可再生能源发展及电网用电平衡现状

近些年，我国城市建筑的电网供给和需求存在严重的不平衡问题，特别是当受建筑空调季节性负荷的影响时。一方面夏季及冬季电力负荷短缺，而另外一方面全年仍然存在着发电设备过剩、运行小时数不足等问题。以加州为例，夏季高峰用电中 50%左右为空调用电，直接形成季节性高峰负荷。电网出现高峰负荷加大、峰谷差加剧以及间歇性可再生能源接入比例增加等特征，导致电网供需平衡问题突出、安全可靠运行受到严重威胁[1]。以上海为例，如图 1.1 所示，2015 年上海夏季用电峰值为 2700 MW 左右，而每年负荷为峰值负荷 90%的高峰负荷持续时间不超过 100 小时，95%以上的不超 50 小时[2]。而为了用电安全，需要建立足够的装机容量来满足这些高峰负荷。到 2017-2018 年，上海夏季峰值负荷增加到了 3100 MW 左右，尖峰负荷问题更加凸显，电网供需平衡问题亟待解决。

此外，随着分布式能源和可再生能源在电网中的占比不断提高。2015 年，我 国可再生能源，主要为水力发电，累计并网总容量达到 500 GW，占全部电网发 电容量的 33.3%，总 发电量为 13.93 × 10⁵ GW·h，占电网发电量的 24.8%；至 2017 年底，我国可再生能源累计并网总容量达到 650 GW，其中风电约为 1.64 GW， 太阳能发电约为 1.3 GW，可再生能源发电容量占全部电网发电容量的 36.6%，总发电量占电网发电容量的 26.5% [3]。间歇性能源例如风电和太阳能的并