記者 | 席菁華
編輯 | 張慧
隨著氣溫回降，四川省用電供需矛盾終于得到解決。
8月中下旬，受極端高溫干旱天氣影響，四川出現(xiàn)電力缺口，不得不對工業(yè)用戶進行限電，并波及了部分居民用電。
此次四川限電，被業(yè)內(nèi)人士認為是未來新型電力系統(tǒng)運行下電力考驗的預(yù)演。
四川可再生能源占比達84%，與新型電力系統(tǒng)特點相似。為達成“雙碳”目標，中國正構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。到2060年，國內(nèi)水、風(fēng)、光發(fā)電占比將達70%以上。
可再生能源在電力系統(tǒng)中占比過高，電網(wǎng)穩(wěn)定性就易受到極端天氣影響，使得電力保供面臨挑戰(zhàn)。
界面新聞獲悉，目前，因新能源滲透率逐步提高，西北五省（區(qū)）已出現(xiàn)時段性電力供應(yīng)緊張常態(tài)格局，且呈現(xiàn)出概率化特征。
四川此次缺電是短期可控的，但長期看，中國電力需求持續(xù)剛性增長，疊加新型電力系統(tǒng)生產(chǎn)和消費雙側(cè)面臨愈加明顯的波動性，未來迎峰度冬、度夏時期如何防止限電，已成為近在眉睫的問題。
這意味著，未來電力危機可能成為常態(tài)，需要提前謀劃應(yīng)對，提高電力系統(tǒng)應(yīng)對極端情況沖擊的能力。
為緩解用電負荷高峰期缺電問題，去年起，國內(nèi)多地調(diào)整分時電價政策，提高尖峰段電價，擴大分時電價峰谷價差。除大工業(yè)用戶外，一些省份還將峰谷分時電價納入居民電價，工商業(yè)用戶也在擴大峰谷分時電價的范圍和價差。
電價形成機制是電力市場建設(shè)的關(guān)鍵，引入競爭機制可以促進電力平衡，使得電力資源得到優(yōu)化配置。但在中國的國情下，電是特殊商品，電價在國民經(jīng)濟中的作用巨大，具有明顯公共事業(yè)屬性，很難實現(xiàn)電力完全市場化，且電價完全放開。
在此背景下，需求側(cè)響應(yīng)規(guī)模化常態(tài)化應(yīng)用、保留戰(zhàn)略備用煤電裝機、區(qū)域電網(wǎng)發(fā)展下沉，增大電網(wǎng)互聯(lián)互通和配網(wǎng)投資、完善容量市場，給予尖峰補貼、善區(qū)域電力市場建設(shè)等，將是未來缺電難題的有效破解之法。
需求側(cè)響應(yīng)常態(tài)化應(yīng)用，保留煤電備用裝機
去年出現(xiàn)電力缺口后，電網(wǎng)公司對需求側(cè)響應(yīng)的重視程度增加。
今年7月，四川啟動超500萬千瓦的經(jīng)濟型需求響應(yīng)，占全省用電最高負荷的10%左右；迎峰度夏期間，浙江預(yù)留了1250萬千瓦的可中斷負荷，還擴大了參與需求響應(yīng)客戶的范圍，挖掘工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)樓宇等領(lǐng)域的柔性可調(diào)節(jié)資源。
需求側(cè)響應(yīng)是指用戶針對價格或者激勵機制的變化做出響應(yīng)從而改變其電力消費的市場參與行為。經(jīng)濟型需求響應(yīng)一般占電網(wǎng)最大電力負荷5%。
華北電力大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院教授袁家海告訴界面新聞，需求側(cè)響應(yīng)不僅可以幫助削峰填谷，扛過一年中約100小時的尖峰負荷時段，還可以更好的進行實時電力平衡管理，幫助新能源更好的消納。
“現(xiàn)在省級電網(wǎng)基本上具備經(jīng)濟型需求響應(yīng)能力。到2030年，常態(tài)化10%的需求響應(yīng)能力，將成為可以實現(xiàn)的目標”，袁家海稱。
在電力系統(tǒng)內(nèi)保留常規(guī)煤電機組作為備用電源，進行戰(zhàn)略備用，也極為關(guān)鍵。
相對火電等常規(guī)電源而言，新能源僅有電量替代效益而無容量替代效用。新能源大量并網(wǎng)，將使電力供給容量保障短缺風(fēng)險將日益突出?；痣娛侨萘啃枨蟮闹饕峁┱撸軌蛱峁┳銐虻膫溆萌萘恳詰?yīng)對極端情況。
袁家海認為，未來煤電總體由主力電源向基礎(chǔ)保障型和靈活調(diào)節(jié)型電源轉(zhuǎn)變，其容量價值、靈活調(diào)節(jié)價值和兜底保障價值會更加凸顯。
“全國電力系統(tǒng)內(nèi)需保留12億千瓦左右常規(guī)煤電機組，保留5000萬千瓦應(yīng)急備用機組，應(yīng)鼓勵合規(guī)老舊機組轉(zhuǎn)為應(yīng)急備用機組?！痹液Ｕf。
到期應(yīng)該退出市場運行的老舊機組，可以進行容量招標并簽訂備用合同，或者通過政策確保在合同期內(nèi)收回投資者的成本，來激勵尖峰容量的投資。在系統(tǒng)遇到可靠性問題時，這些機組由調(diào)度機構(gòu)統(tǒng)一調(diào)用，從而確保供電安全。
“這部分機組屬于專門預(yù)留，只有當(dāng)電量市場無法提供充足容量時，戰(zhàn)略備用機組才會投入使用，以保證電力系統(tǒng)所期望的高峰容量備用得到滿足?！痹液＝忉尩馈?/span>
今年迎峰度夏期間，為保供電，四川1800萬千瓦的煤電裝機滿負荷發(fā)電。“但部分機組按照汛期計劃處在停機檢修狀態(tài)、備煤不足，加上川渝地區(qū)煤礦品位度低、含硫量高煤質(zhì)不好，以及因高溫、缺水等因素，火電機組存在600萬千瓦的出力受限。”袁家海告訴界面新聞。
他認為，對燃煤機組可實施價格機制上的容量補償，實行浮動性補貼，在最尖峰時刻給予為電網(wǎng)保供作出貢獻的機組短時容量補貼，可以促進當(dāng)?shù)鼗痣姀S提前維護機組、儲備高卡煤，提升現(xiàn)有發(fā)電機組生產(chǎn)能力，促使一次能源市場和電力市場之間更好地銜接。
發(fā)揮電網(wǎng)互聯(lián)互濟作用，打破剛性調(diào)度
今年四川缺電期間，仍需履約水電外送。因為“西電東送”為國家戰(zhàn)略，四川大型水電站的發(fā)電量為國家統(tǒng)調(diào)統(tǒng)分，調(diào)度權(quán)在電網(wǎng)公司的國調(diào)中心，為政府決定省間電力分配方案。
目前，中國電網(wǎng)規(guī)劃調(diào)度和平衡方式剛性，四川往華東送電為單向送電，為“大飛線”式的輸電規(guī)劃。這種方式存在出力變化不頻繁，送電僵直的弊端。
一位國家電網(wǎng)內(nèi)部人士告訴界面新聞，經(jīng)歷此次缺電問題后，今后電網(wǎng)部門或在對外送合同上，針對特殊年份增加靈活條款。
袁家海告訴界面新聞，13座龍頭水電站雖建在四川，但進行年度電力電量平衡和生產(chǎn)計劃時，同時算入浙江、江蘇和四川省網(wǎng)的電源中，水電站電量統(tǒng)一分配。要想把電留在四川電網(wǎng)里，在技術(shù)層面，接入點和輸電斷面也會受阻。
在電力跨區(qū)域交易中，主要為“點對網(wǎng)”和“網(wǎng)對網(wǎng)”兩種送電統(tǒng)籌方式，其中以“網(wǎng)對網(wǎng)”為主流。“網(wǎng)”指的是電網(wǎng)，“點”指的是發(fā)電企業(yè)。
四川特高壓直流線路則主要為“點對網(wǎng)”送電，即大多數(shù)水電站電量直接入特高壓電網(wǎng)外送，有個別電站與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)鏈接，但電力輸送非常有限。若轉(zhuǎn)向“網(wǎng)對網(wǎng)”的方式，將有助于四川留下電力實現(xiàn)自身保供。
“決策者和電力管理者需改變觀念和制度規(guī)則”，袁家海表示，應(yīng)建設(shè)區(qū)域電力市場，發(fā)揮市場配置資源作用，通過區(qū)域間的自發(fā)需求引導(dǎo)電網(wǎng)更好的規(guī)劃和建設(shè)。
“例如，可以讓市場決定將部分電量留給四川，而不是現(xiàn)在剛性的執(zhí)行國家統(tǒng)調(diào)統(tǒng)分，從而能極大緩解缺電難題?！痹液ＵJ為。
2015年3月中央下發(fā)的《關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)【2015】9號）明確要求，重新定位電網(wǎng)企業(yè)功能，改變電網(wǎng)企業(yè)集電力輸送、電力統(tǒng)購統(tǒng)銷、調(diào)度交易為一體的狀況。
國家發(fā)改委、國家能源局關(guān)于加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系的指導(dǎo)意見也提出，穩(wěn)步推進省（區(qū)、市）/區(qū)域電力市場建設(shè)。充分發(fā)揮?。▍^(qū)、市）市場在全國統(tǒng)一電力市場體系的基礎(chǔ)作用，提高省域內(nèi)電力資源配置效率，保障地方電力基本平衡。
未來的電網(wǎng)將更好地發(fā)揮互聯(lián)互通互濟作用，解決“有電送不出、外電進不來”的問題。
據(jù)中電聯(lián)，2021年全國跨區(qū)輸電能力達到17215萬千瓦，跨區(qū)送電量完成7091億千瓦時，比上年增長9.5%，電網(wǎng)更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置資源能力顯著增強。
但電網(wǎng)間跨省交流互聯(lián)能力仍需提升。
據(jù)清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院近日發(fā)表的《對四川高溫限電的深度思考——新型電力系統(tǒng)建設(shè)中如何抗災(zāi)保供》，直流輸電線路容量大、效率高，但一般返送能力相對較弱，新能源送端匯集點往往和送端電網(wǎng)的負荷中心不重疊，在送端電網(wǎng)發(fā)生用電短缺時，能夠發(fā)揮的緊急支援作用有限。
上述文章建議，加強電網(wǎng)間的跨省交流互聯(lián)，增強電網(wǎng)間的功率交換能力，從調(diào)劑余缺走向互為備用，以提高整個電網(wǎng)在空間上的再平衡能力。
《四川日報》旗下的川觀智庫指出，應(yīng)推動四川電網(wǎng)提檔升級，特別是加快建設(shè)各地至負荷中心輸電通道、加強外電入川電力通道建設(shè)。
另外，應(yīng)提升四川和西北等地跨省電力互濟的能力，爭取國家支持從甘肅、西藏方向建設(shè)電力入川通道，確保四川穩(wěn)定服務(wù)國家西電東送戰(zhàn)略的同時，也保障全省能源電力供應(yīng)。
8月30日，國家電網(wǎng)董事長辛保安指出，“十四五”期間四川用電需求仍將快速增長，將加快推進“外電入川”工程，年內(nèi)推動甘孜-天府南-成都東等重點工程核準，加快阿壩-成都東1000千伏特高壓交流工程前期工作。
此外，迎峰度冬前將投產(chǎn)500千伏大林輸變電工程和東坡、水洛變電站主變擴建工程。年內(nèi)開工建設(shè)500千伏攀西電網(wǎng)優(yōu)化工程，推動省內(nèi)送電通道向清潔能源基地延伸。推進電源結(jié)構(gòu)多元開發(fā)，推動抽水蓄能、新型儲能發(fā)展等。
加快水風(fēng)光多能互補，區(qū)域和配網(wǎng)投資下沉
中國水力發(fā)電工程學(xué)會原副秘書長張博庭認為，加快發(fā)展新能源，加快水風(fēng)光互補，可以緩解電力缺口問題。
他對界面新聞表示，中國是水電大國，水電與抽水蓄能具有天然的調(diào)峰調(diào)頻優(yōu)勢，大型水電站配上風(fēng)光發(fā)電大基地，小水電配合電化學(xué)儲能調(diào)節(jié)新能源，形成分布式供能，從技術(shù)和經(jīng)濟上都可實現(xiàn)，這不僅可以緩解電力供應(yīng)壓力，還有助于“雙碳”目標的達成。
今年3月，國家能源局開展全國主要流域可再生能源一體化規(guī)劃研究工作，啟動全國流域可再生能源綜合開發(fā)基地。
國家能源局指出，水電響應(yīng)能力較強，可進一步平滑新能源出力曲線，通過調(diào)峰調(diào)頻從而改善風(fēng)光消納問題。此外，風(fēng)、光與水電年內(nèi)的發(fā)力峰谷存在錯位，存在較好的互補性，風(fēng)光“枯期”水電發(fā)力，水電枯期風(fēng)光可提供一定支撐。
新能源大基地的發(fā)展，需用“兩個一體化”保障大規(guī)模新能源順利消納，即電源側(cè)的“風(fēng)-光-水-火-儲”一體化，以及系統(tǒng)層面的“源-網(wǎng)-荷-儲”一體化。
此外，未來新能源應(yīng)用的形式將更注重分布式。袁家海認為，這決定了電網(wǎng)投資下沉，區(qū)域內(nèi)部電網(wǎng)的互聯(lián)互通及配網(wǎng)投資增加將變得更加重要。
“配網(wǎng)不升級、不市場化，就無法接入更多的分布式資源，無法更多的將儲能納入進來，也難以讓虛擬電廠真正發(fā)揮作用?！痹液Ｌ岢?。
虛擬電廠是提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的重要手段，可以彌合電力供需矛盾，是解決電網(wǎng)尖峰負荷最經(jīng)濟的選項之一，可以有效緩解缺電難題。
杭州數(shù)元電力科技有限公司副總經(jīng)理俞慶撰文稱，當(dāng)前中國電力行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，在發(fā)電環(huán)節(jié)屬于寡頭競爭，輸配環(huán)節(jié)側(cè)屬于電網(wǎng)的自然壟斷，用電環(huán)節(jié)幾乎沒有成熟的服務(wù)商和市場環(huán)境，虛擬電廠很難找到合適的生存土壤，離成熟尚遠。
與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，未來新型電力系統(tǒng)下的電網(wǎng)發(fā)展，將形成大電網(wǎng)主導(dǎo)、多種電網(wǎng)形態(tài)相融并存的格局。電力系統(tǒng)也由“發(fā)-輸-變-配-用”的單向過程，形成“源-網(wǎng)-荷-儲”的一體化循環(huán)過程。
此時，以家庭、社區(qū)、園區(qū)等不同大小的區(qū)域形成多層級微電網(wǎng)，更多的分布式光伏、分散式風(fēng)電等主體與周邊用戶直接交易，電源、電力用戶、儲能、虛擬電廠將參與進來，區(qū)域電網(wǎng)發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。
這將使得配電網(wǎng)電力交易活躍，需要真正地讓市場機制發(fā)揮作用，不僅實現(xiàn)資源效率配置的提升，更精準的發(fā)現(xiàn)價格，增強就近消納新能源的能力，也將有助于抵御未來的缺電風(fēng)險，保障電力系統(tǒng)安全。