随着风电和光伏在发电量中所占比例持续增长，发电过剩和短缺的变化或将从到每小时或每日扩展到季节性时间尺度。解决可再生能源的季节性变化意味着在电力系统中，全年都需要不同程度的灵活性资源。
国际能源署日前发布题为《管理可再生能源的季节性和年际波动》的报告（下称“报告”）。报告指出，波动性可再生能源（下称“VRE”）在未来电力系统中的发电占比将超过70%，这需要多种灵活性资源来管理其在时间尺度和季节性方面的波动性。值得注意的是，具有高VRE水平的电力系统所需要的季节性灵活服务，可由现有的火电和水电来提供。最终，随着能源系统向净零排放过渡，电力系统中的所有弹性服务都需要完全脱碳。
可再生能源正迅速改变全球电力系统。报告指出，预计到2025年，可再生能源将超过，成为全球最大的电源种类；预计到2027年，全球将新增2400吉瓦可再生能源装机容量，发电量将增长10%，达38%。这相当于过去20年可再生能源增长的总量，也相当于中国目前的可再生能源总装机容量；预计到2030年，可再生能源的增长速度将超过全球电力需求的增长速度。从长远来看，可再生能源将成为全球主要的电力来源。报告显示，到2027年，VRE将占未来5年全球可再生能源发电增量的80%，改变电力系统运行方式。
2023年一季度，可再生能源新增装机占全国新增发电装机80.3%。
4月26日，国家能源局召开2023年4月份全国可再生能源开发建设形势分析视频会。国家能源局总工程师向海平主持会议并讲话。
会议分析了今年一季度可再生能源发展情况，听取了2月份形势分析会提出的意见建议落实情况、全国可再生能源重大项目建设进展，大型风电光伏基地“三个清单”整改落实情况及后续工作考虑，分析了可再生能源发展面临的形势和问题，研究了相关措施建议，明确了下步工作要求。
会议指出，今年一季度可再生能源发展开局良好，装机规模持续扩大。1-3月，全国可再生能源新增装机4740万千瓦，占全国新增发电装机的80.3%，同比增长86.5%；全国可再生能源发电量5947亿千瓦时，占全国发电量的28.7%，同比增长11.4%；全国主要流域水能利用率99.8%、风电平均利用率96.8%、光伏发电平均利用率98.0%。
会议强调，2月份形势分析会以来，有关单位积极推动第一、二批大型风电光伏基地“三个清单”整改落实，取得一定进展，但还存在部分项目没有编制接入方案、部分送出工程还需进一步加快建设的情况。另外，大型风电光伏基地配套电化学储能调峰设施建设进度较慢。要进一步压实责任，明确整改时限，确保大基地按期建成并网。
会议要求，要继续加大政策供给，采取措施推动可再生能源重大工程建设，保持良好发展势头。要对标对表世界最先进的水平，研究提出巩固新能源和可再生能源领先发展的措施。要对新业态、新场景积极鼓励创新，不断推动新能源高质量发展。
随着可再生能源规模的增长，电力系统如何维持稳定性？
从能源转型实践看，碳中和目标驱动下可再生能源在一次能源中比重的提升已是不可逆转的趋势。但随着可再生能源规模的增长，电力系统不稳定性的问题也正在一步步凸显出来且日渐严重。近年先后发生在美国加州、得州的大停电以及欧洲的能源危机都不同程度与新能源系统的不稳定性有关，国内这个现象也一直存在。因此解决高比例可再生能源渐行渐近情景下的能源系统稳定性问题已经刻不容缓。
通过新能源多元化发展奠定系统稳定的基础。通过发展多元化的新能源实现新能源内部系统协同，尽量通过内部协同实现系统平稳，尽可能少地去依靠化石能源保持自身的稳定，尽可能实现“自力更生”。国家也好、地区也好，只要新能源产业实现多元化，产业内部、地区内部或地区之间的各类新能源实现相互“支援”的可选择性就会比较强，实现对接互助的机会就比较多。
新能源不同种类之间稳定性存在差别，地区之间也会存在差异，将来更大区域甚或全国整个电力系统运行过程中各类能源相互之间的协同是以充分的基础设施存在为基础的。就是说必须有强大的输电、变电网络以及输电技术作保障，特别是柔流输电技术做支撑系统方可平稳运行。
能源供应事关国计民生，意义重大，不容有失，因此即便有了多元化支撑的新能源内部供应系统，也依然需要化石能源的调峰，能源保障程度总之是越高越好。具体而言，需要依靠煤电和气电为可再生能源电力稳定性提供保障。若要兼顾现阶段的绿色低碳发展要求，气电是更为理想的选择。
从目前各国主要实践情况看，抽水储能是主要的储能手段，其次是正在发展中的电池储能、储热、电燃料贮存。抽水储能从技术层面看相对稳定且具有规模优势，技术也相对成熟，其他的储能形式目前多处于示范或实验室阶段。储能自身的短板在于即便是相对稳定的抽水储能也时常受到气候干旱的影响，最近国内某地就出现因为干旱导致水电供应不足、同时储能受影响而需要借助于煤电保供的案例。
即便如此，储能也还是需要大力发展，毕竟能源产供储销系统中的“储”是不可或缺的重要环节之一。储能系统目前从发展趋势看也在不断改进效率、方式以提升自给能力，其中电力系统与电动汽车、氢能的耦合增强自身灵活性的探讨和相关科技工作一直在加快推进。
未来高比例可再生能源系统若有相应的需求侧管理响应，在短缺时节能，在富足时通过各类主体适度加快生产经营或生活方式节奏和进程带动能源消费以优化生产和生活行为。电力系统稳定性在此管理之下会进一步提升，全社会生产方式也不会受到实质性影响。
技术创新预防系统波动。首先是提升可再生能源发电预测精度。可再生能源供应能力与自然条件变化密切相关，波动性是其常态。对其进行预测分析和预判以及对应制定有效的应对措施是化解能源供应风险、保持电网及电力供应的重中之重。为此能源系统有必要联合气象与地质部门共同开展影响风力、太阳能、水力供应的重大影响因素研究，加强气象预判，通过科学方法对新能源生产实现精准调控。
其次是加强云计算、大数据技术在整个电力系统的应用，为电力系统实现在系统内部高效资源配置提供技术支撑。目前，国内出现的弃风、弃光与电力短缺同时存在的现象一方面由基础设施不足所致，另一方面也与电网调度管理的预判、应急、谋划统筹的能力不足有关。
价格机制引导资源流动。如果说上述手段及措施是加强高比例可再生能源系统的硬件建设，不可或缺；那么价格引导就是“软件”，同样不可或缺。就目前的发展趋势看，价格引导机制首先要形成发现价格的平台，多以交易中心形式表现，全国可以考虑因地制宜在有条件的地方多建一些交易中心，引导全国范围的电力期货及现货交易。在国内要实现价格引导电力合理流动的另一前提条件是要打破地方保护主义下条条框框的束缚。
此外，从过去几年国内外的实践情况看，仅有价格机制引导资源流动还不够，还需要防止市场失灵。如果能源价格因短缺出现类似美国得州大停电时期的数十美元一度电的“天价”，那一定是消费者所不能容忍的，也不是政策制定的初衷。若要预防其出现，就需要有诸如最高限价政策的兜底保障机制。这是我们建设高比例可再生能源电力系统进程中最应该关注且思考的海外前车之鉴。
