網(wǎng)系統(tǒng)的互補(bǔ)聯(lián)動(dòng)”的認(rèn)識(shí)上達(dá)成了基本共識(shí)。

過(guò)去的電網(wǎng)多關(guān)注傳輸時(shí)間，核心物質(zhì)之間的耦合度很低。王成山認(rèn)為，未來(lái)，配電網(wǎng)和用戶之間將實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接，用戶和電網(wǎng)緊密耦合在一起，高度互動(dòng)，雙方都能獲得好的效果。

智能電網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展目標(biāo)是分布式能源的高效利用，同時(shí)滿足多元化需求。要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要解決好電源側(cè)、負(fù)荷側(cè)、電網(wǎng)側(cè)的一系列相關(guān)問(wèn)題。

在兼顧集中式大規(guī)模電源和分布式可再生能源的情況下，如何支撐高比例的電力消納?王成山認(rèn)為，可以通過(guò)多元用戶供需互動(dòng)與能效提升來(lái)實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化，以及通過(guò)電網(wǎng)之間的互動(dòng)助力電網(wǎng)消納能源，“這個(gè)潛力很大”。

“這其中會(huì)有微電網(wǎng)存在，也會(huì)有直流電網(wǎng)存在，還會(huì)有大量的電網(wǎng)電子存在，所有這些會(huì)讓不同配電網(wǎng)之間更好地結(jié)合，使分布式能源更好地服務(wù)于用戶。”王成山說(shuō)。此外，信息化的發(fā)展還會(huì)使配電網(wǎng)成為一個(gè)信息網(wǎng)，達(dá)到配網(wǎng)資源優(yōu)化的目的。

“這些特點(diǎn)會(huì)讓配電網(wǎng)的角色變成一個(gè)可再生能源消納的支撐平臺(tái)和一個(gè)多元化海量信息的支撐平臺(tái)。”王成山表示，目前，我國(guó)已經(jīng)存在約四億多的直流電表，“現(xiàn)在的數(shù)據(jù)傳送還不是很及時(shí)，未來(lái)大量的數(shù)據(jù)上傳以后將會(huì)為能源市場(chǎng)開(kāi)發(fā)、電網(wǎng)服務(wù)的運(yùn)行維護(hù)等帶來(lái)很多便利條件”。

王成山認(rèn)為，未來(lái)配電網(wǎng)的角色和作用會(huì)越來(lái)越重要。在這個(gè)過(guò)程中，技術(shù)發(fā)揮著關(guān)鍵作用，同時(shí)，他也認(rèn)為，只靠技術(shù)發(fā)展還不能完全解決問(wèn)題。

“一定要把體制機(jī)制創(chuàng)新結(jié)合起來(lái)，智能電網(wǎng)才會(huì)實(shí)現(xiàn)更好的應(yīng)用。” 王成山最后說(shuō)。