中國儲能網(wǎng)訊：在日前舉辦的第三屆新型電力系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展研討會上，記者獲取了一組數(shù)據(jù)：2024年山東省電力現(xiàn)貨市場負(fù)電價頻率達(dá)14%；光伏大規(guī)模發(fā)展導(dǎo)致蒙東地區(qū)電力系統(tǒng)存在130萬千瓦的爬坡里程缺口；“十五五”期間，預(yù)計發(fā)電機(jī)組退役更新年均新增規(guī)模增長率達(dá)8%，最高年增長率達(dá)30%。
這些數(shù)字是我國電力系統(tǒng)向高比例新能源、高比例新市場主體、高比例電力電子設(shè)備、高概率極端氣候氣象加速演進(jìn)的呈現(xiàn)，其背后是我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)面臨的深層矛盾：既要承接超歐美主要國家10倍的年均減排任務(wù)，又要保障全社會年均4%~6%的用電增長率。
當(dāng)西班牙大停電等事件敲響警鐘，我國“十五五”電力規(guī)劃該如何破題？
“‘十五五’以及中長期電力規(guī)劃要統(tǒng)籌優(yōu)化好各階段‘安全、綠色、經(jīng)濟(jì)、共享’四重目標(biāo)，開展源、網(wǎng)、荷、儲、技術(shù)、市場、政策等跨行業(yè)跨領(lǐng)域全要素協(xié)同規(guī)劃，找準(zhǔn)轉(zhuǎn)型發(fā)展節(jié)奏和路徑，走出一條具有中國特色的新型電力系統(tǒng)建設(shè)道路。”國家電網(wǎng)有限公司副總工程師兼國網(wǎng)能源研究院董事歐陽昌裕告訴記者。
規(guī)劃理念革新
從“剛性預(yù)測”到“彈性適應(yīng)”
截至2024年底，我國新能源裝機(jī)達(dá)14.1億千瓦，首次超過火電成為第一大電源類型。這一結(jié)構(gòu)性變化，標(biāo)志著電力系統(tǒng)從“火電基荷+新能源補(bǔ)充”向“新能源主體+靈活電源支撐”轉(zhuǎn)型。
隨著可再生能源高比例滲透、極端氣候氣象事件頻發(fā)、源荷不確定性增強(qiáng)等新型挑戰(zhàn)的涌現(xiàn)，以滿足預(yù)測負(fù)荷需求、落實剛性基礎(chǔ)設(shè)施擴(kuò)容的傳統(tǒng)“預(yù)測—落實”規(guī)劃范式已出現(xiàn)“水土不服”現(xiàn)象。
“‘十五五’時期的電力系統(tǒng)規(guī)劃不僅要把應(yīng)對不確定性的整體適應(yīng)性納入規(guī)劃范疇，還要發(fā)揮中長期預(yù)警對規(guī)劃的支撐作用?！眹W(wǎng)能源研究院能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所規(guī)劃一室室主任伍聲宇告訴記者，對此，國網(wǎng)能源研究院創(chuàng)新提出了“適應(yīng)性—預(yù)警”規(guī)劃范式理念。
記者了解到，“適應(yīng)性—預(yù)警”范式在規(guī)范性規(guī)劃層面不局限于滿足未來負(fù)荷需求、確保供電可靠性，更延伸至人工系統(tǒng)對自然系統(tǒng)的適應(yīng)性，以及人工系統(tǒng)和人文社會之間的耦合演化，且更加關(guān)注極端擾動下電力系統(tǒng)的生存與恢復(fù)能力，強(qiáng)調(diào)對漸進(jìn)式、結(jié)構(gòu)性變化的長期適應(yīng)能力。
“實體性規(guī)劃層面包括深化規(guī)劃目標(biāo)、構(gòu)建預(yù)警體系、創(chuàng)新市場機(jī)制三個方面?！眹W(wǎng)能源研究院能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所研究員王照琪說。
在規(guī)劃目標(biāo)方面，“適應(yīng)性—預(yù)警”規(guī)劃范式從實體性規(guī)劃層面補(bǔ)強(qiáng)現(xiàn)有規(guī)劃指標(biāo)體系，即為適應(yīng)新能源和新型負(fù)荷為增量主體的電力系統(tǒng)新結(jié)構(gòu)，提升對深度不確定性的適應(yīng)能力；為適應(yīng)氣候氣象風(fēng)險、系統(tǒng)連鎖故障、地緣政治沖突等“小概率—高損失”事件，提高系統(tǒng)韌性；為適應(yīng)源網(wǎng)荷雙向互動新模式、強(qiáng)化需求側(cè)資源管理，需要提高配/微電網(wǎng)的自平衡、自安全水平和主配微協(xié)同能力；為適應(yīng)電網(wǎng)形態(tài)演化和協(xié)同演進(jìn)特征，需提高跨時空尺度協(xié)調(diào)能力。
在強(qiáng)化預(yù)警體系建設(shè)方面，王照琪解釋稱，對潛在危機(jī)預(yù)警不足是目前出現(xiàn)供需缺口的一個直接原因，因此“重應(yīng)急、輕預(yù)警”的局面必須加以調(diào)整，對應(yīng)急過程中的措施成效和危機(jī)演變進(jìn)行“在線預(yù)警”，把危機(jī)從潛在、發(fā)生到消失的全過程閉環(huán)迭代入下一輪預(yù)警，形成不斷優(yōu)化的循環(huán)體系。
在創(chuàng)新市場機(jī)制方面，針對能源電力系統(tǒng)市場屬性增強(qiáng)的新特點，要建立“物理風(fēng)險—經(jīng)濟(jì)信號—行為響應(yīng)”的閉環(huán)控制邏輯?！爱?dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)諸如設(shè)備過載、供電緊張等物理風(fēng)險時，可將預(yù)警信號和市場交易參數(shù)結(jié)合起來，通過調(diào)整市場交易參數(shù)數(shù)值，引導(dǎo)市場主體做出相應(yīng)反應(yīng)?！蓖跽甄髋e例說道，從傳統(tǒng)的計劃調(diào)控為主，逐漸向依靠市場機(jī)制調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)變，既能適應(yīng)市場屬性的變化，又能通過預(yù)警信號及時做出調(diào)整，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和高效發(fā)展。
程序性規(guī)劃層面，以規(guī)劃體系拓展為基點，引導(dǎo)編制與銜接、實施與調(diào)整、評估與監(jiān)督全方位發(fā)力，提高能源電力規(guī)劃范式的中長期適應(yīng)性。
市場機(jī)制重塑
從“政策驅(qū)動”到“市場協(xié)同”
“新能源全面入市，意味著其產(chǎn)業(yè)發(fā)展邏輯從‘政策驅(qū)動’向‘市場驅(qū)動’轉(zhuǎn)換?！眹W(wǎng)能源研究院戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所研究員龔一莼表示。
隨著《關(guān)于深化新能源上網(wǎng)電價市場化改革促進(jìn)新能源高質(zhì)量發(fā)展的通知》（136號文）的出臺，我國新能源產(chǎn)業(yè)正式告別政策哺育期，步入全面市場化階段。
當(dāng)政策“護(hù)航”逐漸退場，市場機(jī)制開始主導(dǎo)資源配置，新型電力系統(tǒng)建設(shè)迎來前所未有的深刻變革，“負(fù)電價”的出現(xiàn)，就是市場深化的“壓力測試”。
今年“五一”小長假，山東省電力現(xiàn)貨交易市場發(fā)電側(cè)連續(xù)5天出現(xiàn)負(fù)電價情況，累計時長約46個小時，這已不是山東首次出現(xiàn)負(fù)電價現(xiàn)象——2023年“五一”假期間，山東電力現(xiàn)貨市場曾連續(xù)22小時出現(xiàn)負(fù)電價；2024年“五一”假期間，山東負(fù)電價小時數(shù)為19個小時。
“負(fù)電價本質(zhì)是發(fā)電商為應(yīng)對電力瞬時過剩的有償發(fā)電行為。”清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院市場交易平臺研究室主任郭鴻業(yè)通過與美國、澳大利亞等國家電力市場對比研究，揭示了其雙重類型：固有負(fù)電價和機(jī)制負(fù)電價。
固有負(fù)電價是電力系統(tǒng)物理特性與電力市場邊際出清基本原理的共同結(jié)果，屬低頻次且不可避免的現(xiàn)象?！捌涑梢蛑皇莾糌?fù)荷需求空間小導(dǎo)致特定時刻供過于求，燃煤機(jī)組為確保穩(wěn)定開機(jī)狀態(tài)而報負(fù)價，導(dǎo)致市場出清為負(fù)電價；成因之一是有些新能源主體通過環(huán)境溢價收回了部分成本，在現(xiàn)貨市場中的理性報價下限為負(fù)價。”郭鴻業(yè)說，網(wǎng)絡(luò)阻塞與機(jī)組組合約束也可能導(dǎo)致市場出清在特定時刻產(chǎn)生負(fù)價，另外，經(jīng)營主體只有在市場出清后才能知曉各個時段的電價，價格預(yù)測不準(zhǔn)確導(dǎo)致靈活性資源的決策存在滯后性。
機(jī)制負(fù)電價是特定市場機(jī)制所誘發(fā)的結(jié)果，其頻率會隨著新能源滲透率的提升而顯著提升，受特定市場機(jī)制影響較大，其來源也具有多樣性，例如不合理的結(jié)算機(jī)制激勵新能源報負(fù)價，高比例中長期交易削弱了現(xiàn)貨市場的優(yōu)化效果，傳統(tǒng)分時電價機(jī)制抑制了用戶側(cè)靈活性。
“負(fù)電價是市場深化的代價?！惫櫂I(yè)告訴記者，應(yīng)對之策在于分類治理：對于固有負(fù)電價，應(yīng)當(dāng)接受并允許其在合理范圍內(nèi)體現(xiàn)市場的實時供需關(guān)系，并從資源配置的角度優(yōu)化系統(tǒng)供需結(jié)構(gòu)、提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力；而對于機(jī)制負(fù)電價，應(yīng)當(dāng)通過完善市場機(jī)制的手段進(jìn)行適當(dāng)干預(yù)，防止因不合理的市場機(jī)制設(shè)計造成高頻的負(fù)電價，產(chǎn)生偏移的價格信號。
區(qū)域?qū)嵺`探索
從“資源錯配”到“協(xié)同共生”
“十四五”以來，我國全社會用電年均增長6.7%，東部地區(qū)用電量增速相對領(lǐng)先。國網(wǎng)能源研究院能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所研究員馮君淑預(yù)測，未來我國對能源電力的需求仍然強(qiáng)勁，“十五五”全國全社會用電量年均增速預(yù)計達(dá)到5%以上。
而據(jù)國網(wǎng)新疆電力經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院新型電力系統(tǒng)規(guī)劃研究中心專責(zé)于國康透露，目前新疆全口徑本地負(fù)荷不到6000萬千瓦，而電源裝機(jī)截至2024年底已達(dá)到1.92億千瓦，源荷比接近3比1，未來源荷比的差距將進(jìn)一步加大。
這組數(shù)據(jù)正是我國資源與需求時空錯位的真實體現(xiàn)，這種錯位也正倒逼著我國進(jìn)行一場全要素協(xié)同的區(qū)域革命，讓西部的清潔能源與東部的用電需求從“錯配”走向“共生”。
今年3月，國家能源局發(fā)展規(guī)劃司在題為《深入謀劃“十五五”能源發(fā)展 推動新型能源體系建設(shè)邁出新步伐》的文章中提出，要引導(dǎo)高載能產(chǎn)業(yè)、靈活調(diào)節(jié)負(fù)荷等向可再生能源資源富集地區(qū)有序轉(zhuǎn)移，推動“西電西用”。
“產(chǎn)業(yè)西移和西電西用是破解區(qū)域發(fā)展失衡的一大策略，不僅可以重塑國家產(chǎn)業(yè)鏈韌性，還能優(yōu)化能源資源配置，提升能源利用效率。”國網(wǎng)能源研究院能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所研究員趙秋莉說道，西部地區(qū)省級電力平均二氧化碳排放因子普遍低于東部，產(chǎn)業(yè)西移和西電西用還能促進(jìn)產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型，支撐“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)。
在推動綠電消納方面，甘肅省做出了示范。國網(wǎng)甘肅省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院研究員劉旭敏介紹，甘肅大力推進(jìn)源網(wǎng)荷儲一體化建設(shè)，截至今年一季度，已分五個批次批復(fù)項目9個，涉及負(fù)荷479萬千瓦、新能源1068萬千瓦、儲能248萬千瓦；完成6個“負(fù)荷類”虛擬電廠的評估審查，聚合資源規(guī)模達(dá)到56.31萬千瓦；批復(fù)增量配電網(wǎng)項目24個，已建成項目1個，涉及分布式新能源3兆瓦。
不過，針對高負(fù)荷企業(yè)所配套的調(diào)節(jié)資源不足、配套新能源與負(fù)荷距離較遠(yuǎn)等現(xiàn)實挑戰(zhàn)，劉旭敏告訴記者，甘肅省創(chuàng)新提出“綠電聚合供應(yīng)”新模式，將配套新能源與負(fù)荷就近接入公網(wǎng)，通過智能調(diào)度實現(xiàn)優(yōu)先匹配。
“隨著電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)資源用盡，‘綠氫遠(yuǎn)方來’將逐漸成為全國電力資源優(yōu)化配置的重要補(bǔ)充?！瘪T君淑提到，預(yù)計2060年，西部和北部地區(qū)有超過一半的新能源發(fā)電轉(zhuǎn)化為氫能東送，通過跨區(qū)遠(yuǎn)距離輸氫運送至華東、西南、華北、南方等受端區(qū)域，再轉(zhuǎn)化成一次發(fā)電能源進(jìn)行氫基發(fā)電。
趙秋莉建議，促進(jìn)西部新能源與產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，要做好頂層設(shè)計，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，積極探索“新能源+”融合發(fā)展，打造“西電西用”典型模式，此外，還要發(fā)揮區(qū)域力量，協(xié)同打造西北新型電力系統(tǒng)構(gòu)建與現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)聯(lián)合體。
“十五五”時期的電力革命，核心在于規(guī)劃理念、市場規(guī)則、產(chǎn)業(yè)鏈韌性的系統(tǒng)性重構(gòu)。正如歐陽昌裕所言：“構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是‘源網(wǎng)荷儲碳數(shù)智治鏈’一體化融合創(chuàng)新發(fā)展的經(jīng)濟(jì)社會環(huán)境巨系統(tǒng)工程?！痹谶@一進(jìn)程中，如何平衡安全與效率、公平與發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新與制度變革，將是持續(xù)的核心命題。
