中國儲能網(wǎng)訊：2023年7月14日，國務(wù)院總理李強主持召開國務(wù)院常務(wù)會議，指出保障能源電力安全穩(wěn)定供應(yīng)，是事關(guān)國計民生的大事，各有關(guān)方面要落實責(zé)任、形成合力，以“時時放心不下”的責(zé)任感做好能源電力保供工作。當(dāng)前，我國正處于由傳統(tǒng)能源體系向新型能源體系轉(zhuǎn)變的過渡期，能源轉(zhuǎn)型更加清晰，降碳機制日漸完善，局部電力供需緊張不期而遇。在這機遇和挑戰(zhàn)并存、確定性和不確定性交織中，要更充分發(fā)揮電網(wǎng)在保供體系中的樞紐和平臺作用，以更加安全、可靠、綠色、高效、智能的現(xiàn)代化電網(wǎng)，支撐能源綠色低碳轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展。
未來電力安全保供風(fēng)險
從需求側(cè)看，我國仍是世界上最大的發(fā)展中國家，隨著現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系構(gòu)建、擴內(nèi)需促消費和數(shù)字經(jīng)濟賦能、疫情后居民消費穩(wěn)定恢復(fù)，經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展將拉動電力消費需求剛性增長，在西部大開發(fā)、中部地區(qū)崛起等戰(zhàn)略深入推進下，中西部地區(qū)電力需求存在較大發(fā)展空間；受電采暖政策推廣、生活水平提升等因素影響，冬季負荷呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，未來用電負荷夏冬“雙高峰”特征將更加顯著，在電動汽車等新型多元負荷影響下，電力負荷特性更趨復(fù)雜。
從電源側(cè)看，我國電源目前仍以煤電為主，煤電發(fā)電量占比超過60%，天然氣對外依存度仍在40%以上，煤氣供應(yīng)容易受地緣政治、價格波動、環(huán)境污染、碳減排壓力等因素影響，導(dǎo)致供應(yīng)緊張，機組運行成本上升，設(shè)備風(fēng)險增加，頂峰能力不足；新能源安全替代能力還未完全形成，儲能總體規(guī)模較小，調(diào)節(jié)作用有限，未來高比例新能源消納及保供壓力日益增大。
南方區(qū)域電力保供面臨的形勢
一是南方區(qū)域負荷電量增長空間巨大，中長期保供形勢更加嚴(yán)峻復(fù)雜。南方區(qū)域是國家戰(zhàn)略密集布局區(qū)域，隨著粵港澳大灣區(qū)、海南自貿(mào)港、深圳先行示范區(qū)等國家重大戰(zhàn)略的深入實施及新發(fā)展格局的加快構(gòu)建，供電區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級，人口持續(xù)流入，聚集效應(yīng)明顯。預(yù)計到2060年，南方區(qū)域全社會用電量約3.5萬億千瓦時，占全國用電量比重約20%。未來香港、澳門“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)，也需要立足南方區(qū)域提供綠色能源保障。然而，南方區(qū)域非化石能源資源較為匱乏，考慮區(qū)內(nèi)、區(qū)外電力流及相對明確新增電源后，預(yù)計南方區(qū)域中長期電力缺口進一步擴大，電力保供矛盾進一步凸顯。
二是傳統(tǒng)化石能源定位轉(zhuǎn)型需求凸顯，非化石能源可開發(fā)潛力不足。煤電承擔(dān)著電力電量保障的雙重任務(wù)，是保障電力供應(yīng)的重要基礎(chǔ)。未來煤電定位需從通過電量獲利向通過貢獻調(diào)峰備用等輔助服務(wù)為主獲利轉(zhuǎn)型，為電力保供提供足夠、有效的發(fā)電能力。近年來，由于國際電煤價格持續(xù)攀升，煤電企業(yè)燃料成本大幅提高。按照一臺60萬千瓦煤電機組測算，并網(wǎng)發(fā)電虧損約70萬～100萬元/天，遠超非計劃停運考核費用，因此部分發(fā)電企業(yè)寧可延長故障搶修時間、承受考核，也不愿并網(wǎng)發(fā)電。同時，由于電煤價格上漲、項目經(jīng)營壓力大、業(yè)主投資意愿不強等因素影響，部分地區(qū)煤電發(fā)展存在“有指標(biāo)、未建設(shè)”的情況，系統(tǒng)發(fā)電能力提升與用電負荷增長不匹配，加重了電力供需平衡矛盾。同時，南方區(qū)域內(nèi)水電已進入深度開發(fā)階段，剩余可供開發(fā)大型水電不足，且受環(huán)保、移民及開發(fā)成本高等約束，區(qū)內(nèi)水電站開發(fā)建設(shè)進程緩慢。另外，受日本福島核電事故和三代核電技術(shù)成熟度的影響，近年來國內(nèi)核電核準(zhǔn)審批和實施進度延緩，不確定性增加。
三是新能源持續(xù)快速發(fā)展，極端狀態(tài)下的電力保供和系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力保障問題凸顯?！笆奈濉奔爸虚L期，南方區(qū)域新能源將快速發(fā)展，預(yù)計2025年新能源裝機達2億千瓦，占比達到31%；2030年新能源裝機達3億千瓦以上，在2060年碳中和進程中逐漸成為裝機、電量第一大電源。新能源“大裝機小出力”特征明顯，發(fā)電“靠天吃飯”屬性突出，“極熱無風(fēng)”“晚峰無光”，對系統(tǒng)頂峰作用貢獻度較低，現(xiàn)階段對電力平衡支撐能力不足。新能源發(fā)電設(shè)備的低抗擾性、弱支撐性，對電網(wǎng)安全運行帶來挑戰(zhàn)。南方區(qū)域主力調(diào)峰電源為煤電和水電，汛期調(diào)節(jié)性能較強的水電具有防洪等綜合利用任務(wù)，調(diào)節(jié)能力受到嚴(yán)重制約，隨著風(fēng)電、光伏等新能源裝機不斷增長，僅依靠常規(guī)電源調(diào)節(jié)，將無法實現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)平衡和功率調(diào)節(jié)，電網(wǎng)調(diào)峰壓力日益增大。
電網(wǎng)支撐電力保供作用顯著
電網(wǎng)連接著電源和負荷，是推動“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同發(fā)力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在西電東送、省間互濟、省內(nèi)電力配置等支撐電力保供方面將發(fā)揮更加顯著的作用。
一是以西電東送高質(zhì)量發(fā)展支撐東、中、南部用能地區(qū)電力供應(yīng)。我國東、中部和南方地區(qū)用電需求約占70%，是用能中心區(qū)域，但70%的水力資源集中在四川、云南、西藏等西南地區(qū)，80%以上的陸上風(fēng)能和太陽能資源分布在西部、北部地區(qū)，經(jīng)濟中心和能源存在逆向分布。電網(wǎng)通過安全可靠的特高壓輸變電線路連接西南水電基地、西部北部新能源基地和東中南部負荷中心，推動送受端協(xié)調(diào)發(fā)展，提升能源資源優(yōu)化配置能力。2022年，全國已建成西電東送工程72項，輸電能力達到3.2億千瓦。
二是以省區(qū)間合理聯(lián)網(wǎng)促進電力靈活互濟。不同地區(qū)之間的日用電高峰和年用電高峰時段負荷特性不同，存在錯峰效益，電源特性存在水火互濟、風(fēng)光互補效益。通過電網(wǎng)互聯(lián)互通，可有效提高不同地區(qū)電力互補互濟、調(diào)劑余缺能力，緩解電力供應(yīng)緊張，同時在應(yīng)急情況下可以互為備用、相互支援，進一步提升極端條件下的保供電能力和事故應(yīng)急處置能力。2023年5月，福建通過閩粵聯(lián)網(wǎng)工程送電廣東首次突破100萬千瓦，有效緩解了南方區(qū)域保供壓力。
三是以堅強主干網(wǎng)建設(shè)保障省區(qū)內(nèi)電力供應(yīng)。我國大部分地區(qū)的電力供應(yīng)仍以本省區(qū)電源為主、受入外電為輔，堅強主干網(wǎng)建設(shè)在保障省區(qū)內(nèi)電力供應(yīng)方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。一方面，主干網(wǎng)的建設(shè)可以支撐大規(guī)模外來電安全接入、高效疏散和有效消納；另一方面，主干網(wǎng)的建設(shè)有利于省區(qū)內(nèi)不同類型電源的大規(guī)模接入和協(xié)同互補，再通過電網(wǎng)的優(yōu)化配置作用，對接負荷中心，滿足電力供應(yīng)需求。此外，堅強主干網(wǎng)向配電網(wǎng)提供可靠的電力支持，也能吸納配電網(wǎng)盈余電力，保障配電網(wǎng)供電可靠性。
四是以靈活配電網(wǎng)建設(shè)滿足多元負荷接入需求。為滿足分布式電源和各類新型負荷高比例接入需求，配電網(wǎng)有源化特征日益顯著，分布式智能電網(wǎng)快速發(fā)展。根據(jù)配電網(wǎng)應(yīng)用場景多樣、功能差異等特點，推動微電網(wǎng)、交流配電網(wǎng)、直流配電網(wǎng)及交直流混合配電網(wǎng)等多種結(jié)構(gòu)形式協(xié)同發(fā)展，以滿足不同電力供需要求。未來配電網(wǎng)與主電網(wǎng)實現(xiàn)電力互濟，能較大地緩解主電網(wǎng)電能傳輸壓力，實現(xiàn)對分布式能源全額消納，支持電動汽車廣泛接入，電力用戶靈活互動。
五是以電網(wǎng)數(shù)字化支撐柔性用電。未來系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力將難以滿足負荷側(cè)的剛性需求，必然對需求側(cè)的靈活調(diào)節(jié)提出要求，包括各種時間尺度的調(diào)節(jié)。利用先進的數(shù)字互聯(lián)技術(shù)，搭建平臺聚合儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車、分布式新能源等不同類型的柔性資源參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)經(jīng)濟用能、綠色用能、柔性用電。2023年7月，南方電網(wǎng)公司分布式源荷聚合服務(wù)平臺在廣東廣州、深圳、廣西柳州三地同步開展虛擬電廠多功能聯(lián)合調(diào)控，在多省區(qū)同步實現(xiàn)了調(diào)頻、直控等快速響應(yīng)。
從保供視角
對加強電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的思考
“雙碳”背景下，電力系統(tǒng)的不確定性將由傳統(tǒng)的需求側(cè)向供給側(cè)和需求側(cè)雙側(cè)演進，增加了保供難度。電網(wǎng)作為電力資源優(yōu)化配置的核心平臺，其形態(tài)也將由“大電網(wǎng)”向“大電網(wǎng)”與“分布式”兼容并存的格局轉(zhuǎn)變。電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)要與保供形勢和電網(wǎng)形態(tài)轉(zhuǎn)變相適應(yīng)，在跨省跨區(qū)通道、堅強主干網(wǎng)、靈活配電網(wǎng)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型和技術(shù)創(chuàng)新上持續(xù)發(fā)力，打造安全、可靠、綠色、高效、智能的現(xiàn)代化電網(wǎng)，支撐經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的用電需求。
一是推動區(qū)外清潔能源送電南方區(qū)域。南方區(qū)域和港澳地區(qū)一次能源匱乏，區(qū)內(nèi)非化石能源可開發(fā)潛力不足全國8%，與經(jīng)濟總量和用電總量占全國約18%之間存在較大反差，難以保障區(qū)內(nèi)中長期電力供應(yīng)和能源綠色轉(zhuǎn)型，迫切需要在加快區(qū)內(nèi)清潔能源開發(fā)的同時，立足全國電力生產(chǎn)力優(yōu)化布局，依托西藏、西北清潔能源基地，加快實施區(qū)外清潔能源送電南方區(qū)域，滿足南方區(qū)域中長期電力供應(yīng)和能源轉(zhuǎn)型需求。
二是探索開展相鄰省區(qū)靈活互濟工程。提升省間電力互濟能力有多種技術(shù)方案，既可實施兩省交界地區(qū)電源靈活送電工程，在鯉魚江A廠靈活送電廣東工程中已有成功的實踐經(jīng)驗，投資成本低、實施便利；也可新建直流背靠背工程，例如閩粵聯(lián)網(wǎng)工程。結(jié)合南方區(qū)域與周邊省區(qū)負荷、電源互補特性及聯(lián)網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟條件，可優(yōu)先選取互補效益顯著、投資小的相鄰省區(qū)開展靈活互濟工程研究，以此提升電力保障能力、清潔能源消納能力和緊急支撐能力。
三是打造適應(yīng)保供要求的堅強主網(wǎng)架。深化南方電網(wǎng)目標(biāo)網(wǎng)架研究，加快構(gòu)建“合理分區(qū)、柔性互聯(lián)、安全可控、開放互濟”的南方電網(wǎng)主網(wǎng)架，打造清潔能源資源優(yōu)化配置平臺。建成“基于灣區(qū)外環(huán)的柔直互聯(lián)”廣東目標(biāo)網(wǎng)架，持續(xù)優(yōu)化廣西“四橫兩縱”、云南“四橫三縱一中心”、貴州“三橫兩聯(lián)一中心”主網(wǎng)架，建成省域全覆蓋的海南500千伏數(shù)字電網(wǎng)。加快新能源富集地區(qū)送出通道建設(shè)，持續(xù)提升新能源消納能力。鞏固提升城市堅強局部電網(wǎng)，持續(xù)提升電網(wǎng)預(yù)防和抵御事故風(fēng)險的能力。
四是構(gòu)建滿足多元負荷接入需求的靈活配電網(wǎng)。推進城市電網(wǎng)升級，服務(wù)城市群、中心城市建設(shè)和城市更新行動，加強與城市規(guī)劃協(xié)同，做深做細配電網(wǎng)規(guī)劃，以數(shù)字技術(shù)推動配電自動化建設(shè)改造，構(gòu)建強簡有序、靈活可靠、先進適用的配電網(wǎng)，滿足多元化負荷的開放接入和雙向互動，實現(xiàn)分布式新能源高效就地消納。持續(xù)推進農(nóng)村電網(wǎng)升級改造，實施鄉(xiāng)村電氣化提升工程、農(nóng)網(wǎng)鞏固提升工程，加快消除農(nóng)村電力基礎(chǔ)設(shè)施短板，建設(shè)現(xiàn)代化農(nóng)村電網(wǎng)。有序推進大規(guī)模分布式光伏開發(fā)，全力做好并網(wǎng)服務(wù)和消納。
五是加快電網(wǎng)數(shù)字化、智能化升級。加快數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)，建立網(wǎng)絡(luò)信息安全防御體系，推動數(shù)據(jù)資源作為新型生產(chǎn)要素的充分流通和使用，打通源網(wǎng)荷儲各個環(huán)節(jié)信息，發(fā)電側(cè)實現(xiàn)“全面可觀、精確可測、高度可控”，電網(wǎng)側(cè)形成云邊融合的調(diào)控體系，用電側(cè)有效聚合海量可調(diào)資源支撐實時動態(tài)響應(yīng)，儲能充分發(fā)揮靈活性調(diào)節(jié)資源主體作用。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2023年07期，作者雷成、董楠、梁宇、聶金峰、吳煜文、陳澤興均供職于南方電網(wǎng)能源發(fā)展研究院
