中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2023年7月11日，習(xí)近平總書記主持召開中央全面深化改革委員會(huì)第二次會(huì)議，強(qiáng)調(diào)要深化電力體制改革，加快構(gòu)建清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型電力系統(tǒng)。自2021年中央提出構(gòu)建新型電力系統(tǒng)以來，社會(huì)各界對(duì)新型電力系統(tǒng)的特征進(jìn)行了大量研究，基本形成了以“安全”“低碳”“高效”“靈活”“智能”等為主的特征關(guān)鍵詞，與此次中央定調(diào)的特征基本一致。但“供需協(xié)同”是首次出現(xiàn)在新型電力系統(tǒng)特征的權(quán)威定義中，而且是在最高級(jí)別的會(huì)議中，足以凸顯出電力供需協(xié)同的重要性（見表1）。
電力供需協(xié)同不僅包括時(shí)間上供需雙側(cè)的實(shí)時(shí)平衡，也包括供需鏈上市場(chǎng)主體的協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，還包括空間上送受兩端的利益協(xié)調(diào)?！笆奈濉币詠?，我國電力供需形勢(shì)趨緊，平衡矛盾呈現(xiàn)由受端地區(qū)向送端地區(qū)逐漸擴(kuò)大的趨勢(shì)。2021年9月，東北電網(wǎng)出現(xiàn)拉閘限電，2022年夏，四川電網(wǎng)實(shí)施有序用電，云南電網(wǎng)季節(jié)性對(duì)電解鋁企業(yè)限電限產(chǎn)，西北五省區(qū)已出現(xiàn)時(shí)段性電力供應(yīng)緊張常態(tài)格局。送端外送和內(nèi)用矛盾突出，跨區(qū)調(diào)配、余缺互濟(jì)、錯(cuò)峰避峰的可用資源顯著下降，在運(yùn)行中只能調(diào)減外送計(jì)劃，對(duì)送受兩端電力電量平衡產(chǎn)生較大影響，也引發(fā)了送受端利益協(xié)調(diào)、公平轉(zhuǎn)型等一系列問題。
送端地區(qū)電力供需緊張的原因
裝機(jī)結(jié)構(gòu)單一，
有效保供能力不足
可再生能源裝機(jī)占比高，受氣候影響大。我國西部地區(qū)憑借其豐富的水和風(fēng)光資源，可再生能源發(fā)電裝機(jī)占比不斷攀升，青海、西藏、云南、四川、甘肅等省區(qū)可再生能源已位居發(fā)電裝機(jī)主體地位，占比居全國前五（表2）。西南地區(qū)是世界上規(guī)模最大的水電基地，四川、云南的水電裝機(jī)占比分別達(dá)到78.7%、72.8%，但具有年調(diào)節(jié)及以上能力的水電站比重少，跨季調(diào)節(jié)能力差，電力供需豐枯、峰谷矛盾長期存在。四川全網(wǎng)三分之二為無調(diào)節(jié)能力的徑流式水電，發(fā)電能力受來水制約，在遭遇如2022年“最高溫度、最少來水、最長時(shí)間”的極端氣候時(shí)易出現(xiàn)電力電量缺口，電源“自?！蹦芰Σ蛔?。西北地區(qū)新能源裝機(jī)規(guī)模已超過煤電，成為地區(qū)第一大電源，新能源反調(diào)峰特性突出，日內(nèi)新能源波動(dòng)量由2018年的2654萬千瓦上升至2022年的6096萬千瓦，是負(fù)荷日峰谷差的3倍，光伏占比不斷提高，“夏豐冬枯、日盈夜虧”的情況不斷加劇，負(fù)荷高峰時(shí)期電力供需緊張。
常規(guī)電源配置不足，無法形成有效的保供能力。青海、四川、云南火電占比僅為8.8%、14.8%和13.8%。近幾年來水偏枯，水電出力減少，煤電裝機(jī)不足，導(dǎo)致電力供應(yīng)趨緊，特別是成都負(fù)荷中心缺乏本地電源，“空心化”嚴(yán)重。為保障水電汛期和新能源大發(fā)時(shí)期的發(fā)電，煤電需要深度調(diào)峰甚至停機(jī)來騰出空間，煤電利用小時(shí)數(shù)常年維持在2000~3000小時(shí)（圖1），且調(diào)峰等輔助服務(wù)回報(bào)不足，容量稀缺價(jià)值亦未得到合理體現(xiàn)。在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中，火電亦受到低邊際成本的新能源發(fā)電量的擠壓和出清價(jià)格的拉低，收益大幅下降。部分煤電企業(yè)資不抵債甚至破產(chǎn)清算，2019年，云南國電宣威電廠、甘肅大唐國際連城電廠申請(qǐng)破產(chǎn)清算，負(fù)債率超過300％。西北地區(qū)電源結(jié)構(gòu)趨向同質(zhì)化，青海水電調(diào)峰能力已發(fā)揮至極限，各省區(qū)時(shí)段性互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)減弱，負(fù)荷高峰省間互濟(jì)愈發(fā)困難?；痣娬急认鄬?duì)高的新疆、陜西、寧夏，近年來受一次能源價(jià)格上漲影響，電煤供應(yīng)量和質(zhì)的問題并存，火電出力受阻。
產(chǎn)業(yè)布局西移，
電力電量超預(yù)期增長
新時(shí)代西部大開發(fā)戰(zhàn)略推進(jìn)，有力促進(jìn)西部經(jīng)濟(jì)增長。2020年，黨中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)西部大開發(fā)形成新格局的指導(dǎo)意見》和2022年工信部、國家發(fā)改委等十部門印發(fā)的《關(guān)于促進(jìn)制造業(yè)有序轉(zhuǎn)移的指導(dǎo)意見》，均提出“支持符合環(huán)保、能效等標(biāo)準(zhǔn)要求的高載能行業(yè)向西部清潔能源優(yōu)勢(shì)地區(qū)集中。”2020年1月，中央確定成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈國家戰(zhàn)略，在西部地區(qū)形成高質(zhì)量發(fā)展的重要增長極。2022年，“東數(shù)西算”工程啟動(dòng)，成渝、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動(dòng)建設(shè)國家算力樞紐節(jié)點(diǎn)。一系列政策為西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長注入新動(dòng)力，我國區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長和用電量增長格局呈現(xiàn)“西快東慢”態(tài)勢(shì)。過去三年全國全社會(huì)用電量年均增速為6.1%（表3），西藏（15.2%）、陜西（12.2%)、云南（9.7%）和四川（9.4%）位列增速前4位，青海（8.8%）、重慶（6.6%）和新疆（6.5%）也高于全國水平。
高耗能產(chǎn)業(yè)“西遷”，帶動(dòng)負(fù)荷電量大幅增長?！半p碳”目標(biāo)下碳排放成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要制約因素。新增可再生能源和原料用能不納入能耗總量控制、碳交易市場(chǎng)、歐盟碳關(guān)稅等政策，為西部省份發(fā)揮可再生能源優(yōu)勢(shì)發(fā)展經(jīng)濟(jì)和東部高耗能企業(yè)利用可再生能源布局產(chǎn)能創(chuàng)造了互利共贏的合作機(jī)會(huì)。“十三五”后期，云南、四川、青海等省以優(yōu)惠電價(jià)政策，大規(guī)模引進(jìn)了電解鋁、晶硅、鹽湖產(chǎn)業(yè)、數(shù)據(jù)中心等高耗能企業(yè)，三省2020年電解鋁產(chǎn)量增速分別達(dá)44%、47%和9%（圖2）。云南從山東、河南、陜西、甘肅等省份承接了超500萬噸電解鋁產(chǎn)能，電解鋁用電量占工業(yè)用電量比重從2019年的20%上升到2022年的33%。青海2022年單晶硅、多晶硅產(chǎn)量分別同比增長6倍和1.6倍（圖3）。高耗能行業(yè)帶動(dòng)了用電量超預(yù)期增長的同時(shí)，也抬高了負(fù)荷尖峰，加之工業(yè)負(fù)荷調(diào)節(jié)潛力不足，加劇了電力供需矛盾。
輸電通道受限，
省內(nèi)省間互濟(jì)缺乏靈活性
單向外送功能為主，雙向互濟(jì)能力有限。西部地區(qū)作為“西電東送”大基地，除重慶、西藏之外，外送電量占發(fā)電量的比重均在20%以上，其中寧夏、云南、四川在30%以上（表4）。長期以來，西部電網(wǎng)規(guī)劃主要服務(wù)于大規(guī)模電力外送，特高壓直流輸電線路以跨省輸出為主，在設(shè)計(jì)建設(shè)階段主要規(guī)劃單向送電功能，存在出力變化不頻繁、送電僵直、返送能力弱的弊端。四川目前建成的跨省跨區(qū)“六直八交”通道主要用于水電外送，與省外電力互濟(jì)通道少、能力低、保障弱。“西電東送”大部分電量依托國家計(jì)劃、政府間協(xié)議等剛性執(zhí)行，送電方向、時(shí)間、價(jià)格相對(duì)固定，無法及時(shí)根據(jù)電力供需形勢(shì)和市場(chǎng)價(jià)格進(jìn)行靈活調(diào)整。部分線路“點(diǎn)對(duì)網(wǎng)”式的外送交易方式使得一些省內(nèi)機(jī)組不參與省內(nèi)電力供應(yīng)，極端情況下對(duì)省內(nèi)支援能力有限。
“強(qiáng)直弱交”問題突出，電力輸送功率受限。伴隨著特高壓“西電東送”直流輸電規(guī)模的大幅提升，多外送直流、弱送端電網(wǎng)網(wǎng)架格局呈現(xiàn)“強(qiáng)直弱交”特性。受短路電流、輸電走廊等因素制約，送端交流輸電網(wǎng)架建設(shè)滯后，相對(duì)持續(xù)增長的直流送電功率，以及交流電網(wǎng)承載直流故障引發(fā)的轉(zhuǎn)移潮流能力不足，運(yùn)行中主要采取限制交流斷面功率或外送直流功率運(yùn)行的措施。四川電網(wǎng)是典型“強(qiáng)直弱交”電網(wǎng)，造成攀西、甘孜等地水電500千伏送出通道受阻，錦蘇和賓金特高壓直流降功率運(yùn)行。西北電網(wǎng) “大直流、大新能源、弱交流”特點(diǎn)突出，直流輸電通道容量超過6000萬千瓦，單回直流最大額定輸送容量已達(dá)到1200萬千瓦，同步機(jī)被直流匯集的新能源機(jī)組大量替代，系統(tǒng)短路容量較低，電壓穩(wěn)定問題嚴(yán)重，為避免大規(guī)模新能源脫網(wǎng)，會(huì)采取限制直流輸送功率及新能源出力水平的措施。
可再生能源送出通道重載，下網(wǎng)電力承接能力不足。在可再生能源快速發(fā)展的背景下，原有的交流網(wǎng)架不僅要保障省內(nèi)供電，還將承擔(dān)起匯集外送的功能。由于新能源時(shí)間上出力的不確定性和空間上裝機(jī)分布的不均勻性，電網(wǎng)重要斷面日內(nèi)潮流變化劇烈、反轉(zhuǎn)頻繁，有可能導(dǎo)致一些通道重載、過載。川渝水電集群和負(fù)荷中心呈東西逆向分布，外送、內(nèi)供電力均自西向東穿越，導(dǎo)致多回水電外送斷面重載或滿載。2022年夏，四川便受省內(nèi)攀西通道和川南電網(wǎng)斷面受限影響，無法將金沙江、雅礱江、向家壩等水電基地下網(wǎng)電量全部送至負(fù)荷中心。另外，西部省份電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施仍然較弱，局部電網(wǎng)與產(chǎn)業(yè)布局不相適應(yīng)，部分電解鋁、工業(yè)硅等新增產(chǎn)業(yè)布局在現(xiàn)有電網(wǎng)盲端、末梢，網(wǎng)架薄弱、電源支撐和變電容量不足。
引發(fā)的問題和矛盾
西部內(nèi)供電力需求增長。隨著高耗能產(chǎn)業(yè)西遷，西部省份的電力需求將以高于全國增速的水平快速增長，且晚于東部地區(qū)達(dá)峰，西部滿足自身用電的需求加大?！笆濉敝衅谝詠?，受東西部產(chǎn)業(yè)格局變遷、全國宏觀經(jīng)濟(jì)形勢(shì)等影響，跨省、跨區(qū)輸電量增速逐年下降，分別由2018年的14.6%和13.5%下降到2022年的4.3%和6.3%（圖4）。
東部用電增速放緩。作為定位率先實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的地區(qū)，東部面臨更強(qiáng)的能耗、碳排放約束，除產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移外，能效提升將推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長與能耗脫鉤。同時(shí)，受端地區(qū)也有意降低電力對(duì)外依賴程度和安全穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)，海上風(fēng)電和分布式能源規(guī)模將大幅提升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，廣東省外受電比重從2020年的約30%下降到2022年的23%，相應(yīng)外受西電電量從2009億千瓦時(shí)降到1772億千瓦時(shí)，未來三年省內(nèi)將新增9000萬千瓦裝機(jī)，接近云南現(xiàn)有裝機(jī)規(guī)模。電源接續(xù)基地諸多問題待解。西南優(yōu)質(zhì)水電資源已基本開發(fā)殆盡，預(yù)計(jì)四川、云南在2025年左右電力外送能力達(dá)到峰值，2030年后，電力外送能力將出現(xiàn)下降?！吧掣昊摹憋L(fēng)光基地、藏東南水電基地，地質(zhì)氣候條件相對(duì)惡劣，施工難度大、投資建設(shè)成本高。跨省區(qū)輸電通道資源緊張，前期工作協(xié)調(diào)難度大。若網(wǎng)源協(xié)調(diào)、外送經(jīng)濟(jì)性等問題不能妥善處理，將影響未來西電東送規(guī)模。
送端受端爭電矛盾
西部送端省份電力供需偏緊，自用和外送矛盾加劇，送電能力和意愿雙雙下降，比如西北地區(qū)短時(shí)電力缺口導(dǎo)致外送能力不足，云南打造電解鋁產(chǎn)業(yè)希望減少外送廣東電量，內(nèi)蒙古上海廟經(jīng)開區(qū)大力發(fā)展裝備制造業(yè)導(dǎo)致外送山東電力意愿不足。政府間關(guān)于外送線路走向及落地點(diǎn)博弈加劇，各方利益訴求難以平衡，曾出現(xiàn)多地“爭搶”“截留”雅礱江中游水電、白鶴灘水電、隴東新能源的情形，導(dǎo)致外送落點(diǎn)爭執(zhí)不斷，影響配套送出線路的核準(zhǔn)建設(shè)進(jìn)度。省間中長期交易組織日趨困難，跨省區(qū)送受電計(jì)劃難以足額落實(shí)，送受端省份對(duì)交易價(jià)格存在較大分歧，新能源漲價(jià)訴求凸顯，發(fā)電企業(yè)高峰時(shí)段更傾向參與現(xiàn)貨市場(chǎng)，電力交易呈現(xiàn)“多月轉(zhuǎn)月度、月度轉(zhuǎn)月內(nèi)、月內(nèi)轉(zhuǎn)現(xiàn)貨”趨勢(shì)，足額穩(wěn)量穩(wěn)價(jià)長協(xié)簽約不足。2022年，西北、東北大幅調(diào)減“網(wǎng)對(duì)網(wǎng)”外送規(guī)模，分別同比減少67%和60%。送、受電曲線匹配困難，調(diào)峰需求難以達(dá)成一致，送端省份調(diào)峰電源結(jié)構(gòu)性不足，用電高峰時(shí)段平衡裕度有限，外送曲線優(yōu)化難度加大。2021年，西北地區(qū)采取極端曲線校核削減銀東直流晚高峰時(shí)段的電力外送，對(duì)山東省電力系統(tǒng)和電力市場(chǎng)造成影響。
跨省跨區(qū)輸電費(fèi)問題
調(diào)節(jié)成本分擔(dān)問題。對(duì)于主要輸送清潔能源的特高壓輸電工程，由于送端可再生能源來水來風(fēng)日照的周期性和隨機(jī)性，輸送電量呈現(xiàn)波動(dòng)性，需由火電等可調(diào)節(jié)電源參與調(diào)節(jié)，滿足送電曲線要求。四川等西部省份為保障水電和新能源穩(wěn)定外送，增開高價(jià)火電機(jī)組調(diào)峰調(diào)頻，擴(kuò)容投資加強(qiáng)送端網(wǎng)架，其成本未能向受端用戶合理疏導(dǎo)，推高省內(nèi)用戶電價(jià)?？缡^(qū)工程輸電定價(jià)問題。我國以送電功能為主的跨區(qū)域電網(wǎng)工程輸電價(jià)格實(shí)行單一電量電價(jià)形式，若可調(diào)節(jié)電源容量不足或送端省份留存電量，將導(dǎo)致直流輸送電力不足，輸電利用小時(shí)數(shù)低于設(shè)計(jì)值，投資成本回收周期拉長，經(jīng)濟(jì)效益下降，通過傳統(tǒng)的單一制電量電價(jià)難以合理回收投資。在反映短期邊際成本的區(qū)域電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中，以長期輸電投資成本定價(jià)的單一制電量輸電價(jià)格可能在某些時(shí)段推高受端地區(qū)市場(chǎng)出清價(jià)格，降低送端機(jī)組跨省參與電力市場(chǎng)競爭的效率，不利于電力資源優(yōu)化配置。
相關(guān)建議
堅(jiān)持煤電托底、多能互補(bǔ)，
提升有效保供能力
加強(qiáng)可再生能源開發(fā)與多類型靈活調(diào)節(jié)資源的協(xié)調(diào)規(guī)劃，進(jìn)一步增強(qiáng)電源多能互補(bǔ)、水火互濟(jì)能力，積極布局“風(fēng)光水火儲(chǔ)”多能互補(bǔ)基地建設(shè)，提升區(qū)域綜合供電能力。加大龍頭水電站的開發(fā)建設(shè)力度，提高水電自身調(diào)節(jié)能力。依托藏東南水電、“沙戈荒”大基地等接續(xù)送電，進(jìn)一步提升清潔能源納入送端省份就近就地消納比例。按照留有裕度、適度超前原則，配足托底電源，提升支撐性及調(diào)節(jié)性電源供應(yīng)能力。發(fā)揮煤電的基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)性調(diào)節(jié)電源作用，積極推動(dòng)煤電與煤炭、煤電與新能源聯(lián)營。在西部燃煤機(jī)組利用小時(shí)嚴(yán)重偏低的省份，探索建立容量補(bǔ)償機(jī)制，為煤電等資源參與靈活性調(diào)節(jié)提供合理的經(jīng)濟(jì)回報(bào)，保障發(fā)電容量充裕度。綜合考慮負(fù)荷增長情況、天然氣資源分布情況，在負(fù)荷中心附近和天然氣資源富集地區(qū)規(guī)劃建設(shè)一批燃?xì)鈾C(jī)組。
堅(jiān)持統(tǒng)一開放、競爭有序，
提升市場(chǎng)配置資源能力
送受端爭電矛盾，暴露出傳統(tǒng)的“西電東送”計(jì)劃分電方式，已不適應(yīng)地方利益格局的動(dòng)態(tài)變化和區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，尤其是西部“沙戈荒”風(fēng)光大基地逐步建成后，也將面臨著送受端利益如何共享、成本如何分?jǐn)偟膯栴}，亟須建立適應(yīng)電力資源大范圍配置的全國統(tǒng)一電力市場(chǎng)，推動(dòng)市場(chǎng)供需發(fā)現(xiàn)價(jià)格，協(xié)調(diào)東西部省份的利益和矛盾。分類放開跨省跨區(qū)優(yōu)先發(fā)電計(jì)劃，將國家送電計(jì)劃、地方政府送電協(xié)議轉(zhuǎn)化為政府授權(quán)的中長期合同，通過市場(chǎng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)跨省區(qū)日前、日內(nèi)的電力余缺互濟(jì)。推動(dòng)中長期交易逐步縮短交易周期、提升交易頻次、豐富交易品種，進(jìn)一步提升中長期交易的靈活性。完善省間現(xiàn)貨市場(chǎng)，通過省間現(xiàn)貨交易大范圍、短周期的交易機(jī)制設(shè)計(jì)，以市場(chǎng)化的手段引導(dǎo)電能在平衡富裕地區(qū)和平衡緊張地區(qū)之間及時(shí)調(diào)配，促進(jìn)電力資源共濟(jì)、電力能源保供。分階段推動(dòng)跨省區(qū)輸電價(jià)格由單一制電量價(jià)逐步向“容量電價(jià)+電量電價(jià)”的兩部制電價(jià)過渡。
堅(jiān)持交直并重、協(xié)調(diào)規(guī)劃，
提升互濟(jì)互保能力
統(tǒng)籌送端特高壓電網(wǎng)規(guī)劃，建設(shè)各級(jí)電網(wǎng)、各類電源和多元負(fù)荷協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)送端大電網(wǎng)，提升電網(wǎng)對(duì)新能源接納能力和跨省區(qū)輸送能力。加強(qiáng)負(fù)荷中心間、流域間、省際間互聯(lián)互通，通過不同省間的多元化、多方向互聯(lián)輸電通道互濟(jì)支撐，提高送端區(qū)域省間電網(wǎng)互濟(jì)及資源配置能力，提升省級(jí)電網(wǎng)的靈活性水平。加強(qiáng)交流網(wǎng)架與大容量特高壓直流輸電的協(xié)調(diào)發(fā)展，科學(xué)布局直流落點(diǎn)，加強(qiáng)直流近區(qū)交流主網(wǎng)架，增強(qiáng)主網(wǎng)潮流靈活轉(zhuǎn)運(yùn)和疏散能力。配套調(diào)相機(jī)等無功補(bǔ)償裝置，提高直流外送能力，開展新能源機(jī)組耐高壓改造，降低直流強(qiáng)沖擊下新能源大規(guī)模脫網(wǎng)及其引發(fā)的連鎖故障風(fēng)險(xiǎn)，由“強(qiáng)直弱交”逐步過渡到“強(qiáng)直強(qiáng)交”網(wǎng)架。增強(qiáng)外送機(jī)組下網(wǎng)電力承接能力，優(yōu)化主網(wǎng)架，改善潮流分布，控制短路電流，解決局部網(wǎng)架重載問題。加強(qiáng)高壓大容量柔性直流核心裝備研制，加快應(yīng)用多端、柔性直流輸電技術(shù)及混合直流輸電技術(shù)，改善交直流相互影響問題和提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，適應(yīng)大規(guī)模遠(yuǎn)距離新能源基地“西電東送”需求。
（本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與供職單位無關(guān)）
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2023年07期，作者單位：國網(wǎng)冀北電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
