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        南方多省高峰限電對(duì)上海加強(qiáng)高峰期電力保障的啟示

        2021-12-25 20:48:42寇書(shū)萌王曉暉
        上海節(jié)能 2021年4期
        關(guān)鍵詞:裝機(jī)出力用電

        張 銘 閆 晶 寇書(shū)萌 王曉暉 費(fèi) 斐

        1.國(guó)網(wǎng)上海市電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院 2.上海市發(fā)展改革研究院

        0 引言

        去年年底,我國(guó)南方多地接連發(fā)生用電緊張情況,浙江、江西、湖南等省份更是在用電高峰時(shí)段對(duì)用戶(hù)采取限電措施才勉強(qiáng)保障了本省電力供應(yīng)的平穩(wěn)。多省大范圍缺電雖有今冬異常寒冷和大量境外訂單轉(zhuǎn)移到國(guó)內(nèi)引發(fā)制造業(yè)對(duì)電力需求大幅增長(zhǎng)的外部原因,但政府管理上的死板和電力系統(tǒng)建設(shè)上的短板也是不應(yīng)忽視的內(nèi)部原因。電力安全是保障城市有序運(yùn)行的關(guān)鍵要素,上海作為國(guó)際大都市更是要全力避免限電事件的發(fā)生,做好“三個(gè)關(guān)注”,進(jìn)一步提升上海市電力系統(tǒng)抵御風(fēng)險(xiǎn)能力。

        1 浙江:能源“雙控”引發(fā)政策性限電

        去年12月11日起,浙江金華、溫州、臺(tái)州、寧波、舟山等地發(fā)布限電通知,部分工廠(chǎng)受此影響錯(cuò)峰生產(chǎn)甚至停產(chǎn),公共場(chǎng)所照明受限,部分單位辦公區(qū)氣溫只有在3 ℃以下才允許開(kāi)空調(diào),且設(shè)置溫度不得高于16 ℃。研究發(fā)現(xiàn),浙江上述時(shí)段的供電能力并不存在明顯的缺口,此次主要是政策性限電,即主管部門(mén)為了完成“十三五”能源“雙控”目標(biāo),在環(huán)??孛汉兔裆k姲l(fā)生沖突時(shí)選擇了前者。背后的原因有以下三個(gè)方面。

        1.1 能源“雙控”指標(biāo)高,實(shí)現(xiàn)難度大

        浙江省“十三五”能源“雙控”能耗強(qiáng)度降低目標(biāo)是17%,為全國(guó)范圍內(nèi)最高標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前,浙江省正處于全力建設(shè)國(guó)家清潔能源示范省第二階段收官期,實(shí)現(xiàn)“雙控”目標(biāo)決心堅(jiān)定。按照全年統(tǒng)調(diào)用電量增長(zhǎng)3.9%進(jìn)行測(cè)算,預(yù)計(jì)浙江全年發(fā)電用煤將超出控煤指標(biāo)39萬(wàn)t,按此發(fā)展“雙控”目標(biāo)難以完成。

        1.2 供給側(cè)煤炭消費(fèi)比重高,發(fā)電量占比大

        2019年,浙江煤炭消費(fèi)總量占一次能源消費(fèi)比重為45.3%,其中電煤占煤炭消費(fèi)量的61.7%,煤電上網(wǎng)電量占全省發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電量的76.5%,遠(yuǎn)高于全國(guó)平均水平63.8%。煤機(jī)發(fā)電占比高,減煤降耗壓力大。

        1.3 需求側(cè)用電量增長(zhǎng)迅速

        浙江去年前11 個(gè)月規(guī)模以上工業(yè)增加值同比增長(zhǎng)4.8%(11月份同比增長(zhǎng)11.9%),是全國(guó)水平的2 倍多。入冬后,供暖需求陡增,全省用電負(fù)荷高達(dá)7564萬(wàn)kW,同比增長(zhǎng)9%;全社會(huì)用電量同步攀升至15.44 億kWh,同比增長(zhǎng)9.9%。全省用電負(fù)荷和全社會(huì)用電量持續(xù)攀升,疊加年關(guān)效應(yīng),最終導(dǎo)致控煤和保電成了當(dāng)前階段不可調(diào)和的矛盾。

        2 江西:電力供給不足被迫主動(dòng)限電

        2018年至今,江西省已連續(xù)三年實(shí)施有序用電措施。去年冬季受寒潮影響,江西用電最高負(fù)荷再創(chuàng)歷史新高,內(nèi)外部電力供應(yīng)不足,電力保供形勢(shì)日益嚴(yán)峻。為補(bǔ)齊冬季電力供應(yīng)缺口,江西省發(fā)改委要求自去年12月15日起,每日早晚高峰時(shí)段實(shí)施可中斷負(fù)荷,啟動(dòng)有序用電工作。研究發(fā)現(xiàn),江西電源和通道的建設(shè)速度長(zhǎng)期滯后于持續(xù)增長(zhǎng)的電力需求,主管部門(mén)和電力企業(yè)缺少備用能力,此次限電只是又一次無(wú)奈之舉。

        2.1 本地電源建設(shè)緩慢,出力受阻

        近年來(lái),江西省內(nèi)新增電源裝機(jī)發(fā)展速度偏慢,與快速增長(zhǎng)的用電需求不相匹配,其中,火電機(jī)組受到國(guó)家政策和江西資源環(huán)境約束,建設(shè)阻力較大;新能源出力不穩(wěn)定,此次限電前一日全省風(fēng)機(jī)覆冰容量已達(dá)到102.6萬(wàn)kW,隨著低溫天氣持續(xù),風(fēng)機(jī)覆冰情況在不斷加劇,讓本已不足的新能源出力問(wèn)題雪上加霜。

        2.2 外來(lái)電通道滿(mǎn)載,受電能力不足

        長(zhǎng)期以來(lái),江西電網(wǎng)跨省跨區(qū)聯(lián)絡(luò)通道薄弱,僅通過(guò)磁永線(xiàn)、咸夢(mèng)Ⅰ、Ⅱ線(xiàn)三回500 kV 線(xiàn)路與華中電網(wǎng)相聯(lián),受電能力有限。湖北向江西的送電能力僅為260萬(wàn)kW,且該通道已經(jīng)滿(mǎn)載,區(qū)域電力互濟(jì)互保能力單薄。四川供江西的雅中直流通道又因江西省對(duì)自身“川電入贛”空間不足的誤判,造成項(xiàng)目拖延了兩年才得以批復(fù)建設(shè),預(yù)計(jì)2021 年6月投產(chǎn)前,全省還將繼續(xù)面臨高峰季電力短缺問(wèn)題。

        3 湖南:電源結(jié)構(gòu)性失衡致使被動(dòng)限電

        近年來(lái),湖南省電源結(jié)構(gòu)中可再生能源發(fā)電占比持續(xù)增加,由于可再生能源發(fā)電受氣候影響極大,加之外來(lái)電不及預(yù)期、冬季煤炭供應(yīng)緊張等因素共同作用,導(dǎo)致湖南電力供需失衡。去年12月8日起,全省啟動(dòng)限電措施,長(zhǎng)沙、湘潭等地市制定不使用高耗能電器、錯(cuò)峰用電等舉措,減輕供電壓力。研究發(fā)現(xiàn),湖南在大力發(fā)展可再生能源的同時(shí)還十分依賴(lài)外來(lái)電,對(duì)于能夠穩(wěn)定出力的本地火電機(jī)組投入不足,高峰季只能看天吃飯。

        3.1 從供給側(cè)看,本地電源穩(wěn)定出力占比低、外來(lái)電未達(dá)預(yù)期

        1)新能源裝機(jī)占比高但實(shí)際發(fā)電量不足

        “十三五”期間,湖南新增裝機(jī)總量有限且多為新能源,新能源裝機(jī)規(guī)模占全省總發(fā)電裝機(jī)容量的54.8%。湖南秋冬逢枯水季,水電出力低,調(diào)節(jié)能力不足;受冰凍天氣影響,風(fēng)電表現(xiàn)不佳;光伏受連綿陰雨影響也未達(dá)預(yù)期,總體導(dǎo)致可再生能源供給側(cè)效率嚴(yán)重不足。

        2)火電投資建設(shè)進(jìn)展緩慢,穩(wěn)定出力機(jī)組低于平均水平

        在國(guó)家能源綠色低碳轉(zhuǎn)型驅(qū)動(dòng)和全省環(huán)保條件約束下,煤電去產(chǎn)能加快推進(jìn),規(guī)劃建設(shè)的多個(gè)火電和熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的積極性受挫進(jìn)展緩慢。2019 年,湖南穩(wěn)定出力機(jī)組比重降至46.9%,低于全國(guó)水平近15個(gè)百分點(diǎn)。

        3)外來(lái)電受電能力有限疊加新增電源投產(chǎn)無(wú)期,增加保供難度

        湖南外受電通道能力600萬(wàn)kW目前已全部用足,其中祁韶直流由于送端配套電源投產(chǎn)規(guī)模不足、受端配套網(wǎng)架尚不完善等原因,最大允許送電能力僅為設(shè)計(jì)能力的50%。同時(shí),受?chē)?yán)控煤電建設(shè)影響,配套電源福建長(zhǎng)樂(lè)電廠(chǎng)2臺(tái)100萬(wàn)kW機(jī)組建成投運(yùn)時(shí)間推遲至今,另兩臺(tái)機(jī)組建設(shè)遙遙無(wú)期。

        3.2 從需求側(cè)看,電力負(fù)荷增長(zhǎng)迅速

        “十三五”期間,湖南年均用電負(fù)荷增速約為7.75%,高于同時(shí)期年用電量的年均增速5.19%。同時(shí),去年入冬較前年提前26 天,氣溫低于往年2.2 ℃,居民取暖用電需求大幅增長(zhǎng),電力消耗進(jìn)一步提升。去年12月14日,全省日用電量較上年同比增長(zhǎng)36.2%,刷新歷史紀(jì)錄。

        4 近期多地限電對(duì)上海的啟示

        寒冬天氣導(dǎo)致需求側(cè)用電負(fù)荷快速增長(zhǎng),而供給側(cè)遭遇本地火電發(fā)展遲滯、可再生能源出力不足、外來(lái)電通道能力受限等多重不利因素共同作用,是造成此次多省限電的主要原因。上海應(yīng)吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),始終將供電安全放在首位,除了要避免發(fā)生政策性限電,還應(yīng)確保本地穩(wěn)定出力機(jī)組維持在合理區(qū)間,即使面臨極端天氣、外來(lái)電受限等不利因素,仍具備冗余供電能力。結(jié)合上海市能源供應(yīng)現(xiàn)狀及面臨的內(nèi)外部發(fā)展形勢(shì),課題組研究認(rèn)為,上海應(yīng)重點(diǎn)做好“三個(gè)關(guān)注”。

        4.1 關(guān)注電源結(jié)構(gòu)變化,合理規(guī)劃穩(wěn)定出力裝機(jī)規(guī)模

        碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)將極大地推動(dòng)非化石能源發(fā)電比重增加。在此背景下,為保證上海市電力供應(yīng)的穩(wěn)定,上海應(yīng)將穩(wěn)定出力機(jī)組的規(guī)模保持在合理水平,確保安全托底的能力,并積極引導(dǎo)其適應(yīng)綠色清潔化發(fā)展?!笆奈濉逼陂g,煤電作為基荷電源,裝機(jī)規(guī)模應(yīng)達(dá)到1500萬(wàn)kW 左右,氣電作為可靠調(diào)峰電源,裝機(jī)規(guī)模應(yīng)達(dá)到1235萬(wàn)kW。由于天然氣發(fā)電效率是煤炭的2倍,清潔性?xún)?yōu)于煤炭,因此未來(lái)上海仍需進(jìn)一步提高燃機(jī)規(guī)模,同時(shí)滿(mǎn)足供電安全性和環(huán)保性要求。

        4.2 關(guān)注新能源發(fā)電特性,加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)和配套技術(shù)攻關(guān)

        新能源發(fā)電具有出力不穩(wěn)定、不可控,可以提供有效電量,但提供的有效電力十分有限等特征。發(fā)展新能源,不僅要考慮低谷調(diào)峰問(wèn)題,還要重視高峰電力平衡問(wèn)題。隨著非化石能源占一次能源消費(fèi)比重提高,預(yù)計(jì)2025 年本地可再生能源裝機(jī)規(guī)模將達(dá)744萬(wàn)kW,本地可再生能源發(fā)電量比重將從目前的3.7%提高到8.9%。大規(guī)模本地和外來(lái)新能源電源接入將給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。上海未來(lái)應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)在新能源發(fā)電有效出力、穩(wěn)定電源發(fā)展、“鉆石型”配電網(wǎng)建設(shè)、儲(chǔ)能和調(diào)節(jié)機(jī)制、電力輔助服務(wù)市場(chǎng)、電力需求側(cè)響應(yīng)等方面的研究和技術(shù)攻關(guān)。

        4.3 關(guān)注外部環(huán)境變化,保障上海高峰期供電安全

        按目前上海電網(wǎng)供需情況分析,預(yù)計(jì)今冬明春上海不會(huì)出現(xiàn)缺電問(wèn)題,能源供給和需求側(cè)均保持平穩(wěn)可控,但是仍需密切關(guān)注低溫天氣、本地火電供應(yīng)、外來(lái)電交易履約三方面的變化情況。在天氣方面,上海冬季空調(diào)負(fù)荷最高占比近30%,氣溫對(duì)負(fù)荷水平影響較大,要密切關(guān)注寒潮等極端天氣影響。在能源供應(yīng)方面,上海能源高度依賴(lài)外部輸入,用能高峰季不僅要關(guān)注煤炭、天然氣等一次能源供應(yīng)和穩(wěn)定出力機(jī)組運(yùn)行,更要注意占比近50%的市外來(lái)電受入情況。由于部分送電省已經(jīng)出現(xiàn)電力供應(yīng)緊張局面,建議重點(diǎn)關(guān)注省間電力交易的履約情況。

        5 總結(jié)與展望

        多省大范圍缺電雖有今冬異常寒冷和大量境外訂單轉(zhuǎn)移國(guó)內(nèi)引發(fā)制造業(yè)對(duì)電力需求大幅增長(zhǎng)的統(tǒng)一外部原因,也存在差異性?xún)?nèi)部因素。浙江是政策性限電,即主管部門(mén)為了完成“十三五”能源“雙控”目標(biāo),在環(huán)??孛汉兔裆k姲l(fā)生沖突時(shí)選擇了前者。江西則是由于電源和通道的建設(shè)速度長(zhǎng)期滯后于持續(xù)增長(zhǎng)的電力需求,主管部門(mén)和電力企業(yè)缺少備用能力,無(wú)奈實(shí)施限電??稍偕茉窗l(fā)電占比持續(xù)增加的湖南省,同時(shí)還十分依賴(lài)外來(lái)電,對(duì)于能夠穩(wěn)定出力的本地火電機(jī)組投入不足,高峰季由于電源結(jié)構(gòu)性失衡致使被動(dòng)限電。有鑒于此,政府管理上的死板和電力系統(tǒng)建設(shè)上的短板不應(yīng)忽視。電力安全是保障城市有序運(yùn)行的關(guān)鍵要素,上海作為國(guó)際大都市更是要全力避免限電事件的發(fā)生,應(yīng)關(guān)注電源結(jié)構(gòu)變化,合理規(guī)劃穩(wěn)定出力裝機(jī)規(guī)模,關(guān)注新能源發(fā)電特性,加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)和配套技術(shù)攻關(guān),關(guān)注外部環(huán)境變化,保障上海高峰期供電安全,從而進(jìn)一步提升電力系統(tǒng)抵御風(fēng)險(xiǎn)能力。

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