2023年,全球能源供應短缺持續(xù)蔓延,國際能源供需形勢依然錯綜復雜,國內(nèi)經(jīng)濟恢復發(fā)展帶動能源需求穩(wěn)定增長,區(qū)域性、時段性能源供需矛盾依然存在。在推動新型電力系統(tǒng)建設的背景下,我國能源安全與供需平衡仍面臨較大考驗。
電力供需矛盾對我國電網(wǎng)規(guī)劃布局提出了新的要求,迫切需要加強電網(wǎng)主網(wǎng)架和配電網(wǎng)建設,提高跨區(qū)域電力輸送能力和大型清潔能源基地外送能力,以及應對極端天氣等突發(fā)因素的抗風險能力。面對電力供需緊張,必須立足我國能源資源稟賦,統(tǒng)籌發(fā)展與安全、統(tǒng)籌保供與轉(zhuǎn)型,警惕極端天氣、地緣政治等“黑天鵝”因素引起的電力供需緊張,提前做好電網(wǎng)規(guī)劃,有效應對各類風險沖擊,防范潛在問題的發(fā)生。
我國電力供需現(xiàn)狀和特點
目前我國電力供需不平衡存在以下主要特點:
我國電力投資和建設取得長足發(fā)展,裝機容量不斷提高,但隨著國民經(jīng)濟持續(xù)增長、疫情后居民消費穩(wěn)定恢復,經(jīng)濟社會對于電力需求增長不斷加快,整體上,我國電力供需仍處于緊平衡狀態(tài)。
電力需求與供給間存在局部不平衡的矛盾。我國資源分布與需求存在逆向分布,東部、中部地區(qū)用電需求較大,但能源資源比較匱乏,西部地區(qū)用電需求較小,而能源資源比較豐富,因此造成了“東部缺電,西部窩電”的問題。
電力供需存在季節(jié)性不平衡問題。我國夏季和冬季的用電量處于高位運行,迎峰度夏期間,華東、華中等區(qū)域供需偏緊,迎峰度冬期間,華東、華中、華北等區(qū)域電力供需緊張。由于輸電容量限制,迎峰度夏、度冬期間,西部的電量難以送到華東、華中等負荷中心。
極端天氣引起供需不平衡。2022年7、8月,我國出現(xiàn)了近幾十年來持續(xù)時間最長、影響范圍最廣的極端高溫少雨天氣,疊加經(jīng)濟恢復增長,拉動用電負荷快速增長,全國有21個省級電網(wǎng)用電負荷創(chuàng)新高,華東、華中區(qū)域電力保供形勢嚴峻,浙江、江蘇、安徽、四川、重慶、湖北等地區(qū)電力供需形勢緊張。
我國清潔能源基地布局
“十四五”期間我國將重點打造冀北、松遼、新疆等“九大清潔能源基地”和福建、浙江等“五大海上風電基地”,以大型清潔能源基地為重要抓手,通過重大基地支撐發(fā)展,通過示范工程引領發(fā)展,加快實施可再生能源的替代工程,持續(xù)加強新能源電力消納和跨區(qū)輸送能力建設,有序推進風電、光伏發(fā)電的集中式開發(fā),積極推進多能互補的清潔能源基地建設,促進可再生能源高比例、高質(zhì)量、低成本、市場化發(fā)展。在西部、北部等新能源資源富集地區(qū),科學規(guī)劃、布局一批以新能源為主的電源基地和電力輸送通道,實現(xiàn)新能源電力全局優(yōu)化配置。
除以上清潔能源基地布局外,“沙戈荒”“藏東南”等清潔能源基地開發(fā)也是重要發(fā)展方向。我國西部、北部地區(qū)的沙漠戈壁荒漠地區(qū)擁有優(yōu)質(zhì)而豐富的太陽能和風能資源,2022年12月14日中共中央國務院印發(fā)《擴大內(nèi)需戰(zhàn)略規(guī)劃綱要(2022~2035年)》,明確指出要大幅提高清潔能源利用水平,建設多能互補的清潔能源基地,以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點加快建設大型風電、光伏基地;藏東南地區(qū)水電、光伏資源稟賦優(yōu)異,是未來西藏清潔能源基地開發(fā)的重點地區(qū),2022年6月,我國發(fā)布了《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》,統(tǒng)籌推進藏東南等水風光綜合基地一體化開發(fā)。
我國部分清潔能源基地存在電力外送通道建設相對滯后、配套電源調(diào)峰能力弱、外送電源和電網(wǎng)建設不協(xié)調(diào)等問題,這些都是清潔電力大規(guī)模外送的掣肘因素,在建設新型電力系統(tǒng)過程中亟需補強。
我國特高壓工程規(guī)劃現(xiàn)狀
為解決新能源大基地送出問題,加大跨區(qū)外送能力建設成為必然。光伏、風電等裝機量持續(xù)攀升和大型新能源基地開發(fā),對構建特高壓直流聯(lián)合外送系統(tǒng)提出了迫切需求。
截至2021年底,我國已建成特高壓直流工程17項,輸電容量合計約1.4億千瓦,線路長度約3萬千米,建成特高壓交流工程15項,線路長度約1.4萬千米,形成“17直15交”格局,覆蓋我國七個區(qū)域電網(wǎng),為大規(guī)模開發(fā)西部大型能源基地外送創(chuàng)造了條件。“十四五”期間,國家電網(wǎng)公司規(guī)劃建設特高壓線路“24交14直”,涉及線路3萬余千米。
考慮我國能源資源與能源消費呈逆向分布的基本國情以及區(qū)域間水火互補、豐枯互濟聯(lián)網(wǎng)效益且彼此為鄰的地理特點,我國特高壓電網(wǎng)仍存在薄弱區(qū)域,如“三華”與東北、西北與川渝藏間聯(lián)系相對薄弱,西部和北部清潔能源外送能力有待加強,未來需在重點區(qū)域特高壓工程建設方面加快布局與建設。
從電網(wǎng)規(guī)劃視角
分析我國電力供需不平衡原因
區(qū)域能源分配不均衡的結(jié)構性矛盾
我國中東部地區(qū)用電需求大,能源資源較為匱乏,西部用電需求小,但能源資源豐富,這種負荷中心遠離資源中心的現(xiàn)狀需要通過特高壓等方式解決。同時,我國電力供應以煤電為主,上游煤炭價格大幅度上漲,煤電成本大幅度增加,給煤電企業(yè)正常經(jīng)營帶來極大的壓力,進而影響到煤電機組的正常運行。在嚴重的情況下煤電機組發(fā)不起電,有裝機、無出力,會給電力供需平衡帶來極大的影響。
風、光等新能源接入給電力實時平衡帶來不確定性
隨著新能源裝機容量的快速增長,新能源接入對大電網(wǎng)供需平衡的影響越來越值得關注。風光等新能源具有隨機性、波動性、間歇性等特點,其出力往往與負荷曲線波動的趨勢相背離,即在負荷高峰時出力低,在負荷低谷時出力高。需要備用大量常規(guī)的火電機組為新能源調(diào)峰,以對沖其波動帶來的不平衡。截至2022年底,我國可再生能源裝機達到12.13億千瓦,占全國發(fā)電總裝機的47.3%,其中風電3.65億千瓦、太陽能發(fā)電3.93億千瓦。隨著新能源在系統(tǒng)中比例越來越大,需要備用的調(diào)峰機組容量也越來越大,保持電力供需平衡的難度也越來越大。當出現(xiàn)極端天氣帶來風機、光伏出力極低甚至為零的情況下,可能因為備用機組容量不足導致系統(tǒng)供需失衡。
電網(wǎng)主網(wǎng)架布局不夠完善,跨省輸送能力不足
我國已建成的特高壓輸電線路讓“西電東送”能力大大提升,但在局部區(qū)域的布局仍不完善。以川渝地區(qū)為例,成渝地區(qū)與周邊地區(qū)還未建立堅強的互補互濟電網(wǎng),2022年夏季極端高溫天氣疊加降水少、用電負荷大等因素,引起川渝地區(qū)供電不足,其他區(qū)域電力難以送入,造成川渝地區(qū)出現(xiàn)較大規(guī)模的“用電荒”。
局部地區(qū)配網(wǎng)結(jié)構薄弱
目前,我國很多地區(qū)的配電網(wǎng)存在電力規(guī)劃不到位、建設滯后等問題,不能滿足高峰時期用電需求,在老舊城區(qū)、偏遠地區(qū)和發(fā)展過快超出規(guī)劃預期的地方,這種情況表現(xiàn)得尤為突出。主要有以下幾方面問題:一是配網(wǎng)規(guī)劃與城市規(guī)劃沒有進行緊密的聯(lián)系,以及城市園區(qū)的建設、拆遷等不確定性因素給電網(wǎng)的負荷預測造成了一定的困難,容易引起電網(wǎng)負荷不平衡、電網(wǎng)與社區(qū)建設不匹配等問題;二是隨著用戶的發(fā)展,分支線路逐漸延長,所接配電變壓器逐漸增多,負荷逐漸變大,有的分支線所掛的配電變壓器達十多臺,負荷容量較大,在運行中經(jīng)常發(fā)生支線過負荷,引起停電故障;三是配網(wǎng)設備不合理,在配電網(wǎng)中存在著劣質(zhì)絕緣子、穿墻套管,在各種過電壓的作用下會發(fā)生擊穿,造成線路故障;四是隨著工業(yè)發(fā)展逐步向農(nóng)村轉(zhuǎn)移,農(nóng)村對電網(wǎng)的需要也在不斷加大,農(nóng)網(wǎng)線路接線基本是單電源樹狀結(jié)構,且線路開關數(shù)量少,線路保護設備簡陋,設備老化嚴重。
電網(wǎng)規(guī)劃建議
堅持系統(tǒng)觀念,科學謀劃。電力建設發(fā)展具有較長的周期性和路徑依賴,要加快解決電力系統(tǒng)運行中存在的突出問題,從行業(yè)全局來統(tǒng)籌協(xié)調(diào)已建發(fā)電設施的合理運行問題。一是統(tǒng)籌考慮各類電源中長期規(guī)劃、網(wǎng)源規(guī)劃及電力行業(yè)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)鏈條的緊密接續(xù),將國家清潔能源戰(zhàn)略更好地融入電力規(guī)劃頂層設計,推動電力規(guī)劃從供應側(cè)、輸電網(wǎng)向配網(wǎng)側(cè)、用戶端延伸;二是強化電力統(tǒng)一規(guī)劃,建立健全政府電力規(guī)劃管理體系,完善電力規(guī)劃研究協(xié)作體系和滾動調(diào)整機制,真正做到各類電源之間、電源電網(wǎng)之間相協(xié)調(diào),區(qū)域布局及項目與消納市場、配套電網(wǎng)以及調(diào)峰電源相統(tǒng)籌,健全國家規(guī)劃剛性實施機制;三是根據(jù)“十四五”電力規(guī)劃中長期電力發(fā)展目標,在特高壓電網(wǎng)、城農(nóng)網(wǎng)建設與改造、智能電網(wǎng)等方面,謀劃一批符合電力行業(yè)長遠發(fā)展的重大項目儲備。
加快電網(wǎng)規(guī)劃投資建設。一是加快推進跨省跨區(qū)特高壓輸電工程規(guī)劃建設,解決電網(wǎng)發(fā)展結(jié)構性問題,完善區(qū)域500千伏和750千伏主干網(wǎng)架,提高電網(wǎng)整體供電能力特別是跨省跨區(qū)支援能力,強化電網(wǎng)骨干網(wǎng)架,提升跨省輸送能力,充分利用好現(xiàn)有跨省跨區(qū)電網(wǎng),擴大跨省跨區(qū)電量支援調(diào)配,最大限度地利用各區(qū)域電力結(jié)構特點,錯峰緩解各省電力緊張局面,推動建立跨省跨區(qū)備用輔助服務市場,強化跨省跨區(qū)交易組織保障,充分應用跨區(qū)跨省輸電通道能力,優(yōu)化電網(wǎng)運行方式,強化電網(wǎng)風險預控,密切跟蹤經(jīng)濟走勢、電力需求、天氣變化,合理安排電網(wǎng)運行方式,加強電網(wǎng)運行方式和電力電量平衡協(xié)調(diào);二是加強各級電網(wǎng)建設,提高配電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)發(fā)展質(zhì)量,提高電網(wǎng)接納和優(yōu)化配置多種能源的能力,滿足多元用戶供需互動,支撐經(jīng)濟結(jié)構調(diào)整、動能轉(zhuǎn)換、區(qū)域協(xié)同,切實加強配電網(wǎng)建設,暢通供電“最后一公里”;三是解決電網(wǎng)兩頭薄弱問題,加強新能源與電網(wǎng)、新能源與調(diào)峰電源的統(tǒng)一規(guī)劃,統(tǒng)籌新能源開發(fā)與市場需求,建立新能源基地與電網(wǎng)工程同步規(guī)劃、同步投產(chǎn)的有效機制,提升電網(wǎng)接納新能源的能力。
加快“三華”、川渝、東北等區(qū)域特高壓工程建設。根據(jù)中電聯(lián)電力供需報告,預計2023年迎峰度夏期間,華東、華中、南方區(qū)域電力供需形勢偏緊;迎峰度冬期間,華東、華中、南方、西北區(qū)域電力供需偏緊。華中地區(qū)崛起勢頭正勁,能源需求旺盛,增長潛力很大,預計“十四五”期間華中地區(qū)局部時段存在一定的能源缺口。建議未來加快“三華”與東北通過特高壓交流聯(lián)網(wǎng),形成東部同步電網(wǎng),將西北與川、渝、藏通過特高壓交流聯(lián)網(wǎng),形成西部同步電網(wǎng),全國形成東部、西部、南方3個同步電網(wǎng)。采用特高壓工程將西部能源基地電力直送華中負荷中心,滿足華中經(jīng)濟發(fā)展及負荷增長需求。成渝地區(qū)通過白鶴灘、烏東德等電站往東部地區(qū)輸送的是水電,考慮到水電存在的季節(jié)性問題,為保證川渝地區(qū)電力供應穩(wěn)定,建議在川渝地區(qū)與寧夏、甘肅、青海、新疆等西北地區(qū)建立特高壓輸電通道,形成互補互濟的開發(fā)格局,促進西北地區(qū)可再生能源的發(fā)展。
加快清潔能源基地外送電通道建設,提高新能源外送規(guī)模和消納能力。因地制宜發(fā)展新能源,綜合各地資源條件、電網(wǎng)條件、負荷水平等因素優(yōu)化可再生能源項目開發(fā)時序,堅持集中式和分布式并舉開發(fā)新能源。持續(xù)優(yōu)化新能源發(fā)展布局,風電和光伏發(fā)電進一步向中東部地區(qū)和南方地區(qū)優(yōu)化布局,在東部地區(qū)建立多能互補能源體系,在西部北部地區(qū)加大風能、太陽能資源規(guī)?;⒓s化開發(fā)力度。盡快提出云南、四川和“三北”地區(qū)可再生能源基地的跨省區(qū)消納輸電通道方案,加大西部、北部富余電力送出力度。加快跨省跨區(qū)電力通道的建設,有效發(fā)揮大電網(wǎng)綜合平衡能力,促進新能源發(fā)電消納。
優(yōu)化能源結(jié)構,推進能源多元開發(fā)、多能互補。豐富不同種類能源的供應,發(fā)揮煤電與新能源發(fā)電的特性互補優(yōu)勢、調(diào)劑余缺。加強風電、太陽能等新能源發(fā)電的統(tǒng)籌規(guī)劃,積極安全有序發(fā)展核電,協(xié)調(diào)推進新能源開發(fā)與配套網(wǎng)源建設,確保新能源能并能發(fā),保障大規(guī)模新能源消納,實現(xiàn)大范圍資源優(yōu)化配置。
提高系統(tǒng)應急保障能力。加強源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動,對電力柔性負荷進行策略引導和集中控制,充分利用用戶側(cè)資源,化解短時電力供需矛盾。推進多元化儲能技術研發(fā)與應用,優(yōu)化儲能布局場景,推動獨立儲能發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。通過源網(wǎng)荷儲協(xié)同互動的整體解決方案,增強電網(wǎng)柔性調(diào)節(jié)能力,提升對特大自然災害、事故災難等極端情況的承受和恢復能力。
原標題: 從電網(wǎng)規(guī)劃視角看電力供需