电厂在电力系统中的作用正在改变

从历史经验上看，基本负荷、中间负荷和峰值负荷电站通过提供适当的能源和容量混合，至少有助于满足特定的电力要求。从技术角度来讲，这些电厂的设计考虑了这些具体的操作条件。从经济学的观点来看，这些电厂的资金是按照一定的营业时数提供的。如今，随着具有独特成本结构和技术特征的新一代技术大规模进入电力市场，许多现有发电厂需要更加灵活地运行，在某种意义上还可以减少运行时间。

例如，为了解决中国部分地区间歇性可再生能源弃风（弃光、弃水）问题，国家能源局要求电力规划设计总院（EPPEI）研究“十三五”期间提高的电力系统灵活性的方案。研究发现，近220吉瓦（GW）火力发电厂可以通过更换旧设备或者改进运营方式等方法提高灵活性并显著降低可再生能源的弃风（弃光、弃水）问题。中国《电力发展“十三五”规划》中要求对这220GW装机容量的电厂中的部分或者全部进行改造。类似地，最近一项针对印度的研究显示，一个以煤电为主的大型电力系统可以消纳20％以上的风电和光伏发电量。降低煤电的最低发电水平可以显著降低间歇性可再生能源的弃风（弃光、弃水）问题。通过其他运营方面的改变，印度电力系统运营能够实现更多的灵活性，从而以更低的运营成本实现更大的可再生能能源利用。

多种多样的战略可以使现有的电厂更加灵活

这份报告讨论了使现有电厂更加灵活的多种策略，包括如何在现有电厂的运营中，增加新的机组而提供附加的、适合电力系统的灵活性能力。这些策略包括：

现有电厂运营实践变化。为了更灵活地操作发电厂，并不一定需要大量的新资本投资。某些电厂通常通过改变数据收集和实时监控方式来实现电厂运营实践的改变，从而可以很好地提高现有电厂的潜在的灵活性。例如，更好的监测和控制设备可以允许电厂在维持稳定性的同时，更快地启动和停止。

现有设备的灵活性改造投资。根据电厂技术，可以提供一系列的改造方式来改进发电厂的各种灵活性参数（例如，斜坡率、启动时间、最低经济或技术发电水平）。这份报告详细介绍了各种发电技术的具体改造方式，包括煤炭、联合循环燃气轮机联合发电、碳捕获和储存、核能、生物能和水力发电等。

新的灵活性发电方式。许多最先进的柔性电厂技术可以应用于电力系统；正如在本报告中所描述的几种方式。良好的长期规划实践可以确保新的灵活的发电厂投资能够经受住风险的考验。

像丹麦、德国和意大利等国，以及最近的中国和印度等国，已实施了一些战略来提高灵活性，特别是在燃煤和普遍使用的联合循环燃气轮机电厂中。例如，德国的火电厂为了达到更高的灵活性要求和大幅度提高其运行性能，40多年前建成的、最初设计为24小时运转的发电厂已升级为每天启动和停止两次，同时还为该系统提供了一系列附加服务。

全国范围延伸的选择

电力系统的灵活性取决于可用的硬件和基础设施（“什么”）、政策、监管和市场框架（“如何”）以及提供灵活性的实体（“谁”）的体制角色和责任。这三个方面必须协同工作才能提高系统的灵活性（图ES．1）。

图1 ES．1 解开系统灵活性的相关系数

因此，不仅技术因素将决定系统的灵活性。例如，泰国电力系统包括从技术角度改变系统的灵活性，高压输电网和相当高的水电和联合循环燃气轮机发电份额。然而，从经济角度来看，根据接受或付费电力购买协议和燃料供应协议运行可以看出许多发电机系统都是不灵活的。最近的一项分析发现，如果天然气采购安排和电力采购合同在长期内变得更加灵活，那么，放宽取付合同可以合理地削减业务成本。

在系统层面，制定适当的灵活性策略以推行系统的各种灵活性措施，不仅需要考虑当前和未来的系统需要，同时要考虑现有的发电机组、市场情况、输电网络的状况，以及创新灵活性解决方案的潜力。

提高整个系统的灵活性

加强全系统的灵活性可以减少发电厂提供额外灵活性的需要。例如，改善相邻平衡区域之间的沟通和协调，可以消除对新电厂灵活性措施的需求。对于输电网络，控制和监测的创新方法——例如动态线路额定值和对高压输电线路和设备的针对性投资——可以减少因电网拥塞而产生的额外灵活性的需求。