王成仁 景春梅 劉夢
構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)是有效提升風光等清潔能源比重、實現碳達峰碳中和目標的必要途徑。新型電力系統(tǒng)要實現電力電量結構、電網架構、電網運行機制的根本性轉變,亟需統(tǒng)籌推進電力體制改革,建立適應大規(guī)模、高比例新能源電力發(fā)展的體制機制。
一、新型電力系統(tǒng)要實現三大轉變
(一)電力電量結構由“煤電為主”向“新能源電力為主”轉變
以新能源為主體要實現新能源電力裝機和發(fā)電量均成為主體,即占比最高。截至2020 年底,我國發(fā)電裝機總容量達到22億千瓦,發(fā)電量7.62萬億千瓦時。其中,風、光合計裝機5.3億千瓦,發(fā)電量合計0.73億千瓦時,占比分別為24.1%和9.5%。未來,我國電力電量結構將出現較大調整。煤電占比將穩(wěn)步降低,“十四五”時期煤電裝機預計達到12.5億千瓦,較“十三五”時期增加1.7億千瓦,主要是建成已批項目。風電、光伏裝機將顯著提升,到2030年將達到12億千瓦以上,年發(fā)電量2.5萬億千瓦時以上。
從電力結構看,2030年電力總裝機預計約33億千瓦,風光等裝機基本與煤電持平,二者合計占74%。電量結構上,水電占比約在20%,核電、氣電約占10%,煤電和新能源電量共占70%左右。若體現電量為主體,那么新能源電量占比至少在35%以上,煤電占比要從目前的60.8%降至35%以下。
(二)電網架構由“集中式、長距離骨干網為主”向“骨干網+源網荷一體化配電網并重”轉變
目前電網架構通過特高壓方式將三北地區(qū)新能源電力向東部負荷地區(qū)輸送。隨著新能源并網比例提高,若僅通過集中式、長距離方式輸送,需要投入大量成本解決新能源間歇性、波動性問題。同時,輸送如此大規(guī)模的新能源電量,骨干通道投資規(guī)模龐大,且沒有架設空間,既不經濟也不現實。按2030年風光電量2.5萬億千瓦時、60%分布在三北地區(qū)、80%電量外送計算,約1.2萬億千瓦時電量需要外送,約需架設30條特高壓線路,即便不考慮電磁環(huán)網影響,全年滿功率運行,也很難實現。
新型電力系統(tǒng)應以配電網為主戰(zhàn)場。配電網接近消費端,通過發(fā)展源網荷儲一體化配電網絡,運用人工智能、物聯網等新一代信息技術,可以優(yōu)化調度,有效熨平新能源電力波動。在三北地區(qū)發(fā)展有源配電網,可就近消納部分電力。在東部負荷地區(qū)發(fā)展微電網、智慧能源等,既可提高電力自洽自治能力,又能為主電網提供支撐,最大限度消納新能源。
(三)電網運行機制由“電網調度可控電源保穩(wěn)定”向“多市場主體深度參與電力電量平衡”轉變
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運行模式是“源隨荷動”,通過調度火電、水電等可控電源來滿足用電需求。在新型電力系統(tǒng)下,發(fā)電側增加了大量不可控的新能源電力,用戶側也會因電動汽車、可中斷負荷等規(guī)模擴大而增加預測難度,且配電端將集聚大量分布式電源、微電網、虛擬電廠等主體,不再是單純的用電負荷。建立在可控電源、可預測負荷基礎上的傳統(tǒng)電網運行機制將無法適應新型電力系統(tǒng)運行需求,亟需建立適應多主體參與、源荷互動、用戶側發(fā)揮更大作用的調度運行機制,確保系統(tǒng)穩(wěn)定。
二、構建新型電力系統(tǒng)面臨的體制機制障礙
(一)尚未形成競爭性的電力市場體系
一是我國電力市場以中長期交易為主,競爭性不足。雖然發(fā)用電計劃有序放開,但大用戶直購電一般由地方政府確定,具有定向優(yōu)惠的性質。二是電價“雙軌制”不利于形成現貨市場價格。在電力現貨市場試點過程中,未參與市場的優(yōu)先發(fā)電和優(yōu)先購電電量仍執(zhí)行原上網電價和目錄電價,其余電量按市場價格進行結算,導致市場化發(fā)用電量總量不匹配,出現大量不平衡資金,制約市場化價格形成。三是區(qū)域電力市場省間壁壘問題突出。西電東送省份電力進入電力市場沒有制度性安排,受電地區(qū)嚴格控制省外購電量,阻礙電力資源在區(qū)域間優(yōu)化配置。四是分布式電源參與電力交易難實現。國家已出臺政策開展分布式電源參與電力市場化交易試點,允許“隔墻售電”。但實際操作中,電源企業(yè)需提供由電網企業(yè)出具的支撐材料,且過網費難以確定,市場交易舉步維艱。
(二)增量配網改革面臨電網資產處置和價格倒掛難題
在增量配網試點中,電網企業(yè)對處置存量配網資產積極性不高。部分試點項目接入電網的機制和流程不明確,電網企業(yè)未能及時提供并網服務,導致項目停滯或難以開展供電業(yè)務。價格方面,配電網直接服務于工商業(yè)和居民用戶,電壓等級越低、成本越高,理應獲得較高配電價格。但在現有輸配電價體系中,配電價格參照輸電電價確定,導致配電網接入公網電壓等級越低,配電價格也就越低,投資就越難收回。
(三)電網企業(yè)仍保留售電功能制約售電側改革效果
中發(fā)9號文件明確規(guī)定,“改變電網企業(yè)集電力輸送、電力統(tǒng)購統(tǒng)銷、調度交易為一體的狀況,電網企業(yè)不再以上網電價和銷售電價價差作為收入來源,按照政府核定的輸配電價收取過網費”,旨在推動電網企業(yè)逐步退出售電業(yè)務,提升售電側市場化水平。但改革不徹底的表現是允許電網企業(yè)成立售電公司。電網企業(yè)不退出售電側,在電力交易中既是“運動員”,又是“裁判員”,加之擁有交易和調度控制權,掌握大量用戶資源,售電側多元競爭難以實現,改革難有實質進展。
(四)電力輔助服務機制不適應新型電力系統(tǒng)需要
現行輔助服務機制是2002年廠網分開后,在沒有電力現貨市場、電量計劃分配、計劃調度的背景下開始實施的。假定上網電價包含一定比例輔助服務成本,由發(fā)電側分攤。機制設計基于火、水等可控電源為主的結構。新型電力系統(tǒng)下,現行機制的前提假設和實施基礎均發(fā)生根本性變化。風、光等不可控電源快速增加,對容量備用、調頻等輔助服務需求巨大。煤電將更多以調峰、調頻、備用等方式存在,亟需通過輔助服務機制來彌補收益缺口。現行機制滿足不了這些需求。
(五)交易機構仍未完全獨立