武汉大学电气与自动化学院廖思阳副教授、博士生导师2024年7月11日n中央深改委2023年7月强调:清洁低碳、供需协同是新型电力系统的关键特征。n中央政治局2022年初首次集体学习:下大气力推动钢铁、有色、石化等传统产业升级。南方电网发布《新型电力系统建设行动(2021-2030年)白皮书》高耗能工业参与电网供需互动符合国家战略六部门发布《工业能效提升行动计划》,推进重点行业绿色低碳发展云南钢铁企业正在实现从传统生产向低碳绿色智慧制造转型工业企业国家政府电网公司新能源快速发展的同时,受限于源-荷地理分布不均、区域间传输能力有限以及调峰、调频机组爬坡能力不足等原因,电网调节缺乏灵活性,大量的弃风、弃光现象仍然存在。新能源发展与电网调节的矛盾日益突出InnerMongolia18.6238GWHeilongjiang4.2644GWJilinLiaoning6.1183GW3.3061GWHebei7.9788GWNingxia3.5675GWGansu6.470GWJiangsu2.3721GWFujian1.2907GWYunnanGuangzhou1.6913GWIslands2020年新疆、蒙西、甘肃弃风率分别为14%、9%与7.6%2020年西藏、新疆、青海弃光率分别为24.1%、7.4%、7.2%中国各省耗电量中国风电分布2019年部分省市弃风与弃光率统计区域间传输能力有限机组爬坡能力不足Wind:4.8PV:6.1%Wind:2.5%Wind:1.1%.9%Wind:PV:3.0%SouthChinaSeaIslandsWind:7.6%PV:7.1%Wind:1.9%PV:6.7%Wind:14%PV:3.8%0~0.020.02~0.040.04~0.060.06~0.080.08~Wind:2.5%PV:17.8%Wind:0.4%PV:2.1%Wind:0.6%PV:4.2%PV:24.1%Wind:0.2%PV:1.4%Wind:1.3%PV:3.0%0~1GW1~2GW2~5GW5~10GW10~GWSouthChinaSeaShanxi2.9071GWShandong5.691GW3.9974GWXinjiang1.964GW储能平抑可再生能源波动价格昂贵l储能装置可以有效平抑可再生能源的快速上升爬坡事件和快速下降事件l储能装置一般造价较高l充分利用常规调节手段平抑可再生能源波动后,剩余波动量储能装置可以有效平抑时间t放电有功功率常规机组出力储能装置可再生能源电网负荷充电▲可再生能源波动控制——工业高耗能负荷l高耗能负荷发挥与储能类似的调节作用l很多负荷通过改造可以具备负荷侧响应能力负荷降出力电网负荷可再生能源常规机组出力负荷侧控制有功功率高耗能负荷时间t▲2015年国家发改委《关于完善电力应急机制做好电力需求侧管理城市综合试点工作的通知》首次突出了需求响应对提升城市电力应急保障能力的作用。2017年六部委《电力需求侧管理办法》(2017年)原基础上扩展范围,明确鼓励推进工业、建筑等领域电力需求侧管理。2019年工信部《工业领域电力需求侧管理工作指南》指导用能单位开展电力需求侧管理,加强电能管理,调整用能结构。2021年国家发改委《电力辅助服务管理办法》将提供辅助服务主体范围由发电厂扩大到包括新型储能、自备电厂、传统高载能工业负荷等主体。2023年国家发改委《电力需求侧管理办法》全面推进需求侧资源参与电能量和辅助服务市场常态化运行2024年国网能源院《中国电力供需分析报告》加强负荷管理,持续优化峰谷分时电价政策,进一步挖掘需求响应潜力。大容量工业负荷参与电网互动调节,是国家重大战略需求工业负荷调控可行性——政策导向工业负荷调控可行性——区位契合n电解铝分布在风电消纳问题突出的三北、云南地区,从地理条件上,高耗能负荷平抑集中式新能源功率波动具备可行性(a)我国电解铝产量分布(b)我国主要省市弃风弃光率统计全国电解铝产量分布与主要省市弃风弃光率Wind:30%Wind:9%Wind:19%Wind:13%PV:7.15%Wind:38%PV:32.23%Wind:27%PV:8.33%Wind:4%Wind:43%PV:30.45%Wind:13%Wind:7%Wind:9%工艺类型小行业年产量(万吨)吨耗电量(千瓦时/吨)总耗电量(亿千瓦时)全社会用电量占比电解类电解铝3850.3013000~140005005.4~5390.46.02~6.48%氯碱3891.302000~3000778.3~117.40.94~1.40%电积锌656.13000~3300196.8~216.50.24~0.26%电解锰130.385400~620070.4~80.80.08~0.10%小计///6050.9~5805.17.28%~8.24%电弧炉类钢铁103524.3450~5004658.6~5176.25.60~6.23%电石28253000~3400847.5~960.51.02~1.16%小计///5506.1~6136.76.62%~7.39%多晶硅52120000~170000624~8840.75~1.06%总计///12202~1390714.65~16.69%工业负荷调控可行...