中國儲能網訊：建設新型電力系統(tǒng)是實現“雙碳”目標、構建新型能源體系的必由之路。隨著新能源規(guī)模化發(fā)展，電動汽車、新型儲能、大型數據中心等新型負荷不斷涌現，新型電力系統(tǒng)源荷雙重波動疊加風險快速攀升，亟須強化靈活性資源建設，以確保電力實時供需平衡和系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。當前，靈活性資源發(fā)展在政策、市場、資源建設等方面仍存在諸多問題，需要多措并舉，系統(tǒng)挖掘源網荷儲各環(huán)節(jié)靈活性資源，支撐電力系統(tǒng)綠色低碳轉型和高質量發(fā)展。
2021年3月15日，中央財經委員會第九次會議首次提出構建新型電力系統(tǒng)，明確了電力綠色低碳轉型的方向。2023年7月，中央全面深化改革委員會第二次會議審議通過了《關于深化電力體制改革加快構建新型電力系統(tǒng)的指導意見》，提出新型電力系統(tǒng)的五大特征，即清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同和靈活智能。其中，靈活智能旨在應對強波動性、隨機性新能源高比例接入時，給電力供需平衡帶來的嚴峻挑戰(zhàn)。靈活性資源是新型電力系統(tǒng)建設的重要組成部分，也是傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)轉型過程中，確保系統(tǒng)平穩(wěn)過渡的關鍵。當前，我國靈活性資源建設缺乏系統(tǒng)性和協同性，迫切需要從政策、市場等多角度協同發(fā)力，激活源網荷儲各環(huán)節(jié)資源潛力，全面提升電力系統(tǒng)靈活性，支撐新能源高效利用和電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
一、電力系統(tǒng)靈活性資源發(fā)展現狀
電力系統(tǒng)的靈活性是指在一定時間尺度下，電力系統(tǒng)通過優(yōu)化調配各類可用資源，以一定的成本適應發(fā)電、電網及負荷隨機變化的能力[1]。在新能源規(guī)?；l(fā)展的背景下，提升電力系統(tǒng)靈活性已成為普遍共識。我國從政策機制、基礎設施、技術創(chuàng)新等方面積極推動靈活性資源發(fā)展，并取得了顯著進展。
（一）電力系統(tǒng)靈活性資源建設支持政策日臻完善
我國電力行業(yè)正加快綠色低碳轉型進程，電力系統(tǒng)的形態(tài)結構和運行特性將發(fā)生深刻變化。在此背景下，國家從戰(zhàn)略規(guī)劃、市場機制、專項政策等方面出臺了一系列文件，支持靈活性資源建設，引導電力系統(tǒng)平穩(wěn)轉型發(fā)展。在戰(zhàn)略層面，新型電力系統(tǒng)建設是實現碳達峰碳中和目標的重要舉措，靈活性資源在新型電力系統(tǒng)中的定位和作用至關重要。2021年，國務院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》明確將建設新型電力系統(tǒng)作為能源綠色低碳轉型行動之一，著重強調大力提升電力系統(tǒng)綜合調節(jié)能力。在規(guī)劃層面，《“十四五”現代能源體系規(guī)劃》從電源側、電網側、負荷側均提出要增強系統(tǒng)靈活性，并提出了電力協調運行能力的量化目標，即，到2025年，靈活調節(jié)電源占比達到24%左右，電力需求側響應能力達到最大用電負荷的3%—5%。在市場層面，《關于加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系的指導意見》《關于建立健全電力輔助服務市場價格機制的通知》等文件從不同維度強化電力市場建設，推動電力市場不斷完善，并明確新型儲能、虛擬電廠等主體地位，以體現靈活調節(jié)性資源的市場價值。在專項政策層面，國家相關能源主管部門針對源網荷儲各環(huán)節(jié)均出臺了支持政策，包括推動煤電靈活性改造、提升電網優(yōu)化配置可再生能源能力、推進新型儲能建設、挖掘需求側靈活性資源等，著力激活各類型靈活調節(jié)資源，支撐新能源大規(guī)模高比例發(fā)展。
（二）源網荷儲各環(huán)節(jié)靈活性資源建設水平不斷提高
電力系統(tǒng)靈活性資源分布在源網荷儲各個環(huán)節(jié)。其中，源側以常規(guī)電源為主，包括具備調節(jié)能力的煤電、氣電、大型水電等；網側充分利用我國大電網優(yōu)勢，發(fā)揮跨省跨區(qū)互濟能力，實現靈活調節(jié)資源在更大范圍優(yōu)化配置；負荷側既包括傳統(tǒng)高載能工業(yè)負荷、工商業(yè)可中斷負荷等，也包括電動汽車、虛擬電廠等新型負荷；儲能側包括抽水蓄能、新型儲能等多種儲能方式。近年來，各類靈活性資源建設不斷推進，電力系統(tǒng)調節(jié)能力不斷增強。
在電源側，煤電靈活性是電力系統(tǒng)靈活性的重要組成部分，“十三五”以來，我國啟動煤電靈活性改造工作，煤電機組最小發(fā)電出力從50%至60%額定容量可降至35%以下，部分機組甚至可低至20%。截至2022年底，煤電靈活性改造規(guī)模累計約2.57億千瓦[2]。氣電和水電也是我國重要的靈活調節(jié)電源，具有啟?？?、運行靈活等特點。截至2023年底，全國氣電裝機容量達到1.25億千瓦，主要分布在長三角、珠三角和京津等地區(qū)，以熱電聯產機組為主、調峰機組為輔。我國水電裝機位居全球首位，大型水電基地多采用一庫多級或多庫多級開發(fā)模式，可形成多年、年度、季度等不同時間尺度的調節(jié)能力。此外，水風光一體化開發(fā)模式也逐漸成為挖掘水電靈活性、促進新能源消納的重要途徑。
在電網側，電網基礎設施建設穩(wěn)步推進，跨省跨區(qū)輸電通道加速建設，為電力系統(tǒng)靈活調節(jié)奠定了堅實基礎。截至2023年底，我國已建成“18交20直”38項特高壓工程，全國電網220千伏及以上變電設備容量共54.02億千伏安。省間電力交易規(guī)模穩(wěn)步擴大，2023年全國省間交易電量合計11589.4億千瓦時，有效促進電力資源在全國范圍內的優(yōu)化配置。
在負荷側，隨著居民消費水平和終端電氣化率持續(xù)提高，電力負荷峰谷差不斷拉大，負荷波動性顯著增強。市場機制、價格機制等激勵措施，能夠激發(fā)需求側靈活調節(jié)潛力，引導用戶優(yōu)化用電行為。相較于電源側、電網側等環(huán)節(jié)，挖掘需求側資源潛力以提高電力系統(tǒng)靈活性是更為經濟的選擇。地方和企業(yè)積極推動電力需求響應發(fā)展，引導電力負荷削峰填谷，促進電力供需平衡和新能源消納。截至2022年底，全國已有二十余個省市出臺了需求響應實施細則，國網公司經營區(qū)培育需求響應資源庫超4700萬千瓦，南網公司經營區(qū)需求響應能力超1100萬千瓦[3]。
在儲能側，抽水蓄能是最為成熟的長時儲能技術，具備容量大、經濟性好等特點，是電力系統(tǒng)中廣泛應用的儲能方式。截至2023年底，我國已建抽蓄裝機規(guī)模達5000萬千瓦、核準與開工規(guī)模達到1.6億千瓦左右。新型儲能以鋰離子電池為主，近年來裝機規(guī)模不斷擴大，具有建設周期短、布局靈活、響應速度快等優(yōu)勢。截至2023年底，全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達3139萬千瓦/6687萬千瓦時，平均儲能時長2.1小時。
（三）數字技術與靈活性資源建設加速融合
當下，云計算、大數據、人工智能等數字技術正與電力領域深度融合，并在電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)得到廣泛應用。借助數字技術能夠實現對電力生產、傳輸、使用、存儲和轉換的全方位感知、數字化管理、精益化運維以及智能化決策，進而提升電力系統(tǒng)的運行效率和靈活性。在負荷方面，許多地區(qū)已借助數字化技術實現需求側資源的聚合、協調、優(yōu)化，形成規(guī)?；{節(jié)能力，為電力系統(tǒng)的安全運行提供支撐。例如，國網冀北電力公司打造的虛擬電廠，通過大數據和人工智能進行數據分析與挖掘，實現了用戶資源聚合優(yōu)化調控、交易結算、運營綜合分析等功能。在系統(tǒng)運行方面，源網荷儲一體化是新型電力系統(tǒng)的關鍵運行模式，而推動各環(huán)節(jié)數據要素高效流通，是助力源網荷儲深度融合、多元主體優(yōu)化運行的重要舉措。全國多地已開展相關探索實踐，例如湖南基于5G技術實現分布式光伏及園區(qū)用電數據高效采集，打造了園區(qū)源網荷儲互動調控示范站，實現園區(qū)微網源網荷儲互動調控的智能化與智慧化，提高了能量協同管控的精度與效率。
二、靈活性資源發(fā)展面臨的問題挑戰(zhàn)
新型電力系統(tǒng)建設加速推進，對靈活性資源建設的要求也不斷提高，然而當前靈活性資源的發(fā)展仍難以滿足新型電力系統(tǒng)發(fā)展的階段性要求，主要存在系統(tǒng)性規(guī)劃缺失、建設進度滯后、存量資源挖掘不充分、市場價格機制不完善四個方面的問題。
（一）靈活性資源建設缺乏系統(tǒng)性統(tǒng)籌規(guī)劃
當前，國家和地方層面均出臺了一些支持政策以推動靈活性資源的發(fā)展，但總體上缺乏統(tǒng)籌協調與全局謀劃。從總量來看，無論是國家能源電力的總體規(guī)劃還是專項規(guī)劃，均對各類電源的裝機設定了發(fā)展目標，但對于系統(tǒng)靈活性資源的建設目標，缺乏系統(tǒng)研究與統(tǒng)籌規(guī)劃。隨著新型電力系統(tǒng)建設進程不斷推進，靈活性資源的地位將愈加重要，亟須從頂層設計角度對靈活性資源發(fā)展方向給予明確指導。從布局來看，全國各地資源稟賦不同、電源結構和負荷特性各異，對不同時間尺度的靈活性資源需求也各有不同。而目前各地的電力規(guī)劃中，并未充分考慮靈活性資源的布局配置。從類型來看，源網荷儲不同環(huán)節(jié)的電力系統(tǒng)靈活性資源挖潛空間、建設條件、資源特性、成本效益等都具有顯著差異，對于不同類型靈活性資源的發(fā)展規(guī)劃、建設進展、調度運行等缺乏統(tǒng)籌銜接，不利于各類型靈活性資源的價值最大化。
（二）靈活性資源建設滯后于新型電力系統(tǒng)建設需要
隨著新能源裝機迅速增長，負荷特性加速演化，電網季節(jié)性尖峰負荷持續(xù)攀升、新能源消納問題日益突出、電力電量雙缺現象頻發(fā)，電力供需矛盾日益突出。靈活性資源建設是應對電力供需周期性緊張、確保電力供應平穩(wěn)有序的重要手段。而當前，我國靈活性資源建設落后于風電、光伏發(fā)電等隨機性、波動性的電源?！笆濉睍r期，我國煤電靈活性改造目標為2.2億千瓦，而實際落地不到6000萬千瓦，僅完成26%。相比之下，風電并網裝機增長了70%，光伏裝機容量增加了1.5倍，均超額完成“十三五”規(guī)劃目標要求?！笆奈濉币詠?，新能源持續(xù)快速增長，據相關機構預測，2024年或將完成2030年12億千瓦的裝機目標。而根據《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》，到2030年抽水蓄能投產總規(guī)模達到1.2億千瓦，其增長速度難以匹配新能源快速發(fā)展需要。現階段，各地均不同程度出現新能源利用率下降的現象，未來新能源滲透率進一步加速提高，更多地區(qū)、更多時段面臨的系統(tǒng)調控運行壓力將不斷增加。
（三）存量靈活性資源潛力尚未充分挖掘
當前，我國存量靈活性資源以電源側為主，電網側、負荷側、儲能側的潛力尚未充分挖掘。電網側，電力系統(tǒng)運行方式尚未從“源隨荷動”向“源荷互動”轉變。在跨省跨區(qū)電力互濟方面，省間中長期交易以年度交易為主，而隨著波動性電源占比不斷提升、極端天氣廣發(fā)頻發(fā)等因素影響，各地電力供需形勢變化較快，現有的省間交易模式難以支撐小時級或更短時間尺度的靈活性需要。負荷側，靈活性資源種類多樣、潛力空間大，但由于資源較為分散、單體規(guī)模小，尚未形成規(guī)模化的調節(jié)能力。同時，目前各地需求響應以邀約型為主，僅在迎峰度夏、用電高峰期等電力供需緊張的情況下啟動需求響應，并未形成常態(tài)化機制，不利于需求側資源的持續(xù)培育和激勵引導。在儲能側，當前電化學儲能發(fā)展處于加速擴張期，但儲能應用情況仍不理想。根據中國電力企業(yè)聯合會發(fā)布的《2023年度電化學儲能電站安全信息統(tǒng)計數據》，2023年，電化學儲能平均利用率指數僅為27%，且在各場景下儲能利用率差異明顯，其中新能源配儲利用率最低，僅為17%。
（四）靈活性資源市場和價格機制尚不健全
科學合理的市場機制和價格機制有助于引導電力資源有效配置，從而促進新能源消納和電力的安全保供。但當前我國的電力市場機制和價格機制仍不完善，難以充分體現靈活性資源的價值。以負荷側為例，各地的虛擬電廠等新型主體快速成長，但新型主體參與電力市場的機制不健全、參與市場的程度不足。虛擬電廠大多通過邀約型需求響應方式獲取收益，在參與電力中長期市場、現貨市場等方面交易規(guī)則不完善、交易品種較單一。此外，零售市場的峰谷電價存在價差和峰谷時段劃分調整不及時等問題，導致批發(fā)側電價難以及時傳導至零售側，使得用戶對電力供需形勢變化的感知明顯滯后。
三、對策建議
構建新型電力系統(tǒng)是一場戰(zhàn)略性、系統(tǒng)性、全局性變革，從長期看，為實現新型電力系統(tǒng)建設需要，適應新能源規(guī)模化發(fā)展的要求，亟需高度重視、提早謀劃，大力推動源網荷儲各環(huán)節(jié)靈活性資源統(tǒng)籌建設和合理布局，為新型電力系統(tǒng)建設運行提供堅實支撐。
（一）加強政策引導，強化電力系統(tǒng)靈活性資源系統(tǒng)布局
國家層面，建議由政府主導，企業(yè)、研究機構等廣泛參與，針對新型電力系統(tǒng)不同發(fā)展階段，科學研判不同時間尺度的靈活性需求，全方位提升電力系統(tǒng)靈活性。同時，在能源電力規(guī)劃中，明確靈活性資源發(fā)展定位，將靈活性資源建設目標作為規(guī)劃發(fā)展目標，加快各類靈活性資源開發(fā)建設。綜合考慮技術、經濟、安全等因素，推動源網荷儲各環(huán)節(jié)靈活性資源協同優(yōu)化和統(tǒng)籌銜接。地方層面，結合各地資源稟賦、負荷特性、電網架構等實際情況，動態(tài)評估近中遠期本地電力系統(tǒng)靈活性資源需求，合理規(guī)劃、配置不同類型靈活性資源，不斷提高本地電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行能力。
（二）完善市場機制，推動靈活性資源常態(tài)化參與市場運行
隨著電力市場建設不斷推進，特別是在新能源加速全面進入市場交易、各類新型主體加速涌現的情況下，要進一步推動電力市場體系中各組成部分優(yōu)化。持續(xù)完善電力中長期市場，持續(xù)縮短交易周期、提升交易頻次，豐富交易品種，推動連續(xù)開市交易成為常態(tài)，提高交易靈活性，滿足多主體參與市場后對高頻次交易的需求。加快電力現貨市場建設，強化中長期市場與現貨市場的銜接，推動更多具備條件的試點省份從試運行轉入連續(xù)運行，并根據市場運行情況進入正式運行。健全電力輔助服務市場，不斷豐富適應可再生電力高頻波動的爬坡、備用等輔助服務交易品種。此外，不斷增強各類負荷聚合商、售電公司、綜合能源服務公司等服務機構專業(yè)性和服務能力，進一步推動用戶可調節(jié)負荷、新型儲能、分布式電源、電動汽車等新型主體，通過代理聚合形式廣泛參與各類電力市場交易。
（三）完善價格機制，充分釋放靈活性資源價值
分時電價是引導電力用戶優(yōu)化用電行為的重要價格機制，隨著新能源快速發(fā)展、電力供需形勢加速轉變，需持續(xù)完善分時電價機制，充分發(fā)揮電價信號作用，引導用戶削峰填谷，提升電力系統(tǒng)運行效率。進一步提高峰谷時段劃分的科學性，在零售市場中，優(yōu)化零售套餐制定，推動批發(fā)市場與零售市場價格及時有效傳導，準確反應短周期內的電力供需形勢。同時，為激勵靈活性資源投資建設，需持續(xù)完善容量電價機制，加快出臺覆蓋新型主體的容量補償機制，結合具體尖峰負荷曲線形態(tài)、電源結構等系統(tǒng)特性，合理核算調節(jié)性新型主體的容量價值。
（四）強化模式創(chuàng)新，培育需求側資源新業(yè)態(tài)
優(yōu)化電力系統(tǒng)運行模式，積極推動源網荷儲一體化、風光水火儲一體化發(fā)展，并參與電力系統(tǒng)運行調節(jié)，提升分布式電源就地消納能力和新能源基地整體調節(jié)性能。充分發(fā)揮經營主體活力和潛力，激發(fā)需求側新業(yè)態(tài)新模式，廣泛聚合分布式電源、可調節(jié)負荷、用戶側儲能等資源打造虛擬電廠，強化對虛擬電廠的培育，鼓勵引導更多中小微企業(yè)參與虛擬電廠建設運營。鼓勵各地發(fā)揮財政資金引導作用，對建設運營虛擬電廠相關經營主體給予一定財政資金支持，并積極拓寬虛擬電廠投融資渠道，引入多元化資本，促進虛擬電廠商業(yè)模式創(chuàng)新，為虛擬電廠業(yè)態(tài)培育提供重要動能。
