在“雙碳”目標愿景下，構建新能源占比逐漸提高的新型電力系統成為重大方向。

 

　　在電力系統持續而深刻變化的進程中，電力供應保障難度大、電網安全控制難度增加、電力市場建設不完善等問題正成為當下的重要挑戰。

 

　　3月24日，《中國經營報》記者在2022年經濟形勢與電力發展分析預測會上獲悉，針對加快構建新型電力系統問題，中國電力企業聯合會(以下簡稱“中電聯”)黨委書記、常務副理事長楊昆認為，要穩步推進煤電為主體電源向調節型電源轉變，大力推動電源結構清潔綠色轉型，通過技術創新、電網結構優化和數字化水平提升推動新型電力系統建設，加快建設全國統一電力市場體系，持續提高全社會電氣化水平。

 

　　轉型期電力保供難點

 

　　世界政治和經濟環境復雜不確定，大宗商品價格高位波動，疊加我國“雙碳”目標推進，綠色低碳轉型不斷深化，電力供需承壓。中電聯預測，2022年全國電力需求總體平衡，部分時段部分區域電力供需偏緊。2025年，全社會用電量將達到9.5萬億千瓦時，面臨“雙高”“雙峰”等挑戰，保障電力可靠供應任務十分艱巨。

 

　　那么，電力供應保障難度具體表現在哪兒？

 

　　國家電網有限公司(以下簡稱“國家電網”)副總經理陳國平解釋，傳統性電源可以有效地保證供電能力，但是現在增長速度在放緩，有效供電能力并未隨著新能源裝機規模顯著增長。尤其是，受全球氣候變暖等因素影響，極端天氣時間趨多趨強，用電負荷高企的同時發電能力顯著下降，供電保障成本極高。“去年天氣最熱時，東北大概三天之內風電發電能力由1200萬千瓦最低降低到幾萬千瓦，這么大的缺口需要大量的火電補充。”陳國平舉例說。

 

　　出現供電缺口時，負荷側有序用電是保障系統正常運轉的手段。不過，在陳國平看來，負荷側手段將對社會電力供應保障帶來一定影響，特別是民生用電。

 

　　2021年9月，東北地區限電引發社會的高度關注。受缺煤停機、有序用電執行不到位以及風電驟減等多重因素影響，電網頻率多次跌破49.8Hz，最低至49.597Hz.為保障電網安全，相關調度機構依法合規采取事故拉閘限電措施，有效化解了系統崩潰的風險，但也影響了民生用電。

 

　　此外，隨著新能源裝機繼續增長，系統調節能力不足的問題更加凸顯，新能源小發期間電力供應不足和大發期間消納問題并存出現。

 

　　國家電網統計，2021年國家電網經營區新能源日內出力波動最大達1.67億千瓦，國家電網經營區最大負荷達9.7億千瓦。“一天內新能源有如此大幅度波動，傳統機組一方面必須保證電力供應，另一方面還要大力調節，有新能源發電的時候出力壓一下，沒有時還要頂上去。”陳國平說。

 

　　面臨困難與挑戰，新型電力系統轉型需要堅持“先立后破”原則，推動煤炭和新能源優化組合。

 

　　楊昆表示，加快構建新型電力系統，要穩步推進煤電由主體電源向調節型電源轉變，大力推動電源結構清潔綠色轉型。

 

　　“ ‘十四五’期間，煤電發展要堅持嚴控增量、優化存量、適度安排煤電新增規模，服務新能源發展，盡可能利用清潔能源發電，減少碳排放。繼續推進煤電機組靈活性改造，完善電力市場輔助服務補償與交易等政策，引導煤電充分發揮容量效應和靈活性優勢，做好煤電延壽管理。加強對火電企業金融的支持，推動電煤中長期簽訂及履約監管，將合同履約評價納入企業信用評價體系，對惡意違約中長期合約履約過低的責任方企業實行聯合懲戒。”楊昆強調。

 

　　陳國平也認為，在全面加快新能源發展的同時，適度發展支撐性電源，保障轉型期電力供應。一定時間之內，煤電從“增容控量”逐步過渡到“控容減量”，最后到“減容減量”。并且，要開發水電、核電，確保供電的基本保障。同時，要加快建設靈活調節能力，促進新能源高效消納，通過發展抽水蓄能、電化學、氫能等各類新型儲能技術，支持電源側儲能建設和服務用戶側儲能發展。此外，要研究火電機組轉型的盈利能力或生存能力，對退役火電機組“退而不拆”的提供政策支持等。

 

　　電網安全挑戰加劇

 

　　除了電力供應承壓外，遠距離大容量輸電故障沖擊大、電力系統安全基礎持續削弱、電網調頻調壓能力持續下降、故障引發連鎖反應和大面積停電風險增加也讓電網安全控制面臨挑戰。

 

　　在“大型可再生能源基地+特高壓直流外送”開發模式下，我國電網的安全挑戰更加艱巨。陳國平介紹，“我國國情是資源分布有一定差異，資源在西部，東部用電負荷高，需要遠距離、大規模輸電，在電力系統發生故障情況下有些影響是極大的。”

 

　　不僅如此，電力系統安全基礎削弱，電網調頻調壓能力持續下降，也都增加了電網安全控制的難度。

 

　　據陳國平介紹，常規同步電源具有轉動慣量和電壓支撐能力，是電力系統抵御故障沖擊的天然“緩沖器”。“隨著新能源占比提升，電力系統轉動慣量在降低，同時發生故障的沖擊卻變大，這是一個矛盾。”陳國平坦言。

 

　　對于大規模新能源并網地區和負荷中心地區常規電源裝機不足，主網電壓支撐“空心化”，調節能力下降的問題，陳國平也較為關心。他指出，規模不斷增長的分布式新電源的調峰調頻問題也是有待解決的新問題。

 

　　在國外和國內局部地區，新能源占比逐漸增高已經帶給電網安全運行一定的警示。

 

　　公開資料顯示，2019年8月，英國電網大停電事故期間，海上風電和分布式電源受擾動大量脫網，合計損失功率144萬千瓦，擴大頻率跌落，觸發低頻減載動作。據悉，新能源裝機逐漸提升后，在交直流故障擾動中容易大規模脫網，并容易大范圍連鎖反應，大面積停電的風險較大。

 

　　針對電網運行的安全問題，陳國平認為，不僅要加快可再生能源基地送出通道建設，還要支撐新能源大規模接入電網。大力開發新能源基地的同時，同步配套常規電源(如火電或水電)，接入電網時要解決電壓支撐不足的問題。另外，對電網運行控制的問題，一定要重構認知體系、運行控制體系和故障防御體系。

 

　　楊昆表示，要進一步優化電網結構，加強跨省、跨區輸電通道建設，打造大范圍資源優化配置平臺，持續優化完善區域電網主網架，推動建設適應分布式、微電網發展的智能配電網。同時，提升電力系統數字化水平，基于云計算、人工智能、大規模超算等技術，建設多源協同調度系統，優化電網運行模式，大幅度提升系統運行、預測精度，實現電力供需信息的實時匹配和智能化響應，確保系統安全穩定，可控、能控、在控。

 

　　健全電力市場機制

 

　　推動落實“雙碳”目標和新型電力系統建設，加快建設全國統一電力市場體系是重要抓手。

 

　　2022年1月，國家發改委、國家能源局發布的《關于加快建設全球統一電力市場體系的指導意見》指出，到2030年，全國統一電力市場體系基本建成，適應新型電力系統要求，國家市場與省(區、市)/區域市場聯合運行，新能源全面參與市場交易，市場主體平等競爭、自主選擇，電力資源在全國范圍內得到進一步優化配置。

 

　　北京電力交易中心總經理史連軍認為，如何適應供需形勢新變化、促進新能源消納和高水平發展以及保障電力價格穩定是下一步電力市場建設面臨的重要挑戰。特別是，隨著新能源對電力市場建設運行影響正在從量變走向質變，需要建立適應新能源運行特點的市場機制，承接新能源大規模接入。

 

　　為服務“雙碳”目標和新型電力系統構建，健全多層次統一市場體系、完善市場體系功能和健全市場交易機制等將是重點開展的工作。

 

　　針對健全多層次統一市場體系，史連軍認為，最重要的是要以系統化思維開展電力市場頂層設計。比如，解決保障新能源發展等問題，需要各方同步推進，要有系統性思維。面對資源在大范圍內配置的問題，各省必須要統籌考慮，而不是各自為戰。要明確“統一市場、兩級運作”的全國統一電力市場體系建設路徑，逐步實現省間、省內市場融合。

 

　　有序推動新能源進入市場是健全多層次統一電力市場體系的重要任務。

 

　　史連軍從四個方面進行分析，第一，區分存量、增量推動新能源參與市場，存量部分按照全生命周期，合理確定保障利用小時數，逐年降低保障性電量規模，使更多電量進入市場。增量部分就是2021年以后的平價上網項目，可以直接進入市場。第二，將可再生能源消納責任權重落實到戶，下一步起碼落實到高耗能用戶。從政策激勵來看，高耗能用戶購買一定比例的新能源電量，同時這部分綠色消費可以不納入能耗雙控。第三，在市場機制方面，設置新能源交易最低限價，盡量體現綠色價值，產生綠能溢價，同時完善綠電交易與綠證市場、碳市場等相銜接。第四，在調節資源方面，利用各種市場機制為支撐性、調節性電源提供補償，包括容量補償、輔助服務收益等。

 

　　完善統一電力市場體系的功能，即要持續推動電力中長期市場建設，加快現貨市場建設，持續完善電力輔助服務市場，探索建立容量補償機制和容量市場。

 

　　史連軍指出，電力中長期市場主要以年度和月度交易為主。隨著新能源接入，一方面要按照日連續運營或多日連續運營，使它更貼近現貨市場；另一方面要更加精細化，研究建立中長期帶時標的能量塊交易，更好適應電力供需時段性變化頻繁和新能源發電波動性、隨機性特點。同時，關于完善電力輔助服務，在調頻調峰基礎上，新能源占比高的地區可以引入爬坡、慣量等輔助服務品種。另外，還要按照“誰受益、誰承擔”原則，建立合理的費用分攤方式。

 

　　健全電力市場交易機制是加快建設全國統一電力市場體系的重要一環。

 

　　史連軍表示，要完善電力市場價格形成和傳導機制，建立反映煤價波動的電價形成機制，使市場價格充分反映成本變化，促進以一二次能源價格合理傳導。同時，要建立多時間尺度的市場平衡機制，推進市場主體在全空間、全時間段內有效互動，形成一個完整的交易體系，保證新能源消納和新型電力市場建設。

 

　　關于加快建設全國統一電力市場體系，楊昆也表示，要加快建設全國統一的適應高比例新能源交易的電力市場。要規范統一電力市場的基本交易規則與技術標準，破除電力交易的地域界限，推動實現各級電力市場統一規范運營和有效銜接。進一步明確綠色電力市場、綠證市場、碳市場的功能定位，理順三者之間的關系，構建目標一致、相互協同的綠色交易體系。健全新能源參與市場的機制，建立與新能源特性相適應的中長期電力交易機制，鼓勵新能源參與現貨市場，保障新能源企業的經營收益。進一步完善價格傳導機制，按照“誰受益、誰承擔”的市場原則，建立公平合理的輔助服務市場。