电力系统灵活性提升：技术路径、经济性

2021年10月专题报告电力系统灵活性提升：技术路径、经济性与政策建议中国电力圆桌项目课题组2022年7月 中国电力圆桌项目 中国电力可持续发展圆桌 ( 简称电力圆桌 ) 项目于 2015 年 9 月启动，旨在紧扣应对气候变化、调整能源结构的国家战略，邀请业内专家和各利益方参与，共同探讨中国电力部门低碳转型的路径和策略。通过建立一个广泛听取各方意见的平台机制，电力圆桌将各方关心的、有争议的、目前决策困难的关键问题提交到平台讨论，选出核心问题委托智库开展高质量研究，并将研究成果和政策建议提交到平台征求意见，从而支持相关政策的制定和落地，推动中国电力行业的改革和可持续发展，提高电力行业节能减排、应对气候变化的能力。 项目课题组华北电力大学是教育部直属全国重点大学，是国家“211 工程”和“985 工程优势学科平台”重点建设大学。2017 年，学校进入国家“双一流”建设高校行列，重点建设能源电力科学与工程学科群，全面开启了建设世界一流学科和高水平研究型大学新征程。华北电力大学作为教育部直属高校中唯一一所以能源电力为学科特色的“双一流”建设高校，积极服务碳达峰、碳中和战略，全面助力构建以新能源为主体的新型电力系统。自然资源保护协会（NRDC）是一家国际公益环保组织，成立于 1970 年。NRDC 拥有 700 多名员工，以科学、法律、政策方面的专家为主力。NRDC 自上个世纪九十年代起在中国开展环保工作，中国项目现有成员 40 多名。NRDC 主要通过开展政策研究，介绍和展示最佳实践，以及提供专业支持等方式，促进中国的绿色发展、循环发展和低碳发展。NRDC 在北京市公安局注册并设立北京代表处，业务主管部门为国家林业和草原局。更多信息，请访问：www.nrdc.cn。 电力系统灵活性提升：技术路径、经济性与政策建议Improving Power System Flexibility: Technical Pathways, Economic Analysis, and Policy Recommendations课题负责人：袁家海、张健 课题研究人员：孟之绪、刘鸿鑫、杨炯君、申融容 华北电力大学 2022 年 7 月 | i | 电力系统灵活性提升：技术路径、经济性与政策建议目录摘要 ���������������������������������������������������������������������������������������������011� 背景 ����������������������������������������������������������������������������������������162� 电力系统灵活性 ������������������������������������������������������������������������192�1 电力系统灵活性定义 ������������������������������������������������������������������192�2 灵活性需求分析 �������������������������������������������������������������������������202�3 灵活性平衡分析 �������������������������������������������������������������������������233.电力系统灵活性资源 ������������������������������������������������������������������253�1 电源侧资源 ��������������������������������������������������������������������������������253.1.1 煤电灵活性改造 ..............................................................................253.1.2 燃气发电 ..........................................................................................323.1.3 其他可控电源 ..................................................................................333�2 需求侧资源 ��������������������������������������������������������������������������������363.2.1 负荷特性变化与优化 ......................................................................363.2.2 需求响应 ..........................................................................................383.2.3 电动汽车 ..........................................................................................403.2.4 微电网 ..............................................................................................413�3 储能资源 �����������������������������������������������������������������������������������42 电力系统灵活性提升：技术路径、经济性与政策建议 | ii |3.3.1 短时储能 ..........................................................................................433.3.2 长时储能 ..........................................................................................453.3.3 绿氢储能 ..........................................................................................463�4 电网侧资源 ��������������������������������������������������������������������������������49专栏一 区域互济与灵活性提升 ����������������������������������������������������������513�5 市场机制 �����������������������������������������������������������������������������������523.5.1 合理的市场机制释放灵活性 ..........................................................523.5.2 国外典型灵活市场规则 ..................................................................54专栏二 更短期的市场交易与运行管理提升灵活性 �������������������������������553.5.3 我国市场规则调整 ..........................................................................563�6 新能源发电提供灵活性 ���������������������������������������������������������������573.6.1 技术可行性 ......................................................................................573.6.2 配套政策机制 ..................................................................................593.6.3 国内外经验 ......................................................................................604� 资源技术对比与经济性分析 �������������������������������������������������������624�1 灵活性技术特性对比 ������������������������������������������������������������������624�2 灵活性提升成本分析 ������������������������������������������������������������������644.2.1 灵活性成本组成 ..............................................................................644.2.2 电源侧资源提供灵活性的成本 ......................................................654.2.3 电网互联互济提供灵活性的成本 ..................................................674.2.4 需求侧资源提供灵活性的成本 ......................................................674.2.5 长短时储能提供灵活性的成本 ......................................................684�3 资源提升灵活性的成本构成 ��������������������������������������������������������695� 电力系统灵活性提升效果分析 ����������������������������������������������������715�1 系统灵活性提升分析框架 ������������������������������������������������������������715�2 灵活性资源评估 �������������������������������������������������������������������������73 | iii | 电力系统灵活性提升：技术路径、经济性与政策建议5�3 灵活性多元提升 �������������������������������������������������������������������������805.3.1 多元组合提升系统效益 ....................................................