中國工程院院士饒宏：獨立儲能參與輔助調頻市場的交易大幕已拉開

　　10月21日，2023能源綠色低碳技術創(chuàng)新論壇在廣州舉辦。中國工程院院士，南方電網(wǎng)首席科學家饒宏院士演講時表示，從全國和南方區(qū)域的電源結構看，新型能源體系和新型電力系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生了很大變化。光伏成為僅次于煤電的第二大發(fā)電電源，今年上半年，可再生能源的裝機已經(jīng)超過了13億千瓦超過了煤電。

　　饒宏院士預計：到2060年，風電、光伏等新能源發(fā)電的裝機規(guī)模將會提高到75%，煤電會由現(xiàn)在的49%降低到10%左右，電源結構會發(fā)生根本性的變革。

　　饒宏院士團隊對南方區(qū)域的新型電力系統(tǒng)的演化做了一個推演。他們預計：2030年，新能源裝機將會達到40%成為第一大裝機電源;2050年新能源將成為第一大發(fā)電量的電源;2060年會成為供電主體電源。

　　他還談到了當下最熱的儲能行業(yè)。他指出，廣東是儲能產(chǎn)業(yè)最熱的區(qū)域，有非常好的產(chǎn)業(yè)基礎。在儲能的產(chǎn)業(yè)鏈里分布也在全國居首，很多是處于這個行業(yè)的龍頭企業(yè)。3月份印發(fā)的《廣東省新型儲能參與電力市場交易實施方案》對新型儲能全面參與市場交易提供了一個政策的支持。他強調，在中長期交易方面，獨立儲能可以參與年度、月度、多日等周期的雙邊協(xié)商、掛牌和集中交易。

　　針對南方總調近日印發(fā)的《第三方獨立主體參與南方區(qū)域調頻及跨省備用輔助服務市場交易實施規(guī)則》，饒宏院士認為，充放電的通向指令持續(xù)時間不小于一小時的電化學儲能電站可以參與南方區(qū)域的調頻服務市場，這也拉開了獨立儲能參與輔助調頻市場的交易的大幕。

　　以下是饒宏院士的演講實錄(有刪減)。

　　尊敬的趙院士、雷院士，尊敬的各位領導、各位專家、各位來賓：大家好!我簡單地給大家分享一下我們對儲能的一些認識。

　　我國正在加快新型能源體系和新型電力系統(tǒng)的建設，也就是大家說的兩型建設。從全國和南方區(qū)域的電源結構看，實際上已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，到去年底，全國的電源裝機是25.6億千瓦，用電量是8.6萬億千瓦時，其中風電+光伏，它的裝機和電量的占比分別是29.6%和13.7%。在我們南方區(qū)域來看，我們的可再生能源的裝機占比超過了56%，發(fā)電量也超過了50%，這個是超過了火電的，剛才劉局長也談到了廣東的情況。

　　到今年上半年，這個電力的裝機繼續(xù)延續(xù)了綠色低碳發(fā)展的趨勢，其中可再生能源的裝機已經(jīng)超過了13億千瓦，這是全國的情況。非常重要的標志是超過了煤電。光伏成為僅次于煤電的第二大發(fā)電電源。

　　從全國風電和光伏的情況來看，它的裝機和發(fā)電量已經(jīng)提高到了32%和16.7%，都分別增長了兩個百分點，這個意義是非常大的。對于南方電網(wǎng)的區(qū)域來看，我們今年的新能源裝機超過了1億千瓦，新增的發(fā)電量里面，80%都來自新能源，這些都是非常重要的風向標。

　　正如我們所感受到的，中國的能源結構正在發(fā)生著轉型。那我們從碳中和的宏觀角度，我們預計到2060年，風電、光伏等新能源發(fā)電的裝機規(guī)模將會提高到75%，現(xiàn)在是30%多，煤電會由現(xiàn)在的49%降低到10%左右，電源結構會發(fā)生根本性的變革。

　　我們的團隊也對南方區(qū)域的新型電力系統(tǒng)的演化做了一個推演，我們是以新能源的裝機和發(fā)電量作為指標。2030年，我們預計裝機要到40%，成為第一大裝機電源。到2050年，成為第一大發(fā)電量的電源。到2060年，會成為供電的主體電源，這當然是我們比較理想的愿景。要實現(xiàn)這樣的愿景，肯定會碰到非常多的挑戰(zhàn)。

　　我們團隊也預測了一下，到2060年，就南方區(qū)域來看，我們新能源瞬時的滲透率將達到95%，實際上今年組網(wǎng)和云南電網(wǎng)的滲透率也非常高了，到了30%多，云南甚至到了50%多。到2060年瞬時的滲透率比較高，而全年有30%的時間滲透率都會超過50%。這樣一個系統(tǒng)，電力電子化的趨勢是非常明顯的，其中一個很重要的特征就是系統(tǒng)慣量的下降。在未來的系統(tǒng)里面，頻率穩(wěn)定會成為影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定的一個重要因素，要引起我們的高度重視。

　　新能源發(fā)電缺乏慣性，儲能等變流器的電力電子設備具有很好的動作速度和響應速度，可以提供虛擬慣量的支撐。這個圖表示當我們系統(tǒng)造成較大的擾動的時候，大的直流閉鎖了，一下子就缺了幾百萬，甚至上千萬。這個時候系統(tǒng)的頻率會以什么樣的速度往下降，這個表示了慣性，曲線越陡，表示頻率的初始變化率越大，系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定水平就會越弱，這是一個分析。

　　我們預計南方電網(wǎng)的結構未來會發(fā)生變化，我們的初始頻率變化率會以這樣一個趨勢發(fā)展。我們也知道我們系統(tǒng)發(fā)電的調頻大概是3秒鐘才能起作用，我們希望系統(tǒng)遭受擾動的時候，它的初始頻率變化率的速度不要大于每秒0.3赫茲。當我們調頻動作的時候能夠保持這個系統(tǒng)的穩(wěn)定。按照我剛才說的高滲透率來發(fā)展，如果不采取措施的話，可能到2060年，大的直流閉鎖的時候，它可能一秒鐘就會達到電網(wǎng)的第三道防線。而我們配置的系統(tǒng)里面，如果配置的這些具有慣量控制的儲能，當然還有其他的，包括直流等等，這些變流器、控制器能夠發(fā)揮作用，我們當然也需要有一定的煤電保底，是有利于支撐我們解決這個難題的。從這個曲線里面我們也能看到，藍色的線是沒有配置慣量控制的初始頻率變化綠。到2035年以后，隨著煤電的退役，初始頻率變化率會變得更加敏感。

　　我們如果把我們系統(tǒng)里面，總裝機容量里面大約5%到10%的變流器，讓它都配置這樣的虛擬慣量控制，也就變成了綠色的這條線，這個是能夠適應未來系統(tǒng)頻率對穩(wěn)定的要求。

　　從這個側面來看，新型電力系統(tǒng)是希望儲能能夠為電網(wǎng)提供一定的韌性。這里有一個預測的數(shù)據(jù)，我們有不同的專家團隊也預測到，到2060年，我們的儲能有可能達到14億千瓦的量級。所以，未來對我們新型電力系統(tǒng)的支撐作用是大家非常期待的，包括今天我們這個論壇，大家一起分享我們的經(jīng)驗，探討未來發(fā)展的思路。

　　接下來，我簡單跟大家介紹一下南方區(qū)域發(fā)展新型儲能的一些舉措。

　　儲能現(xiàn)在非常熱，大家也知道，涉及儲能的企業(yè)，據(jù)說有的統(tǒng)計已經(jīng)超過了12萬+，廣東也是儲能產(chǎn)業(yè)最熱的區(qū)域，我們有非常好的產(chǎn)業(yè)基礎。在儲能的產(chǎn)業(yè)鏈里，分布也在全國居首，很多是出于這個行業(yè)的龍頭企業(yè)。

　　我們也根據(jù)有關聯(lián)盟的統(tǒng)計，全國發(fā)布了很多推動支持儲能發(fā)展的政策，其中廣東是比較多的，我們有100多項，覆蓋了頂層設計、產(chǎn)業(yè)支持、管理規(guī)范、電力市場等各個方面。特別是今年以來，大力推動新型儲能產(chǎn)業(yè)的高質量發(fā)展，這個是我們的一個重要目標，我們要把新型儲能打造成為廣東省制造業(yè)當家的戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)，這個很好地激發(fā)了產(chǎn)業(yè)的活力、市場的活力。

　　廣東省各個地區(qū)也積極地響應，出臺了一大批地方性的政策，包括通過投資的補貼，充放電的補貼，金融支持政策等各種形式，來鼓勵新型儲能做優(yōu)，產(chǎn)業(yè)做大。

　　我們知道電力系統(tǒng)是儲能發(fā)揮作用的平臺，省能源局、南方能監(jiān)局等在2018年就發(fā)布了南方電力現(xiàn)貨市場的規(guī)則，紅色的這一部分都與儲能參與中長期現(xiàn)貨市場，輔助服務市場，這些能夠推動儲能發(fā)展做了頂層設計。

　　從2017年修訂兩個細則，到2018年，在廣東首個電廠，它的火電和儲能聯(lián)合調頻項目入市，到2021年進一步拉大，一直到今年第三方獨立儲能參與市場的獨立運行和交易，這些規(guī)則和細節(jié)的發(fā)布，這樣一個歷程也反映出我們儲能和市場體制機制的密切關系和相互作用。

　　我們把南方電力市場的體系做了梳理，綠色的部分是輔助服務市場，這個輔助服務市場是最能體現(xiàn)和發(fā)現(xiàn)新型儲能資源的價值和優(yōu)勢。目前，南方區(qū)域的調頻市場已經(jīng)覆蓋了5個省區(qū)，在貴州、廣西、海南，調頻服務市場也開始運行，我們的備用市場也正式啟動了試運行，當然還有其他的慣量、爬坡等等，還有待于我們開發(fā)，我們說這個市場還有潛力。

　　廣東能源局、南方能監(jiān)局今年3月份印發(fā)了《廣東省新型儲能參與電力市場交易實施方案》，這個里面對新型儲能全面參與市場交易提供了一個政策的支持。在中長期交易方面，獨立儲能可以參與年度、月度、多日等周期的雙邊協(xié)商、掛牌和集中交易。在全電量與現(xiàn)貨市場的交易方面，全電量參與現(xiàn)貨市場的出清，在輔助服務交易方面，獨立儲能和電源側儲能按照南方區(qū)域輔助交易規(guī)則可以報量、報價來參與相關的調頻和備用等輔助服務的交易，這為我們新型儲能全面參與市場交易提供了政策依據(jù)。

　　南方總調近日也印發(fā)了《第三方獨立主題參與南方區(qū)域調頻及跨省備用輔助服務市場交易實施規(guī)則》，充放電的通向指令持續(xù)時間不小于一小時的電化學儲能電站，就可以參與南方區(qū)域的調頻服務市場，這也拉開了獨立儲能參與輔助調頻市場的交易的大幕。

　　那么構建新型能源體系下的新型電力系統(tǒng)，我們在電源側、電網(wǎng)側和用戶側的儲能，參與電網(wǎng)調節(jié)，從而發(fā)揮系統(tǒng)性、全局性優(yōu)勢。我們南方電網(wǎng)牽頭組建了新型儲能國家制造業(yè)創(chuàng)新中心，在上一周通過了工信部組織的專家評審。這個中心聚焦大容量、高安全、長壽命、高效率的規(guī)?；瘍δ芗夹g和裝備，關鍵共性技術和規(guī)?；闹渭夹g，并且建立了相應的實驗基地，來推動新型儲能技術和裝備的迭代升級、推廣應用。我也非常歡迎今天來自各界的企業(yè)、專家、代表能夠參與我們這個中心的工作。

　　我們這次論壇聚焦新型儲能技術，我也相信通過今天的論壇，大家能夠得到新的啟發(fā)，獲得新的思想，我們也建立新的聯(lián)系。(智靈財經(jīng)·儲能研究院)