面向碳中和电力系统转型的电氢枢纽灵活性应用

杨馥源，田雪沁，徐彤，王新雷，滕越，王缔

(1.国网经济技术研究院有限公司，北京市102209；2.国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，合肥市 230601；3.安徽新力电业科技咨询有限责任公司，合肥市 230601)

0 引 言

风电、光伏等新能源的随机波动特性将给我国电力系统运行灵活性带来前所未有的挑战，大规模新能源并网将进一步增加电力系统对灵活性资源的需求，电力系统若要提高可再生能源消纳能力，关键的途径就是提高灵活性[1]。随着新能源装机容量不断提升，电力系统由以发电侧为主要灵活性来源的系统过渡到系统各环节都需要灵活的系统，即从“源随荷动”的互动模式逐渐过渡到“源荷”双波动乃至“源网荷储”协同互动的新型电力系统，彼时，对灵活性资源需求量、种类及相互之间的协同互动关系提出新的要求。大规模新能源接入电网需要的灵活性资源类型没有统一的、标准的解决方案，灵活性需求取决于不同时空下新能源电力出力变化、用电负荷变化及具体系统状态。不同类型的灵活性资源在方向性、时间尺度、空间流动、状态特性方面有各自的优势和不足。氢能是一种零碳、清洁、可与电双向转化的灵活性资源载体，能够在电力系统各环节发挥调节作用，在面向碳中和的电力系统转型中必不可少。电制氢负荷、氢储能以及氢燃料电池或氢燃气轮机发电作为一种全系统调节解决方案，对于提高系统灵活性的潜力巨大[2]，据估计，为实现碳中和目标，我国用作提供电网灵活性的氢气生产容量将至少有100 GW[3]。……