【到了太陽落山之時，光伏沒了（出力逐步或突然降低），各省電力系統(tǒng)如何應(yīng)對？】

(資料圖片僅供參考)

——《光伏高發(fā)，全國午間谷電蔓延》后續(xù)

（來源：微信公眾號“享能匯” 作者：享能匯工作室）

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本文內(nèi)容包括：

調(diào)節(jié)能力不足，出現(xiàn)棄風(fēng)棄光，山東“爬坡”市場出爐

新型電力系統(tǒng)重要新概念之一：凈負(fù)荷

新型電力系統(tǒng)第二個重要概念——山東爬坡服務(wù)提供者快不快？

三大原因，山東更需要爬坡市場

爬坡，與其說是輔助服務(wù)更新，不如說是山東現(xiàn)貨市場升級

新趨勢：全國晚高峰前移

除了電源側(cè)改革，還有靈活性可中斷負(fù)荷可用

1.調(diào)節(jié)能力不足，出現(xiàn)棄風(fēng)棄光，山東“爬坡”市場出爐

山東光伏已經(jīng)成長為省內(nèi)第二大電源，從煤電大省，發(fā)展到光伏裝機(jī)以及新型儲能裝機(jī)第一大省。

能源轉(zhuǎn)型之際，省內(nèi)的市場規(guī)則更迭頻繁。

8月第二周，山東又迎來一個“首發(fā)”——《山東電力爬坡輔助服務(wù)市場交易規(guī)則(征求意見稿)》（以下簡稱“山東爬坡意見稿”）出臺，這是國內(nèi)首個正式出爐的爬坡品種。

“山東爬坡意見稿”的編制說明對文件起草必要性作出解釋：

“新能源高比例接入對系統(tǒng)靈活爬坡能力提出了迫切需求。截至今年7月底，山東電網(wǎng)新能源裝機(jī)容量已達(dá)7470萬千瓦（其中光伏裝機(jī)5048萬千瓦、占新能源總裝機(jī)67.6%），超過直調(diào)煤電裝機(jī)，占全網(wǎng)總裝機(jī)比例為44.3%。新能源高比例接入和“多光少風(fēng)”的裝機(jī)結(jié)構(gòu)，電網(wǎng)調(diào)度用電負(fù)荷的波動性和不確定性增加，在光伏大發(fā)日中午呈現(xiàn)典型的深V型曲線。”

在山東電力現(xiàn)貨市場運(yùn)行中，部分時段已出現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足的情況，一方面導(dǎo)致產(chǎn)生尖峰電價，增加了用電成本，另一方面增加了系統(tǒng)二次調(diào)頻壓力，不利于電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。

表1:來自“山東爬坡文件”編制說明

所謂爬坡，分為上爬坡和下爬坡。粗暴點(diǎn)解釋*的話，上爬坡，就是指當(dāng)風(fēng)光發(fā)電時，必須有一定量的火電機(jī)組趴在低出力水平，隨時準(zhǔn)備上爬坡，如果風(fēng)光不消失，火電就一直趴在低出力水平做備胎；而下爬坡的目的，則類似于調(diào)峰，減少棄風(fēng)棄電。（*此解釋不計入負(fù)荷波動）

表2:如題

說起來，爬坡就是讓可控電源“做小伏低”，而頂著“主角光環(huán)”的不可控風(fēng)光，方可來去自如。

盈術(shù)華亮CEO張驥告知：“山東以前很少出現(xiàn)棄風(fēng)棄光，但隨著新能源發(fā)電比例的升高，如果不設(shè)法增加調(diào)節(jié)資源，大規(guī)模的棄風(fēng)棄光就難以避免。”

2.新型電力系統(tǒng)重要新概念之一：凈負(fù)荷

新能源裝機(jī)與日俱增的新型電力系統(tǒng)里，“凈負(fù)荷”和“爬坡”是兩個很關(guān)鍵的概念。

參與現(xiàn)貨市場的主體，很熟悉“凈負(fù)荷”概念。

山東電網(wǎng)的系統(tǒng)凈負(fù)荷=電網(wǎng)總負(fù)荷需求-新能源功率-外電聯(lián)絡(luò)線功率-不可調(diào)節(jié)電源出力。

“山東爬坡意見稿”起草說明提到的“深V曲線”，是“鴨子曲線”的進(jìn)化版本。“鴨子曲線”概念最早于2008年提出，“鴨腹”在低位，指日間的凈負(fù)荷需求減少，“鴨脖”在高處，指的是日落時凈負(fù)荷需求劇增。

十幾年來，隨著新能源發(fā)電量的提升，“鴨腹”越陷越深，在國外，也演化成為“峽谷曲線Canyon Curve”（見下圖1）。

圖1:來自ElectricPowerResearchInsituteCEOArshadMansoor描述

再看我們山東今年勞動節(jié)期間，出現(xiàn)連續(xù)負(fù)電價這兩天的分時曲線。

5月1日，早上8點(diǎn)多的負(fù)電價之前2個小時內(nèi)，電價是不是沒有緩坡，幾乎直沖下來的？

5月2日16點(diǎn)以后，電價又是從負(fù)值驟然抬頭上去的，也幾乎沒有緩坡。

圖2:山東電力現(xiàn)貨市場2023/5/1-5/2分時電價數(shù)據(jù)

這就是凈負(fù)荷驟降，凈負(fù)荷驟升。

今年1月1日，山東零售市場開始執(zhí)行新的峰谷系數(shù)，可以看到三點(diǎn)吻合現(xiàn)貨市場規(guī)律：

午間出現(xiàn)深谷時段（深藍(lán)色），和現(xiàn)貨深V曲線吻合。

春、夏、秋季下午的尖峰時段（大紅色），相較之前，都往前移動了1小時，更接近光伏消失的時刻。

冬季14:00-16:00之間，原本是平段-高峰-尖峰的圓滑型線條，現(xiàn)在則是從谷段突然變成尖峰的陡峭型線條。

享能匯制圖3:山東零售市場峰谷系數(shù)變化

2020年加州夏季停電事件中，日落時分凈負(fù)荷飆升也是誘因之一。

8月14日17:00-19:30這段時間內(nèi)，可再生能源提供的負(fù)荷從10032兆瓦降到3094兆瓦，當(dāng)天的凈負(fù)荷高峰在18:55分左右，由于新能源出力驟降，燃?xì)鈾C(jī)組又恰好出現(xiàn)故障，引發(fā)輪停。

享能匯工作室根據(jù)CAISO專家分析改編的畫本《一份致州長的《停電根本原因分析》——美國加州電力故事連載2介紹了詳細(xì)始末（有興趣可以了解輪停始末分析，見下圖3）。

圖3：來自文章：對2020年8月14日加州電力市場凈負(fù)荷高峰描述

3. 第二個重要概念——爬坡，比比誰更快！

爬坡輔助服務(wù)則是圍繞凈負(fù)荷開展的。

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