高质量建成新型电力系统，加速发展低零碳灵活性资源.pdf

高质量建成新型电力系统，加速发展低零碳灵活性资源2024.6rmi.org/2高质量建成新型电力系统，加速发展低零碳灵活性资源关于落基山研究所（RMI）落基山研究所(RockyMountainInstitute,RMI)是一家于1982年创立的专业、独立、以市场为导向的智库，与政府部门、企业、科研机构及创业者协作，推动全球能源变革，以创造清洁、安全、繁荣的低碳未来。落基山研究所着重借助经济可行的市场化手段，加速能效提升，推动可再生能源取代化石燃料的能源结构转变。落基山研究所在北京、美国科罗拉多州巴索尔特和博尔德、纽约市及华盛顿特区设有办事处。rmi.org/3高质量建成新型电力系统，加速发展低零碳灵活性资源作者落基山研究所：陈梓浩，高硕，李婷，刘雨菁，刘子屹，田嘉琳，张沥月，周勤清华大学能源互联网创新研究院：戴璟，高钰，孟垚，秦佩欣，许庆宇中国电建集团青海省电力设计院有限公司：李洛，吕钧章作者姓名按姓氏首字母顺序排列。联系方式刘雨菁，yujingliu@rmi.org张沥月，liyue.zhang@rmi.org引用建议张沥月，许庆宇，刘雨菁等.高质量建成新型电力系统，加速发展低零碳灵活性资源，落基山研究所，2024,https://rmi.org.cn/insights/clean_power_system_flexibility_resourcesRMI重视合作，旨在通过分享知识和见解来加速能源转型。因此，我们允许感兴趣的各方通过知识共享CCBY-SA4.0许可参考、分享和引用我们的工作。https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/除特别注明，本报告中所有图片均来自iStock。鸣谢本报告作者特别感谢以下来自企业和研究机构的专家对报告撰写提供的洞见与建议。陈耀国家电网青海省电力公司鲁宗相清华大学能源互联网创新研究院申展中国南方电网有限责任公司张文松中国电建集团青海省电力设计院有限公司特别感谢ClimateImperativeFoundation对本报告的支持。本报告所述内容不代表以上专家和所在机构，以及项目支持方的观点。作者与鸣谢rmi.org/4高?量D?成新型电力系统，加?发??低?*碳灵活性资源目录导言7一、充裕的灵活性是新型电力系统的核心特征.....91.1新型电力系统的特征...91.2电力系统灵活性的内涵...101.3电力系统灵活性的供需平衡..121.4电力系统灵活性充裕度评估指标体系.....151.4.1灵活性指标综述....151.4.2直观型灵活性指标体系设计....18二、加速发展低零碳灵活性技术迫在眉睫..202.1中国电力系统灵活性供需的具体现状.....202.2电力系统灵活性技术概况.....212.2.1源侧灵活性技术....222.2.2储侧灵活性技术....232.2.3荷侧灵活性技术....252.2.4网侧灵活性技术....27三、省级电力系统灵活性分析-以青海省和广东省为例.....283.1新能源外送大省低零碳灵活性技术的大规模应用.....283.1.1青海省构建零碳电力系统的现状与愿景....283.1.2青海省2023-2030年电力系统灵活性评估..293.2电力消费大省的系统灵活性挑战与应对之道.373.2.1广东省构建零碳电力系统的现状与愿景....373.2.2广东省2023-2030年电力系统灵活性评估..383.3小结..49四、政策建议....50附录....52附录一确定型灵活性指标计算公式..52附录二青海省电力模型关键输入、假设和结果..54附录三广东省电力模型关键输入、假设和结果..55rmi.org/5高?量D?成新型电力系统，加?发??低?*碳灵活性资源图表目录图表1各组织对电力系统灵活性的定义..9图表2部分国际知名学者对灵活性的定义.....10图表3不同时间尺度的电力系统灵活性供需情况.11图表4美国加州春季（3月-5月，2015-2023年）最低净负荷日的净负荷小时曲线.12图表5美国得克萨斯州2021年2月极端低温下用电负荷（2月7日至2月13日）..14图表6中国风电、光伏、水电利用小时数年度变化15图表7灵活性指标类型总结.15图表8FlexibilityChart示意图16图表9山东省2019年单小时净负荷爬坡持续时间曲线（模拟数值）..17图表10灵活性缺额不同时间尺度折线图（例图）.18图表11本报告设计的灵活性指标体系示意图....19图表12中国各类型发电装机占比（2011-2023年）.20图表13各类灵活性技术评分..21图表14直流输电技术比较...27图表15青海省2030年枯水季（1月）和丰水季（7月）日内平均负荷与新能源发电能力（模拟结果）..30图表16青海省2023-2030年各月最大1小时向上和向下调节需求（模拟结果）..30图表17青海省枯水季（1月）和丰水季（7月）日内1小时爬坡需求年度变化（模拟结果）...31图表18青海省枯水季（1月）和丰水季（7月）日内8小时爬坡需求年度变化（模拟结果）...31图表19既有政策情景下青海省2023-2030年系统灵活性充裕度指标雷达图（模拟结果）..32图表20既有政策情景下青海省2023-2030年资源灵活性参数类指标雷达图（模拟结果）..32图表21既有政策情景下青海省2023-2030年资源灵活性可利用空间类指标雷达图（模拟结果）....33图表22既有政策情景下青海省2023-2030年资源灵活性爬坡类指标雷达图(左侧：1小时向上爬坡；右侧：1小时向下爬坡)（模拟结果）..33图表23青海省2023-2030年需求响应情景较既有政策情景日内最大1小时向下调节变化天数占比（模拟结果）.34图表24青海省储能需求响应情景和既有政策情景储能发电量对比(左：电化学储能；右：抽水蓄能)（模拟结果）34图表25青海省需求响应情景和既有政策情景向下爬坡缺额对比（模拟结果）..35图表26青海省源荷复合情景和需求响应情景火电发电量对比（模拟结果）....35图表27青海省源荷复合情景和需求响应情景弃风弃光量对比（模拟结果）....36图表28青海省既有政策情景下省内输电平均利用率（左）和阻塞率（右）（模拟结果）...36图表29海西地区至西宁及周边地区通道2030年枯水季（1月，上）和丰水季（7月，下）日内各小时平均利用率（模拟结果）.....37图表30广东省2030年不同季节平均日内负荷和新能源出力（模拟结果）.....39图表31广东省2025年和2030年不同季节日内平均1小时灵活性调节需求（模拟结果）...40rmi.org/6高?量D?成新型电力系统，加?发??低?*碳灵活性资源图表32广东省2025年和2030年不同季节日内平均8小时灵活性调节需求（模拟结果）...40图表33既有政策情景下广东省2023-2030年系统灵活性充裕度指标雷达图（模拟结果）..41图表34既有政策情景下广东省2023-2030年资源灵活性参数类指标雷达图（模拟结果）..41图表35既有政策情景下广东省2023-2030年资源灵活性可利用空间类指标雷达图（模拟结果）...