长安储能研究院是由长安绿电科技有限公司全额拨款、并与西安交大国家储能研究平台的多位教授科学家共建的新能源储能科研平台，聚焦储能领域的前沿技术研究和市场洞察，推动产学研用从理论走向实至。
近日，长安储能研究院发布了《电力系统灵活性：能源转型的关键》的研究报告，报告从电力系统灵活性的概念、实践应用、决定性因素、实施方向、推动力量以及未来的发展趋势等六大核心主题进行了深入剖析，探讨了电力系统灵活性对未来可持续能源体系的意义，并分析其作为未来能源转型关键要素的多维价值。
报告指出，随着全球能源格局的转变，电力系统的灵活性逐渐充当市场服务的核心角色。这种灵活性体现在电网在各种变化下仍能保持稳定运行的能力，能够快速应对各种持续时间的变化，以确保电力系统的稳定性、可靠性和充足供电。
这种需求在太阳能光伏发电的快速增长中特别明显，它加剧了用电高峰和发电峰值之间差距的扩大。以德国为例，光伏装机容量从2008年的约6.1GW增至2022年的67.5GW以上，同期增长了10倍，德国政府的目标是到2030年太阳能光伏装机容量达到215GW，这表明可再生能源对德国市场的影响将继续加深。鉴于此，采取有效的净负荷管理策略显得尤其重要，预计到2030年，净负荷曲线将呈现出“峡谷”状，巨大的市场需求使得加强电网的快速响应能力、精确预测电力需求和实施有效管理措施显得更加迫切。
德国2008-2023年净负荷曲线的演变（左图）及2030年预测（右图）
除此之外，全球气候变化对电力市场也构成了额外挑战。例如在中东，沙尘暴可能会严重扰乱太阳能光伏发电长达数天；欧洲则经历了“Dunkelflaute”情况，这种情况的特点是光照和风力水平降低，导致可再生能源生产减慢，通常发生在电力需求旺盛的冬季月份；此外，在一些亚洲国家，云层覆盖密集的季风可能会导致太阳能光伏输出长期中断。
而天气状况较好的地区也可能会出现可再生能源供应过剩，超过实际需求。这种盈余可能会导致绿色电力设施投资的大幅削减，这些现象都促使电力系统需具备更高的灵活性。
恶劣天气事件对区域可变可再生能源生产的影响
在解决电力系统灵活性问题时，综合策略成为有效的途径。技术方面的创新包括供应侧、需求侧、储能方案以及电网本身的动态调整，都已建立在日益成熟的电力数字化基础之上。数字化技术强化了电网应对瞬时负荷变化的能力，并通过高效的数据处理和分析提供行业洞见，从而赋予电网高级的自主性和控制能力。
以动态可控电网为例，在欧盟内部电力市场规则已经规定，到2030年所有成员国必须拥有至少相当于一个国家发电能力15%的跨境互联能力。此外，到2025年底欧盟电网运营商必须将至少70%的跨境容量用于日常电力交易。跨市场互联不仅对于现货市场服务很重要，在备用市场也越来越有用，而数字化技术成为互联市场能源安全的关键性工具。
总的来说，投资数字化工具将为电力系统运营商提高所有潜在灵活性和效率创造机会。这些工具不仅能优化电力系统运行效率，还赋予我们预测和实时监控电力供需变化的能力，通过这种方式，我们能够保障电力系统在面对突发事件时迅速且有效地响应。
报告最后，长安储能研究院强调，尽管针对不同电力市场的情况需要量身定制解决方案，但提升电力系统灵活性的复合解决策略无疑将对实现全球低碳电力供应和能源转型目标起到至关重要的作用。随着能源转型不断向前推进，电力系统的灵活性将成为维持电网稳定运行和顺应未来挑战的关键因素。
