電力系統(tǒng)可再生能源滲透極限

I目錄

■CONTENTS

第一部分可再生能源滲透極限的成因分析......................................2

第二部分發(fā)電側(cè)的約束因素與優(yōu)化策略........................................4

第三部分電網(wǎng)側(cè)的調(diào)節(jié)能力與靈活性提升......................................6

第四部分需求側(cè)的響應(yīng)潛力與智能調(diào)度.......................................10

第五部分儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)揮作用與協(xié)同優(yōu)化.....................................13

第六部分虛擬電廠的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)模式.........................................15

第七部分市場(chǎng)機(jī)制改革與可再生能源消納.....................................18

第八部分政策法規(guī)激勵(lì)與技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng).......................................21

第一部分可再生能源滲透極限的成因分析

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

可再生能源滲透極限的成因

分析1.間歇性和波動(dòng)性：可再生能源受天氣條件影響較大，其

技術(shù)因素：輸出具有間歇性和波動(dòng)性，給系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來(lái)挑戰(zhàn)。

2.技術(shù)限制：儲(chǔ)能技術(shù)尚未完全成熟，難以滿足長(zhǎng)時(shí)間的

平抑出力需求：電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施也有限,難以完全盜納可再生

能源發(fā)電。

系統(tǒng)穩(wěn)定性

1.頻率穩(wěn)定性：可再生能源發(fā)電的不穩(wěn)定性會(huì)導(dǎo)致頻率波

動(dòng)，威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.電壓穩(wěn)定性：可再生能源發(fā)電出力突變可能會(huì)引起電壓

波動(dòng)，影響電網(wǎng)的正常供電。

3.孤島穩(wěn)定性：當(dāng)大面積可再生能源發(fā)電并入電網(wǎng)時(shí)，局

部故障可能會(huì)導(dǎo)致孤島現(xiàn)象的發(fā)生，影響供電可靠性。

電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)

1.電網(wǎng)規(guī)劃：需要考慮可再生能源的特性，合理規(guī)劃電網(wǎng)

結(jié)構(gòu)和容量，以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和靈活性。

2.電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)：需要調(diào)整調(diào)度策略，引入靈活性和智能化技

術(shù)，以應(yīng)對(duì)可再生能源的間歇性和波動(dòng)性。

3.需求側(cè)管理：通過(guò)需求側(cè)管理措施，優(yōu)化用電負(fù)荷曲線，

降低電網(wǎng)對(duì)可再生能源的依賴性。

市場(chǎng)機(jī)制

1.市場(chǎng)設(shè)計(jì)：需要完善市場(chǎng)機(jī)制，為可再生能源提供穩(wěn)定

的收入來(lái)源，同時(shí)避免對(duì)傳統(tǒng)能源的過(guò)度抑制。

2.價(jià)格機(jī)制：引入動(dòng)態(tài)定價(jià)機(jī)制，反映電網(wǎng)對(duì)可再生能源

的實(shí)際需求，鼓勵(lì)其靈活出力和儲(chǔ)能投資。

3.調(diào)峰補(bǔ)償機(jī)制：建立調(diào)峰補(bǔ)償機(jī)制，鼓勵(lì)發(fā)電企業(yè)對(duì)可

再生能源的間歇性進(jìn)行調(diào)峰，保證電網(wǎng)可靠性。

政策環(huán)境

1.支持政策：出臺(tái)支持可再生能源發(fā)展的政策法規(guī)，包括

補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠和市場(chǎng)準(zhǔn)入等措施。

2.監(jiān)管框架：建立健全的監(jiān)管框架，規(guī)范可再生能源并網(wǎng)

和參與市場(chǎng)活動(dòng)，保障其平穩(wěn)發(fā)展。

3.電價(jià)政策：調(diào)整電價(jià)政策，反映可再生能源的成本和價(jià)

值，促進(jìn)其競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)發(fā)展。

可再生能源滲透極限的成因分析

1.間歇性和波動(dòng)性

可再生能源以風(fēng)能和太陽(yáng)能為代表，具有間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn)。受

天氣條件影響，它們的輸出功率會(huì)出現(xiàn)較大幅度的波動(dòng)和間斷，這給

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性帶來(lái)挑戰(zhàn)。

2.地理分布分散

可再生能源資源分布普遍，但往往與負(fù)荷中心相距甚遠(yuǎn)。這需要長(zhǎng)距

離輸電線路連接，導(dǎo)致輸電損耗增加、穩(wěn)定性下降。

3.電力系統(tǒng)慣性下降

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，熱電廠擁有較大的旋轉(zhuǎn)慣量，可提供系統(tǒng)慣性，抑

制頻率波動(dòng)。隨著可再生能源滲透率提高，旋轉(zhuǎn)慣量下降，使系統(tǒng)對(duì)

擾動(dòng)更加敏感，頻率穩(wěn)定性面臨更大挑戰(zhàn)。

4.頻率調(diào)節(jié)能力不足

可再生能源缺乏傳統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié)能力，無(wú)法及時(shí)響應(yīng)電力系統(tǒng)頻率變

化。這需要其他可調(diào)節(jié)電源（如水電、儲(chǔ)能）提供頻率調(diào)節(jié)服務(wù)，增

加了系統(tǒng)運(yùn)行成本C

5.電壓穩(wěn)定性問(wèn)題

風(fēng)電和光伏發(fā)電具有無(wú)功功率控制能力差的特點(diǎn)。在高滲透率下，它

們可能會(huì)導(dǎo)致電壓波動(dòng)和電壓塌陷，影響其他負(fù)荷正常運(yùn)行。

6.儲(chǔ)能成本高昂

大規(guī)模儲(chǔ)能可有效緩解可再生能源間歇性和波動(dòng)性帶來(lái)的影響。然而,

目前儲(chǔ)能技術(shù)成本仍較高，限制了其廣泛應(yīng)用。

7.系統(tǒng)規(guī)劃和調(diào)度的復(fù)雜性

可再生能源滲透率提高后，電力系統(tǒng)規(guī)劃和調(diào)度變得更加復(fù)雜。需要

考慮可再生能源的不確定性、系統(tǒng)慣性下降和調(diào)峰能力不足等因素，

增加系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

8.電網(wǎng)結(jié)構(gòu)限制

一些電網(wǎng)存在瓶頸限制，阻礙了可再生能源的大規(guī)模接入。例如，輸

電線路容量不足、變電站容量受限等問(wèn)題。

9.政策和市場(chǎng)機(jī)制限制

政府政策、市場(chǎng)機(jī)制和輸電費(fèi)率等因素也可能影響可再生能源的滲透

極限。例如，不合理的補(bǔ)貼政策和缺乏靈活性市場(chǎng)機(jī)制會(huì)抑制可再生

能源的發(fā)展。

10.社會(huì)接受度

可再生能源項(xiàng)目建設(shè)需要占用一定的土地資源，可能會(huì)對(duì)環(huán)境和景觀

造成影響。這需要加強(qiáng)與社會(huì)公眾溝通和協(xié)調(diào)，提升社會(huì)接受度。

第二部分發(fā)電側(cè)的約束因素與優(yōu)化策略

發(fā)電側(cè)的可再生能源滲透極限：約束因素與優(yōu)化策略

可再生能源滲透率不斷提高對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性提出了重大

挑戰(zhàn)，而發(fā)電側(cè)的約束因素直接影響著可再生能源的可滲透極限。

1.可變性和間歇性

可再生能源發(fā)電高度依賴于自然條件，如太陽(yáng)輻射和風(fēng)速，因此其輸

出具有較強(qiáng)的可變性和間歇性。這給電力系統(tǒng)調(diào)度帶來(lái)困難，因?yàn)榭?/p>

再生能源發(fā)電無(wú)法按照負(fù)荷需求進(jìn)行靈活調(diào)整。

2.預(yù)測(cè)不確定性

可再生能源發(fā)電的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)對(duì)于確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定至關(guān)重要。然而，

由于自然條件的不可預(yù)測(cè)性，可再生能源發(fā)電預(yù)測(cè)存在較大的不確定

性。這限制了系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)可再生能源發(fā)電的依賴程度。

3.事故備用支持

優(yōu)化策略

為了提高可再生能源滲透極限，需要采取乂下優(yōu)化策略：

1.提高預(yù)測(cè)精度

通過(guò)采用先進(jìn)的預(yù)測(cè)技術(shù)，如數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，可

以提高可再生能源發(fā)電預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度，從而降低電力系統(tǒng)調(diào)度的風(fēng)險(xiǎn)。

2.增強(qiáng)靈活調(diào)度

優(yōu)化發(fā)電計(jì)劃，增加可調(diào)度的發(fā)電機(jī)組，如燃?xì)廨啓C(jī)和抽水蓄能電站，

可以增強(qiáng)電力系統(tǒng)的靈活調(diào)度能力，彌補(bǔ)可再生能源發(fā)電的波動(dòng)性。

3.儲(chǔ)能系統(tǒng)整合

儲(chǔ)能系統(tǒng)，如電池儲(chǔ)能和抽水蓄能，可以通過(guò)吸收可再生能源發(fā)電的

過(guò)剩能量并將其釋放到需求高峰時(shí)來(lái)平滑可再生能源發(fā)電的波動(dòng)性。

4.區(qū)域互聯(lián)

擴(kuò)大區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)范圍，可以平衡不同地區(qū)的可再生能源發(fā)電，降低

單個(gè)地區(qū)可變性和間歇性的影響。

5.需求側(cè)管理

鼓勵(lì)可再生能源消費(fèi)，如電動(dòng)汽車和儲(chǔ)熱系統(tǒng)，可以轉(zhuǎn)移負(fù)荷并與可

再生能源發(fā)電的變動(dòng)相匹配，提高可再生能源滲透率。

6.市場(chǎng)機(jī)制調(diào)整

優(yōu)化市場(chǎng)機(jī)制，為可再生能源發(fā)電提供適當(dāng)?shù)募?lì)，并懲罰非靈活發(fā)

電機(jī)組，可以促進(jìn)可再生能源發(fā)展和提高電力系統(tǒng)靈活性。

數(shù)據(jù)示例

*根據(jù)國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)（TRENA）的數(shù)據(jù)，到2050年，全球可再

生能源在電力系統(tǒng)中的份額預(yù)計(jì)將從2022年的29%上升至86%o

*在美國(guó)，可再生能源發(fā)電在加利福尼亞州電力系統(tǒng)中已占到60%以

上，而預(yù)測(cè)顯示，到2030年，可再生能源在該州電力系統(tǒng)中的份額

將超過(guò)80%o

*澳大利亞南澳大利亞州電力系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)100%可再生能源供電，

但這種情況依賴于大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)和區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)。

結(jié)論

通過(guò)優(yōu)化發(fā)電側(cè)的約束因素，并采用各種優(yōu)化策略，可以提高電力系

統(tǒng)中可再生能源的滲透極限。這將有助于減少對(duì)化石燃料的依賴，實(shí)

現(xiàn)可持續(xù)的能源未來(lái)。

第三部分電網(wǎng)側(cè)的調(diào)節(jié)能力與靈活性提升

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

儲(chǔ)能技術(shù)

1.大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)（如鋰離子電池、抽水蓄能）可以儲(chǔ)存

多余的可再生能源，并在系統(tǒng)需要時(shí)釋放，緩解電網(wǎng)波動(dòng)并

提高靈活性。

2.分布式儲(chǔ)能（如家庭電池、電動(dòng)汽車）可提供局部調(diào)節(jié)

能力，減輕電網(wǎng)負(fù)荷高峰，并為可再生能源提供備用電源。

3.儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展迅速，成本不斷下降，并與電力電子技術(shù)

相結(jié)合，可提高電網(wǎng)的響應(yīng)性和穩(wěn)定性。

需求側(cè)響應(yīng)

1.通過(guò)智能電表和自動(dòng)化控制系統(tǒng)，消費(fèi)者可以調(diào)整用電

行為，在可再生能源發(fā)電過(guò)剩時(shí)增加用電，或在電力系統(tǒng)緊

張時(shí)減少用電。

2.實(shí)時(shí)定價(jià)機(jī)制可以引導(dǎo)消費(fèi)者根據(jù)電網(wǎng)需求優(yōu)化用電計(jì)

劃，降低用電成本并提高電網(wǎng)靈活性。

3.需求側(cè)響應(yīng)聚合平臺(tái)將分布式消費(fèi)者整合起來(lái)，形成虛

擬電廠，為電網(wǎng)提供大規(guī)模的可調(diào)節(jié)負(fù)荷。

電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化

1.通過(guò)優(yōu)化輸電線路配置和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以提高電網(wǎng)彈性

和可容納更多可再生能源的能力。

2.分散式配電網(wǎng)絡(luò)和微電網(wǎng)可以增強(qiáng)局部靈活性，減少對(duì)

集中式輸電系統(tǒng)的依賴性。

3.智能配電網(wǎng)技術(shù)，如配電自動(dòng)化和分布式能源管理系統(tǒng)，

可以提高電網(wǎng)的感知力和控制能力。

電力電子技術(shù)

1.高壓直流輸電（HVDC）和柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）

等電力電子技術(shù)可以增強(qiáng)電網(wǎng)的輸電能力，促進(jìn)可再生能

源的遠(yuǎn)距離傳輸。

2.電力電子逆變器可將可再生能源發(fā)電與電網(wǎng)同步，并提

供靈活的無(wú)功和有功調(diào)節(jié)能力。

3.隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，其成本和效率不斷提高，為

電網(wǎng)靈活性提升提供了更多經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的解決方案。

虛擬電廠

1.虛擬電廠將分散式可再生能源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、需求側(cè)響應(yīng)

等資源集合起來(lái)，形成一個(gè)可調(diào)度、靈活的電廠。

2.通過(guò)云平臺(tái)和先進(jìn)的控制算法，虛擬電廠可以優(yōu)化資源

配置，提供電網(wǎng)級(jí)調(diào)節(jié)能力。

3.虛擬電廠可以促進(jìn)可再生能源的并網(wǎng)，增強(qiáng)電網(wǎng)的彈性

和穩(wěn)定性。

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)

1.人工智能（AI）和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）技術(shù)可以分析大數(shù)據(jù)，

預(yù)測(cè)可再生能源發(fā)電和電力負(fù)荷，優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)度和控制策

略。

2.ML算法可用于優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)和需求側(cè)響應(yīng)計(jì)劃，提高電

網(wǎng)的靈活性。

3.AI和ML正處于快速發(fā)展階段，有望在未來(lái)進(jìn)一步提高

電網(wǎng)的可再生能源滲透極限。

電網(wǎng)側(cè)的調(diào)節(jié)能力與靈活性提升

隨著可再生能源（RE）在電力系統(tǒng)中滲透率不斷提高，對(duì)電網(wǎng)調(diào)節(jié)能

力和靈活性的需求變得至關(guān)重要。為了整合高比例的間歇性RE,必

須解決以下關(guān)鍵挑戰(zhàn)：

調(diào)節(jié)能力不足

間歇性RE的發(fā)電輸出波動(dòng)很大，導(dǎo)致電網(wǎng)頻率和電壓波動(dòng)。電網(wǎng)調(diào)

節(jié)能力是指系統(tǒng)快速響應(yīng)頻率和電壓變化的能力，以保持電網(wǎng)穩(wěn)定。

靈活性不足

靈活性是指系統(tǒng)根據(jù)需求變化快速調(diào)整發(fā)電或負(fù)荷的能力。高比例的

RE會(huì)增加對(duì)靈活性資源的需求，因?yàn)樗鼈儫o(wú)法隨時(shí)隨地提供所需的

電力。

緩解措施

為了解決這些挑戰(zhàn)，需要采取以下措施來(lái)提高電網(wǎng)側(cè)的調(diào)節(jié)能力和靈

活性：

1.靈活發(fā)電資源的整合

*天然氣調(diào)峰電廠：這些電廠具有快速啟動(dòng)和響應(yīng)能力，可為可變RE

發(fā)電提供頻率和電壓調(diào)節(jié)。

*抽水蓄能：抽水蓄能系統(tǒng)可以在高需求時(shí)釋放電力，而在低需求時(shí)

泵水回儲(chǔ)層，提供靈活的調(diào)節(jié)和儲(chǔ)能能力。

*分布式能源：太陽(yáng)能光伏、風(fēng)能和電池儲(chǔ)能等分布式能源可以提供

本地化調(diào)節(jié)和靈活性，幫助平衡電網(wǎng)波動(dòng)。

2.需求側(cè)靈活性

*負(fù)荷響應(yīng)計(jì)劃：鼓勵(lì)消費(fèi)者在高峰時(shí)段減少用電量，從而降低對(duì)調(diào)

節(jié)資源的需求。

*可控負(fù)載：電動(dòng)汽車(EV)和熱泵等可控負(fù)載可以基于電網(wǎng)需求

進(jìn)行調(diào)整，提供靈活性。

*虛擬電廠：將分右式能源和可控負(fù)載聚合為虛擬電廠，可以提供大

規(guī)模的調(diào)節(jié)和靈活性服務(wù)。

3.電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)

*先進(jìn)測(cè)量基礎(chǔ)設(shè)施(AMI)：AMI提供實(shí)時(shí)電網(wǎng)數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)操作員

能夠更好地預(yù)測(cè)和響應(yīng)可變RE發(fā)電。

*可再生能源集成技術(shù)：變頻器、有功無(wú)功協(xié)調(diào)器和儲(chǔ)能系統(tǒng)等技術(shù)

可以幫助整合RE并增強(qiáng)電網(wǎng)靈活性。

*智能配電網(wǎng)：使用分布式傳感器、自動(dòng)化設(shè)備和通信技術(shù)優(yōu)化配電

網(wǎng)絡(luò)，提高電網(wǎng)彈性和靈活性。

4.市場(chǎng)機(jī)制創(chuàng)新

*輔助服務(wù)市場(chǎng)：建立市場(chǎng)機(jī)制，向提供調(diào)節(jié)和靈活性的資源提供補(bǔ)

償，鼓勵(lì)投資和創(chuàng)新。

*容量市場(chǎng)：確保系統(tǒng)中有足夠的容量來(lái)滿足高峰需求，并為提供靈

活性資源的供應(yīng)商提供激勵(lì)。

*批發(fā)電力市場(chǎng)改革：重新設(shè)計(jì)電力市場(chǎng)，以考慮可變RE的特點(diǎn),

并鼓勵(lì)投資靈活性資源。

數(shù)據(jù)支持

根據(jù)國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)（IRENA）的數(shù)據(jù)，截至2022年，全球RE

發(fā)電量占總發(fā)電量的29%o預(yù)計(jì)到2050年，RE發(fā)電量將增長(zhǎng)至總

發(fā)電量的90%o

一項(xiàng)針對(duì)美國(guó)電力系統(tǒng)的研究發(fā)現(xiàn)，到2030年，僅可變RE的容量

就可能達(dá)到需求峰值的50%以上。這將需要大幅提高電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能

力和靈活性，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠。

結(jié)論

提高電網(wǎng)側(cè)的調(diào)節(jié)能力和靈活性對(duì)于整合高比例的RE至關(guān)重要。通

過(guò)整合靈活發(fā)電資源、提高需求側(cè)靈活性、升級(jí)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和創(chuàng)新

市場(chǎng)機(jī)制，可以解決與間歇性RE相關(guān)的挑戰(zhàn)，并實(shí)現(xiàn)安全可靠的電

力系統(tǒng)。

第四部分需求側(cè)的響應(yīng)潛力與智能調(diào)度

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

【需求側(cè)的響應(yīng)潛力】

1.需求響應(yīng)是一種通過(guò)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制調(diào)節(jié)電力需求的方

式，可平衡電網(wǎng)供需，提高可再生能源利用率。通過(guò)設(shè)置不

同時(shí)間段的電價(jià)差異，鼓勵(lì)用戶在低價(jià)時(shí)段用電，減少高

峰時(shí)段的用電量。

2.需求側(cè)管理技術(shù)不斷發(fā)展，如智能電表、家庭能源管理

系統(tǒng)等，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制用戶電器設(shè)備的運(yùn)行，優(yōu)化用電

時(shí)間和方式。

3.能效措施的推廣和普及，如推廣節(jié)能家電、鼓勵(lì)綠色出

行等，可以從根本上降低用電需求，緩解電網(wǎng)壓力。

【智能調(diào)度】

需求側(cè)的響應(yīng)潛力與智能調(diào)度

需求側(cè)響應(yīng)（D求）

需求側(cè)響應(yīng)是指在系統(tǒng)高峰負(fù)荷時(shí)段，消費(fèi)者通過(guò)改變用電行為來(lái)調(diào)

節(jié)電網(wǎng)負(fù)荷的技術(shù)和策略。DSR分為兩類：

*直接控制計(jì)劃：公用事業(yè)公司直接控制消費(fèi)者設(shè)備，例如恒溫器、

熱水器和電動(dòng)汽車。

*激勵(lì)計(jì)劃：消費(fèi)者在高峰時(shí)段減少用電量可獲得經(jīng)濟(jì)激勵(lì)。

需求側(cè)響應(yīng)的潛力

研究表明，DSR具有顯著的負(fù)荷削減潛力：

*住宅部門：可削減高達(dá)15%的峰值負(fù)荷。

*商業(yè)部門：可削減高達(dá)20%的峰值負(fù)荷。

*工業(yè)部門：可削減高達(dá)40%的峰值負(fù)荷。

智能調(diào)度

智能調(diào)度是指利用先進(jìn)技術(shù)和算法對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化、控制和調(diào)度,

以最大化可再生能源利用率，同時(shí)維持系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。智能調(diào)

度包括以下功能：

*預(yù)測(cè)和調(diào)度：預(yù)測(cè)可再生能源發(fā)電，并優(yōu)化發(fā)電計(jì)劃和負(fù)荷調(diào)度。

*實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制：監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，并在必要時(shí)執(zhí)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以調(diào)

節(jié)負(fù)荷和平衡電網(wǎng)C

*分布式能源整合：整合分布式發(fā)電和存儲(chǔ)資源，例如太陽(yáng)能光伏和

電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。

智能調(diào)度與需求側(cè)響應(yīng)的協(xié)同作用

智能調(diào)度與DSR協(xié)同作用可進(jìn)一步提高可再生能源滲透率：

*平滑可再生能源波動(dòng)性：DSR可為可再生能源的波動(dòng)性提供靈活性

和備用。當(dāng)可再生能源發(fā)電減少時(shí)，DSR可增加用電量，彌補(bǔ)發(fā)電缺

口。

*優(yōu)化可再生能源利用：智能調(diào)度可預(yù)測(cè)可再生能源發(fā)電，并根據(jù)預(yù)

測(cè)調(diào)整負(fù)荷調(diào)度。這確保了可再生能源的高利用率，同時(shí)最大限度地

減少棄電。

*降低系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本：DSR和智能調(diào)度可降低啟動(dòng)和停止化石燃料發(fā)

電廠的頻率，從而節(jié)省燃料和維護(hù)成本。

實(shí)施挑戰(zhàn)

DSR和智能調(diào)度的實(shí)施面臨以下挑戰(zhàn)：

*消費(fèi)者參與度：確保消費(fèi)者參與DSR計(jì)劃至關(guān)重要。提供激勵(lì)措施

和方便的參與渠道有助于提高參與率。

*數(shù)據(jù)安全和隱私：DSR和智能調(diào)度需要收集和處理消費(fèi)者數(shù)據(jù)。確

保數(shù)據(jù)安全和隱私至關(guān)重要。

*技術(shù)復(fù)雜性：智能調(diào)度系統(tǒng)需要復(fù)雜的技術(shù)和算法。實(shí)施和維護(hù)這

些系統(tǒng)需要熟練的專業(yè)知識(shí)。

展望

DSR和智能調(diào)度是提高可再生能源滲透率的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)協(xié)同作用，

它們可以平滑可再生能源的波動(dòng)性，優(yōu)化可再生能源利用，降低系統(tǒng)

運(yùn)營(yíng)成本。隨著技術(shù)的發(fā)展和實(shí)施模式的不斷完善，DSR和智能調(diào)度

將在電力系統(tǒng)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

第五部分儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)揮作用與協(xié)同優(yōu)化

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)揮作用與你同

優(yōu)化1.儲(chǔ)能系統(tǒng)可以通過(guò)吸收或釋放電能，在電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)調(diào)峰，

主題名稱：儲(chǔ)能系統(tǒng)的調(diào)峰平抑負(fù)荷波動(dòng)，減少電網(wǎng)負(fù)荷尖峰。

調(diào)頻作用2.儲(chǔ)能系統(tǒng)可以作為備用電源，在電網(wǎng)頻率發(fā)生偏差時(shí)迅

速響應(yīng)，提供調(diào)頻服務(wù),穩(wěn)定電網(wǎng)頻率C

3.儲(chǔ)能系統(tǒng)可以與可再生能源結(jié)合，通過(guò)調(diào)峰調(diào)頻，彌補(bǔ)

可再生能源間歇性和波動(dòng)性帶來(lái)的電網(wǎng)穩(wěn)定性影響。

主題名稱：儲(chǔ)能系統(tǒng)的可再生能源消納作用

儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)揮作用與協(xié)同優(yōu)化

隨著可再生能源滲透率的不斷提高，電力系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性面臨

著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能系統(tǒng)作為一種關(guān)鍵技術(shù)，在應(yīng)對(duì)可再生能源間歇性

和波動(dòng)性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

儲(chǔ)能系統(tǒng)的作用

*調(diào)節(jié)頻率：儲(chǔ)能系統(tǒng)可以快速充放電，提供有功功率響應(yīng)，從而調(diào)

節(jié)電網(wǎng)頻率，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性。

*調(diào)峰調(diào)谷：儲(chǔ)能系統(tǒng)可以存儲(chǔ)電能，在用電高峰期釋放電能，在低

谷期吸收電能，平衡電網(wǎng)負(fù)荷。

*備用容量：儲(chǔ)能系統(tǒng)可以作為備用電源，在系統(tǒng)突發(fā)事件或故障時(shí)

快速提供電力支持，提高電力供應(yīng)的可靠性。

*可再生能源消納：儲(chǔ)能系統(tǒng)可以存儲(chǔ)可再生能源發(fā)出的電能，在風(fēng)

力或太陽(yáng)能資源不足時(shí)釋放電能，提高可再生能源的消納率。

儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化

為了充分發(fā)揮儲(chǔ)能系統(tǒng)的作用，需要對(duì)其進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化。優(yōu)化方法主

要包括：

*儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化：根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷特性、可再生能源預(yù)測(cè)和系統(tǒng)穩(wěn)定性

要求，確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的最佳容量。

*儲(chǔ)能調(diào)度策略優(yōu)化：開發(fā)有效的儲(chǔ)能調(diào)度策略，優(yōu)化儲(chǔ)能充放電過(guò)

程，最大限度發(fā)揮其調(diào)節(jié)頻率、調(diào)峰調(diào)谷和可再生能源消納作用。

*儲(chǔ)能配置優(yōu)化：考慮電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、分布式可再生能源分布和負(fù)荷分布

等因素，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行合理的分布式配置，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的總體效

益。

*儲(chǔ)能系統(tǒng)與其他靈活資源協(xié)同優(yōu)化：將儲(chǔ)能系統(tǒng)與抽水蓄能、燃?xì)?/p>

輪機(jī)等其他靈活資源協(xié)同優(yōu)化，提高系統(tǒng)整體的靈活性和穩(wěn)定性。

儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用案例

大量的研究和實(shí)踐表明，儲(chǔ)能系統(tǒng)在提高電力系統(tǒng)可再生能源滲透極

限方面具有顯著效果。例如：

*加州太陽(yáng)能+儲(chǔ)能系統(tǒng)：加州通過(guò)部署大規(guī)模太陽(yáng)能+儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)

現(xiàn)了高比例可再生能源發(fā)電，同時(shí)保證了電網(wǎng)穩(wěn)定性和可靠性。

*德國(guó)虛擬電廠：德國(guó)通過(guò)整合分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)和可再生能源，建立

了虛擬電廠，實(shí)現(xiàn)了可再生能源的靈活調(diào)度和優(yōu)化利用。

*中國(guó)智能電網(wǎng)示范工程：中國(guó)在多個(gè)地區(qū)建設(shè)了智能電網(wǎng)示范工程,

其中儲(chǔ)能系統(tǒng)memainkan了重要作用，提高了可再生能源的消納率

和電網(wǎng)的靈活性。

結(jié)論

儲(chǔ)能系統(tǒng)作為一種關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)頻率、調(diào)峰調(diào)谷、備用容量和

可再生能源消納，在提高電力系統(tǒng)可再生能源滲透極限方面發(fā)揮著至

關(guān)重要的作用。通過(guò)優(yōu)化儲(chǔ)能容量、調(diào)度策略和配置，并與其他靈活

資源協(xié)同優(yōu)化，可以進(jìn)一步提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的效益。隨著儲(chǔ)能技術(shù)的不

斷進(jìn)步和成本的降低，儲(chǔ)能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用將更加廣泛，為

實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、彈性和低碳的電力系統(tǒng)做出更大貢獻(xiàn)。

第六部分虛擬電廠的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)模式

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

【虛擬電廠的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)模

式】1.虛擬電廠的本質(zhì)：通過(guò)信息化、通信技術(shù)，將分布式可

再生能源、分布式儲(chǔ)能和可控負(fù)荷等分散資源聚合，形成

一個(gè)叮調(diào)度的虛擬電/。

2.虛擬電廠的優(yōu)勢(shì)：提高可再生能源利用率，調(diào)峰填谷，

提升電力系統(tǒng)靈活性，降低運(yùn)營(yíng)成本。

3.虛擬電廠的發(fā)展趨勢(shì)：技術(shù)進(jìn)步、政策支持和市場(chǎng)需求

推動(dòng)，虛擬電廠規(guī)?；l(fā)展、商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。

【虛擬電廠的聚合模式】

虛擬電廠的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)模式

虛擬電廠（VPP）是一種基于信息通信技術(shù)，將分布式可再生能源、

分布式儲(chǔ)能、可控攵荷等分散式資源聚合起來(lái)，形成一個(gè)虛擬電網(wǎng)，

實(shí)現(xiàn)對(duì)這些資源的統(tǒng)一調(diào)度和控制，參與電網(wǎng)運(yùn)行和電力市場(chǎng)的新型

電力系統(tǒng)靈活性資源。

建設(shè)模式

1.協(xié)同建設(shè)模式

由多家發(fā)電企業(yè)、弓網(wǎng)企業(yè)、負(fù)荷客戶等共同合作，建立和運(yùn)營(yíng)虛擬

電廠，共享資源、利益和風(fēng)險(xiǎn)。

2.主體建設(shè)模式

由一家主體負(fù)責(zé)投資、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)虛擬電廠，并向參與方提供服務(wù)和

激勵(lì)。

運(yùn)營(yíng)模式

1.集中式運(yùn)營(yíng)模式

由虛擬電廠運(yùn)營(yíng)中心統(tǒng)一調(diào)度和控制所有聚合資源，根據(jù)電網(wǎng)需求和

電力市場(chǎng)價(jià)格進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)行，為電網(wǎng)提供靈活性服務(wù)。

2.分散式運(yùn)營(yíng)模式

參與方保留對(duì)自身資源的控制權(quán)，根據(jù)虛擬電廠運(yùn)營(yíng)中心下達(dá)的調(diào)度

指令，自主調(diào)節(jié)資源輸出和負(fù)荷參與。

3.混合式運(yùn)營(yíng)模式

結(jié)合集中式和分散式運(yùn)營(yíng)模式，虛擬電廠運(yùn)營(yíng)中心負(fù)責(zé)整體協(xié)調(diào)和宏

觀調(diào)控，參與方負(fù)責(zé)具體執(zhí)行和微觀調(diào)控。

關(guān)鍵技術(shù)

1.聚合技術(shù)

通過(guò)信息通信技術(shù)，將分散式資源實(shí)時(shí)匯聚成一個(gè)虛擬電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)

資源的統(tǒng)一管理和控制。

2.調(diào)度優(yōu)化

利用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)虛擬可廠資源的經(jīng)濟(jì)性、可靠性

和安全性優(yōu)化調(diào)度。

3.需求響應(yīng)

通過(guò)價(jià)格信號(hào)、激勵(lì)措施等方式，引導(dǎo)用戶調(diào)整用電行為，參與虛擬

電廠運(yùn)營(yíng)。

4.虛擬競(jìng)價(jià)

虛擬電廠作為整體參與電力市場(chǎng)，根據(jù)市場(chǎng)價(jià)格和需求響應(yīng)情況進(jìn)行

優(yōu)化競(jìng)價(jià)，為電網(wǎng)提供靈活性資源。

5.信息通信

搭建高可靠、低延時(shí)的信息通信網(wǎng)絡(luò)，保障虛擬電廠運(yùn)營(yíng)中心與參與

方之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換和控制指令下達(dá)。

收益模式

虛擬電廠的收益主要來(lái)自：

1.參與電力市場(chǎng)

通過(guò)參與輔助服務(wù)市場(chǎng)、平衡市場(chǎng)和現(xiàn)貨市場(chǎng)等，獲得電網(wǎng)靈活性資

源的補(bǔ)償收益。

2.提供需求響應(yīng)服務(wù)

針對(duì)峰谷電價(jià)差，弓;導(dǎo)用戶調(diào)整用電行為，為電網(wǎng)提供需求響應(yīng)服務(wù),

獲得收益。

3.節(jié)省能源成本

通過(guò)優(yōu)化資源調(diào)度，提高能源利用效率，為參與方節(jié)省能源成本。

4.政府補(bǔ)貼

政府對(duì)虛擬電廠發(fā)展提供補(bǔ)貼和激勵(lì)措施，鼓勵(lì)其參與電網(wǎng)運(yùn)行和電

力市場(chǎng)。

發(fā)展趨勢(shì)

虛擬電廠作為新型電力系統(tǒng)靈活性資源，將迎來(lái)快速發(fā)展。其發(fā)展趨

勢(shì)包括：

1.規(guī)?；l(fā)展

虛擬電廠參與電網(wǎng)運(yùn)行和電力市場(chǎng)的規(guī)模將不斷擴(kuò)大，成為電網(wǎng)靈活

性資源的重要補(bǔ)充C

2.技術(shù)創(chuàng)新

人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)將進(jìn)一步應(yīng)用于虛擬電廠，提升其調(diào)度優(yōu)化、

需求響應(yīng)和虛擬競(jìng)價(jià)能力。

3.政策支持

政府將出臺(tái)更多政策措施，鼓勵(lì)虛擬電廠發(fā)展，促進(jìn)其參與電網(wǎng)和電

力市場(chǎng)。

4.市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)

虛擬電廠將更加市場(chǎng)化地運(yùn)營(yíng)，通過(guò)參與電力市場(chǎng)和提供靈活性服務(wù),

獲得經(jīng)濟(jì)性收益。

5.融合創(chuàng)新

虛擬電廠將與微電網(wǎng)、分布式能源系統(tǒng)、電動(dòng)汽車等其他新興技術(shù)融

合發(fā)展，共同推動(dòng)分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展。

第七部分市場(chǎng)機(jī)制改革與可再生能源消納

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

市場(chǎng)機(jī)制改革與可再生能源

消納1.優(yōu)先調(diào)度：要求電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商優(yōu)先調(diào)度可再生能源發(fā)電，

主題名稱：可再生能源優(yōu)先保障其最大限度地并網(wǎng)消納。

調(diào)度機(jī)制2.輔助服務(wù)市場(chǎng)改革：完善輔助服務(wù)市場(chǎng)，引入可再生能

源發(fā)電為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)的機(jī)制，提高其靈活性和穩(wěn)定

性。

3.跨區(qū)域交易機(jī)制：建立靈活的跨區(qū)域電力交易機(jī)制，促

進(jìn)可再生能源富余地區(qū)的電能向需求地區(qū)輸送。

主題名稱：可再生能源市場(chǎng)化交易機(jī)制

市場(chǎng)機(jī)制改革與可再生能源消納

電力系統(tǒng)可再生能源滲透極限的提升受到消納能力瓶頸的制約，市場(chǎng)

機(jī)制改革成為破解該困境的重要途徑。

1.可再生能源優(yōu)先調(diào)度

優(yōu)先調(diào)度機(jī)制賦予可再生能源發(fā)電優(yōu)先上網(wǎng)權(quán)，通過(guò)優(yōu)先安排機(jī)組出

力，保障可再生能源發(fā)電消納。例如，2023年1月印發(fā)的《電力系統(tǒng)

可再生能源大規(guī)模高比例接入運(yùn)行技術(shù)指南(公開征求意見稿)》提

出，可再生能源場(chǎng)站優(yōu)先參與系統(tǒng)調(diào)度，優(yōu)先獲得出力計(jì)劃。

2.可再生能源發(fā)電輔助服務(wù)補(bǔ)償

可再生能源發(fā)電具有波動(dòng)性、間歇性的特點(diǎn)，需要輔助服務(wù)來(lái)保障系

統(tǒng)穩(wěn)定。通過(guò)補(bǔ)償機(jī)制，鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電商提供頻率調(diào)節(jié)、電壓

調(diào)節(jié)、備用等輔助服務(wù)，提升電網(wǎng)靈活可靠性，增加可再生能源消納

空間。例如，美國(guó)德克薩斯州電網(wǎng)獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(ERC0T)通過(guò)市

場(chǎng)機(jī)制，為提供輔助服務(wù)的可再生能源發(fā)電商提供補(bǔ)償。

3.需求側(cè)響應(yīng)(DR)

需求側(cè)響應(yīng)通過(guò)引導(dǎo)用戶調(diào)整負(fù)荷響應(yīng)，緩解可再生能源波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)

的影響。通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制，用戶可以通過(guò)改變用電習(xí)慣、參與需求響應(yīng)

計(jì)劃，獲得經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。例如，加州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(CAIS0)實(shí)施需求

響應(yīng)計(jì)劃，允許用戶在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí)段減少用電，獲得電費(fèi)折扣或

現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)。

4.區(qū)域協(xié)調(diào)市場(chǎng)(RMM)

區(qū)域協(xié)調(diào)市場(chǎng)通過(guò)擴(kuò)大可再生能源消納范圍，提升區(qū)域電網(wǎng)的靈活性。

通過(guò)跨區(qū)域交易，將富余的可再生能源輸送至需求較高的地區(qū)，優(yōu)化

整體資源配置。例如，歐洲建立了多個(gè)區(qū)域協(xié)調(diào)市場(chǎng)，促進(jìn)可再生能

源在不同國(guó)家之間的交易，提升消納能力。

5.長(zhǎng)期合同

長(zhǎng)期合同為可再生能源發(fā)電商提供穩(wěn)定的收入流，降低項(xiàng)目開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

通過(guò)與公用事業(yè)公司或能源零售商簽訂長(zhǎng)期購(gòu)電協(xié)議（PPA）,可保證

可再生能源發(fā)電的消納，促進(jìn)項(xiàng)目投資。例如，美國(guó)清潔能源行業(yè)協(xié)

會(huì)（AWEA）的數(shù)據(jù)顯示，2022年美國(guó)新增風(fēng)電和太陽(yáng)能裝機(jī)容量中，

約有70%通過(guò)PPA獲得支持。

6.儲(chǔ)能技術(shù)

儲(chǔ)能技術(shù)可以平抑可再生能源發(fā)電的波動(dòng)性，提升消納能力。通過(guò)市

場(chǎng)機(jī)制，鼓勵(lì)儲(chǔ)能設(shè)施參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)，利用電價(jià)差套利，增加可再生

能源的消納空間。例如，加州公用事業(yè)委員會(huì)（CPUC）制定了儲(chǔ)能采

購(gòu)計(jì)劃，允許儲(chǔ)能設(shè)施與公用事業(yè)公司簽訂容量合同，獲得穩(wěn)定收入。

7.輸電網(wǎng)絡(luò)升級(jí)

輸電網(wǎng)絡(luò)升級(jí)可以改善可再生能源發(fā)電的輸送能力，減少消納瓶頸。

通過(guò)擴(kuò)建和改造輸電線路，優(yōu)化電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提升可再生能源電力

的遠(yuǎn)距離輸送能力。例如，中國(guó)國(guó)家能源局規(guī)劃建設(shè)“十四五”可再

生能源大基地送出工程，投資約1.1萬(wàn)億元，建設(shè)高壓輸電線路1.5

萬(wàn)多千米。

數(shù)據(jù)佐證

根據(jù)《中國(guó)可再生能源發(fā)展中期報(bào)告（2022）》，2022年可再生能源發(fā)

電量占比達(dá)37%,但其消納率僅為99.1隊(duì)存在一定消納缺口。通過(guò)

市場(chǎng)機(jī)制改革，可以有效提升可再生能源消納能力，推動(dòng)可再生能源

大規(guī)模高比例接入,

結(jié)論

市場(chǎng)機(jī)制改革是破解電力系統(tǒng)可再生能源消納難題的重要途徑。通過(guò)

優(yōu)先調(diào)度、輔助服務(wù)補(bǔ)償、需求側(cè)響應(yīng)、區(qū)域協(xié)調(diào)市場(chǎng)、長(zhǎng)期合同、

儲(chǔ)能技術(shù)、輸電網(wǎng)絡(luò)升級(jí)等措施，可以優(yōu)化資源配置，提升電網(wǎng)靈活

性，保障可再生能源發(fā)電平穩(wěn)消納，助力電力系統(tǒng)綠色低碳轉(zhuǎn)型。

第八部分政策法規(guī)激勵(lì)與技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)

關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點(diǎn)

主題名稱：政策法規(guī)激勵(lì)

1.可再生能源政策體系完善，法規(guī)支持力度增強(qiáng)，為可再

生能源發(fā)展提供政策保障。

2.政府補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、綠色電力交易等激勵(lì)措施，刺激

可再生能源投資和商業(yè)化。

3.碳交易機(jī)制、排放權(quán)交易等市場(chǎng)化手段，引導(dǎo)企業(yè)和社

會(huì)投資可再生能源，推動(dòng)低碳轉(zhuǎn)型。

主題名稱：技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)

政策法規(guī)激勵(lì)

為了促進(jìn)可再生能源發(fā)展，各國(guó)政府制定了一系列政策法規(guī)激勵(lì)措施,

包括：

*可再生能源配額制（RPS）：要求電力公司在一定比例或時(shí)間段內(nèi)使

用可再生能源發(fā)電c例如，美國(guó)29個(gè)州實(shí)施了RPS,目標(biāo)是到2050

年實(shí)現(xiàn)10096清潔能源。

*可再生能源稅收抵免：為可再生能源項(xiàng)目開發(fā)商提供稅收減免。例

如，美國(guó)《可再生能源生產(chǎn)稅收抵免》（PTC）為太陽(yáng)能和風(fēng)能項(xiàng)目提

供稅收抵免。

*可再生能源上