【到了太阳落山之时，光伏没了（出力逐步或突然降低），各省电力系统如何应对？】

——《光伏高发，全国午间谷电蔓延》后续

(资料图)

（来源：微信公众号“享能汇” 作者：享能汇工作室）

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本文内容包括：

调节能力不足，出现弃风弃光，山东“爬坡”市场出炉

新型电力系统重要新概念之一：净负荷

新型电力系统第二个重要概念——山东爬坡服务提供者快不快？

三大原因，山东更需要爬坡市场

爬坡，与其说是辅助服务更新，不如说是山东现货市场升级

新趋势：全国晚高峰前移

除了电源侧改革，还有灵活性可中断负荷可用

1.调节能力不足，出现弃风弃光，山东“爬坡”市场出炉

山东光伏已经成长为省内第二大电源，从煤电大省，发展到光伏装机以及新型储能装机第一大省。

能源转型之际，省内的市场规则更迭频繁。

8月第二周，山东又迎来一个“首发”——《山东电力爬坡辅助服务市场交易规则(征求意见稿)》（以下简称“山东爬坡意见稿”）出台，这是国内首个正式出炉的爬坡品种。

“山东爬坡意见稿”的编制说明对文件起草必要性作出解释：

“新能源高比例接入对系统灵活爬坡能力提出了迫切需求。截至今年7月底，山东电网新能源装机容量已达7470万千瓦（其中光伏装机5048万千瓦、占新能源总装机67.6%），超过直调煤电装机，占全网总装机比例为44.3%。新能源高比例接入和“多光少风”的装机结构，电网调度用电负荷的波动性和不确定性增加，在光伏大发日中午呈现典型的深V型曲线。”

在山东电力现货市场运行中，部分时段已出现系统调节能力不足的情况，一方面导致产生尖峰电价，增加了用电成本，另一方面增加了系统二次调频压力，不利于电网安全可靠运行。

表1:来自“山东爬坡文件”编制说明

所谓爬坡，分为上爬坡和下爬坡。粗暴点解释*的话，上爬坡，就是指当风光发电时，必须有一定量的火电机组趴在低出力水平，随时准备上爬坡，如果风光不消失，火电就一直趴在低出力水平做备胎；而下爬坡的目的，则类似于调峰，减少弃风弃电。（*此解释不计入负荷波动）

表2:如题

说起来，爬坡就是让可控电源“做小伏低”，而顶着“主角光环”的不可控风光，方可来去自如。

盈术华亮CEO张骥告知：“山东以前很少出现弃风弃光，但随着新能源发电比例的升高，如果不设法增加调节资源，大规模的弃风弃光就难以避免。”

2.新型电力系统重要新概念之一：净负荷

新能源装机与日俱增的新型电力系统里，“净负荷”和“爬坡”是两个很关键的概念。

参与现货市场的主体，很熟悉“净负荷”概念。

山东电网的系统净负荷=电网总负荷需求-新能源功率-外电联络线功率-不可调节电源出力。

“山东爬坡意见稿”起草说明提到的“深V曲线”，是“鸭子曲线”的进化版本。“鸭子曲线”概念最早于2008年提出，“鸭腹”在低位，指日间的净负荷需求减少，“鸭脖”在高处，指的是日落时净负荷需求剧增。

十几年来，随着新能源发电量的提升，“鸭腹”越陷越深，在国外，也演化成为“峡谷曲线Canyon Curve”（见下图1）。

图1:来自ElectricPowerResearchInsituteCEOArshadMansoor描述

再看我们山东今年劳动节期间，出现连续负电价这两天的分时曲线。

5月1日，早上8点多的负电价之前2个小时内，电价是不是没有缓坡，几乎直冲下来的？

5月2日16点以后，电价又是从负值骤然抬头上去的，也几乎没有缓坡。

图2:山东电力现货市场2023/5/1-5/2分时电价数据

这就是净负荷骤降，净负荷骤升。

今年1月1日，山东零售市场开始执行新的峰谷系数，可以看到三点吻合现货市场规律：

午间出现深谷时段（深蓝色），和现货深V曲线吻合。

春、夏、秋季下午的尖峰时段（大红色），相较之前，都往前移动了1小时，更接近光伏消失的时刻。

冬季14:00-16:00之间，原本是平段-高峰-尖峰的圆滑型线条，现在则是从谷段突然变成尖峰的陡峭型线条。

享能汇制图3:山东零售市场峰谷系数变化

2020年加州夏季停电事件中，日落时分净负荷飙升也是诱因之一。

8月14日17:00-19:30这段时间内，可再生能源提供的负荷从10032兆瓦降到3094兆瓦，当天的净负荷高峰在18:55分左右，由于新能源出力骤降，燃气机组又恰好出现故障，引发轮停。

享能汇工作室根据CAISO专家分析改编的画本《一份致州长的《停电根本原因分析》——美国加州电力故事连载2介绍了详细始末（有兴趣可以了解轮停始末分析，见下图3）。

图3：来自文章：对2020年8月14日加州电力市场净负荷高峰描述

3. 第二个重要概念——爬坡，比比谁更快！

爬坡辅助服务则是围绕净负荷开展的。