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1、电网平衡特征发生深刻变化
在业内人士看来，新能源占比增大给电力平衡带来新的挑战，电网平衡特性也随之发生深刻变化，从传统的“依赖常规电源”转变为“高度依赖新能源”，从“电力电量富余”转变为“电量整体富余、电力部分紧缺”新形态，平衡安全将成为电网清洁转型过程中的主要矛盾。
记者从陕西省电网公司了解到，以新能源出力创历史纪录的4月4日为例，新能源一天之内最大峰谷差达到963万千瓦，占当天最大负荷的47%。今年以来，平均峰谷差达到517万千瓦。新能源的不稳定性决定了其有效支撑电力平衡的难度大。
“在新能源高比例接入电力系统后，常规电源不仅要跟随负荷变化，还要平衡新能源出力波动。电网负荷变化规律性强，用电高峰、低谷明显；风电出力随机性、波动性强，预测难度大，大规模接入后极大增加了电网平衡困难。”中国科学院院士陈祖煜表示，“如今，电网系统调峰能力存在缺额，不足以支撑高比例新能源消纳。2030年，若保证新能源100%全额消纳，国家电网经营区的调峰能力缺额为3.98亿千瓦；若保证新能源利用率95%，国家电网经营区的调峰能力缺额为1.96亿千瓦。”
华北能监局曾预测，2021年迎峰度夏期间，华北电网最大负荷预计2.7亿千瓦，同比增长9.3%，存在约200万千瓦缺口，但如遭遇持续高温闷热天气，最大负荷预计2.8亿千瓦，电力缺口可能达1200万千瓦。同时，京津唐电网、河北南网和蒙西电网也都预计将出现不同程度电力缺口。
国家能源局近日发布的2021年6月各省级区域新能源并网消纳情况显示，北京、浙江、江苏、上海、江西等15个省1-6月的光伏利用率达到100%；天津、安徽、福建等14个省前6个月风电利用率达100%。虽然我国新能源消纳能力有所提升，但应对高比例新能源并网调峰问题仍是未来需重点解决的难题。
特别是今年的迎峰度夏，电网面临前所未有的挑战――暴雨、台风、高温、大比例新能源消纳等多重因素叠加，使电网安全稳定运行面临极大考验。为应对极端天气下的负荷激增，多地电网企业因地制宜探索实践了需求侧响应，实现了电网运行模式从传统的“源随荷动”向“源网荷储互动”模式转变。
2、新能源高比例并网加剧挑战，挖潜需求响应优势应对调峰
在碳达峰、碳中和以及电力需求快速增加的背景下，多省按下新能源转型的加速键，目前已有21个省市公布了“十四五”能源规划，16个省份明确了超258GW的光伏等可再生能源新增装机目标。
记者不完全统计发现，目前，全国6个省新能源装机占比超过30%，局部地区已形成了高比例新能源电力系统。例如，今年4月4日江苏新能源出力创历史纪录，最高达2370.5万千瓦，当时在江苏省用电负荷和发电出力中的比重首次双双突破40%。再如，今年4月30日陕西新能源发电首次突破千万千瓦大关，同比增长59.2%，首次超过火电发电电力，承担了当时陕西省用电负荷的53.7%，成为当时网内发电电力最大的电源类型。
多位业内人士对记者直言，随着新能源高比例并网，叠加多地刷新用电最大负荷纪录，今年或成为供电形势最严峻的一年。今年电网迎峰度夏最大的一个特点是，新能源消纳占比越来越大。预计“十四五”期间，新能源高比例并网将从局部向全国扩展，给迎峰度夏期间的电力调配带来更大挑战。
国网浙江电力调度控制中心副主任项中明直言，近年来，浙江省新增电源以风光新能源为主，而新能源电力供应受天气影响，随机性波动性较大。“加之浙江电力供应高度依赖四川、宁夏等送端和周边省份的支援，今年迎峰度夏期间全国送、受端供需平衡都偏紧，同时华东区域各省电力需求都有较快增长，跨省支援浙江能力下降，省外来电不确定性很大。”
如何缓解电力缺口？实际上，电网企业像个管道商，此前在供给侧做了很多工作，目前正在消费侧、需求侧深度挖潜。例如，山东省莱芜供电公司已将需求响应推广到电力用户、负荷聚合商、虚拟电厂运营商、新能源发电企业四类用户，近日有13家企业客户自主参与电力需求响应，原目标响应负荷4万千瓦，实际最大响应负荷为11万千瓦，超过目标值175%，缓解了电力供需矛盾。
“浙江省电网公司今年应对迎峰度夏的最大特点是大力推动需求响应。”国网浙江电力营销部副主任沈百强表示，需求响应是供电公司根据电网供需平衡的需要，向电力用户发出减少或者增加用电的邀约，电力用户自愿响应并在约定时间内短时优化用电负荷，达到削峰填谷的作用，缓解电力供需矛盾，保障电网稳定运行。
作为有别于“有序用电”的一种市场化模式，参与需求响应的用户可以获得相应的补贴，从而激发了电力用户的积极性和主动性。
沈百强介绍，在今年初严寒期间，他们就通过需求响应的方式，有效缓解了电网供需压力，平稳度过用电高峰，最高响应负荷达到650万千瓦。“目前，我们已经在全省建设储备了千万千瓦的需求响应资源池，且具备了最高用电负荷5%以上的削峰能力，同时实现了从潜力挖掘、响应实施、补贴发放等全业务过程线上化、数字化，使响应更加精准高效。”
