以清洁可再生能源为主的能源结构当前存在一系列挑战,首先其供电过程存在波动性和间歇性,其次会使消纳 端承压,引发弃风、弃光现象,最后也难以解决居民及第三产业用电增加导致的负荷波动问题。
1.新能源发电呈波动性和间歇性
电力系统需保持发电出力(功率)和用电负 荷(效率)的实时平衡,新能源难达要求 · 风电:日内分布昼小夜大,与日内负荷曲线 相反,呈现反调峰特性;季节上夏季出力较小, 与用户侧需求曲线不符 。
光伏:日内受太阳辐射变化,发电水平先增 后减,与用户侧曲线存在时滞,同时受气象条 件影响较大,增加了出力的随机性;季节上, 冬季太阳辐射强度较低,不稳定性较大。
2.新能源发展加压消纳,弃风光频现
随着新能源装机容量的迅速增加,我国部分 优位地区风能、光伏的供电上限大幅抬高,远 远超出其右端消纳能力,发生弃风、弃光现象 造成资源的浪费 。2021年全国弃风率达3.1%,青海、蒙西地 区达到10.7%和8.9%;全国弃光率达2%,西藏 地区甚至达到19.8%,大量可用资源浪费造成的 损失动摇了新能源产业的健康发展。
3. 居民及第三产业用电增加负荷波动
居民和第三产业用电占比不断提高,电网也 需要从适应工业负荷向适应民用负荷过渡,由 于其单体用电规模小、分布零散且运行不规律, 加大了负荷预测的难度 。
随着小型化、多元化的用户终端(如分布式 微电网等)在电力系统中的占比不断提升,用 电负荷波动性将进一步增大。