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        新型電力系統(tǒng)建設(shè)環(huán)境下的“西電東送”發(fā)展研究

        2023-11-07 07:09:54劉哲唐成鵬周青吳呂呂孫坤朱一兵
        廣東電力 2023年9期
        關(guān)鍵詞:西電東省區(qū)新能源

        劉哲,唐成鵬,周青,吳呂呂,孫坤,朱一兵

        (1.中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司,廣東 廣州 510663;2.中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司貴陽(yáng)局,貴州 貴陽(yáng) 550081;3.中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司梧州局,廣西 梧州 543002;4.華北電力大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院,北京 102206)

        2021年3月15日,中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議首次提出“要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”,逐漸降低化石能源消耗,提高新能源發(fā)電占比。我國(guó)新能源資源與負(fù)荷需求呈逆向分布,風(fēng)光資源多數(shù)分布在西部和西北部地區(qū),負(fù)荷中心則主要集中在東部沿海地區(qū),“西電東送”作為聯(lián)接西部能源基地和東部負(fù)荷中心的橋梁,是統(tǒng)籌東西部能源資源、實(shí)現(xiàn)資源在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置的有效途徑[1]。隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的不斷深入,電力系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、控制基礎(chǔ)和運(yùn)行機(jī)理發(fā)生深刻變化,使得跨省區(qū)輸電通道的利用率和經(jīng)濟(jì)性發(fā)生改變,該新形勢(shì)為“西電東送”生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的各環(huán)節(jié)帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和重大機(jī)遇。

        為保障新型電力系統(tǒng)建設(shè)的穩(wěn)妥有序推進(jìn),促進(jìn)“西電東送”的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展,本研究首先根據(jù)國(guó)家相關(guān)政策和專家觀點(diǎn),梳理新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征;然后從主網(wǎng)架形態(tài)、電網(wǎng)規(guī)劃和投資以及跨省區(qū)輸電價(jià)格機(jī)制等多個(gè)方面,探究新型電力系統(tǒng)建設(shè)對(duì)于“西電東送”造成的影響;最后針對(duì)性提出“西電東送”的發(fā)展建議,以期為適應(yīng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展,助力我國(guó)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供重要參考。

        1 新型電力系統(tǒng)內(nèi)涵特征

        在以化石能源為主的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的過(guò)程中,電力系統(tǒng)的特性和內(nèi)涵特征發(fā)生深刻變化。本研究主要通過(guò)梳理中央、各部委等發(fā)布的新型電力系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)政策以及國(guó)內(nèi)外專家的主流觀點(diǎn),深入剖析新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征,為后續(xù)分析新型電力系統(tǒng)對(duì)于“西電東送”的影響奠定政策和理論基礎(chǔ)。

        1.1 政策和專家觀點(diǎn)

        在中央層面上,《中共中央 國(guó)務(wù)院關(guān)于完善準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》提出積極發(fā)展非化石能源,實(shí)施可再生能源替代行動(dòng),大力發(fā)展風(fēng)能、太陽(yáng)能以及生物質(zhì)能等可再生能源,并且結(jié)合加快抽水蓄能和新型儲(chǔ)能規(guī)?;瘧?yīng)用,用以構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)[2]。在國(guó)家部委級(jí)省級(jí)層面上,國(guó)資委在《關(guān)于推進(jìn)中央企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展做好碳達(dá)峰碳中和工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》中,對(duì)如何構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提出了指導(dǎo)意見(jiàn),即提升供電保障能力,提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力,鼓勵(lì)建設(shè)智慧能源系統(tǒng)和微電網(wǎng),積極推進(jìn)虛擬電廠、抽水蓄能以及新型儲(chǔ)能的相關(guān)建設(shè)等[3];國(guó)家能源局在《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》中對(duì)新型電力系統(tǒng)進(jìn)行了更深層次的解釋,指出新型電力系統(tǒng)具備安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合四大基本特征,其中安全高效是基本前提,清潔低碳是核心目標(biāo),柔性靈活是重要支撐,智慧融合是基礎(chǔ)保障,共同構(gòu)建了新型電力系統(tǒng)的“四位一體”框架體系[4]。

        與此同時(shí),國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域?qū)<谊懤m(xù)對(duì)新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征進(jìn)行研究和探討。文獻(xiàn)[5]中指出,新型電力系統(tǒng)包括以新能源為主體的電源結(jié)構(gòu)、數(shù)字化和智能化的電網(wǎng)建設(shè)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)的多元互動(dòng),以及以電為中心建立的綜合能源服務(wù)體系等;文獻(xiàn)[6]中提出,應(yīng)從安全性、開(kāi)放性以及適應(yīng)性三方面考慮新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵;文獻(xiàn)[7]則將新型電力系統(tǒng)的豐富內(nèi)涵和顯著特征分為了綠色高效、柔性開(kāi)放、數(shù)字賦能三方面;文獻(xiàn)[8]總結(jié)凝練了新型電力系統(tǒng)的“源網(wǎng)荷儲(chǔ)碳數(shù)”六大關(guān)鍵要素,并系統(tǒng)闡述六要素之間的耦合關(guān)系;文獻(xiàn)[9]認(rèn)為新型電力系統(tǒng)在構(gòu)建和發(fā)展的過(guò)程中應(yīng)具備“三自”的內(nèi)在性質(zhì),分別為自平衡、自組織以及自相似。

        綜上所述,現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)政策和現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征進(jìn)行了較為清晰的闡釋,但尚未將其細(xì)化至電力系統(tǒng)的發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)以及電網(wǎng)側(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié),一定程度上弱化了其指導(dǎo)作用。

        1.2 新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征

        綜合對(duì)國(guó)家政策和相關(guān)專家觀點(diǎn)的梳理分析,我國(guó)新型電力系統(tǒng)應(yīng)建成為以新能源為供應(yīng)主體,以保障電力安全穩(wěn)定供應(yīng)為前提,以滿足日益增長(zhǎng)的電力需求為目標(biāo),以智能電網(wǎng)為樞紐平臺(tái),以源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)與多能互補(bǔ)為支撐的電力系統(tǒng),并具有“安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合”的顯著特征。

        由于新型電力系統(tǒng)建設(shè)涵蓋發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)以及用戶側(cè)的軟硬件升級(jí),并催生出一系列的新場(chǎng)景與新模式,為進(jìn)一步清晰闡述和系統(tǒng)分析新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征,本研究將上述新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征具體細(xì)化到至發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)以及用戶側(cè),如圖1所示。

        圖1 新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征Fig.1 Connotative characteristics of the new power system

        1.2.1 發(fā)電側(cè)的內(nèi)涵特征

        一是傳統(tǒng)能源作為系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源的需求凸顯。根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的《2022年全年電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》,截止到2022年底,我國(guó)新能源裝機(jī)容量達(dá)7.58億kW,占發(fā)電總裝機(jī)容量的29.6%。其中:風(fēng)電裝機(jī)容量約3.7億kW,同比增長(zhǎng)11.2%;太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量約3.9億kW,同比增長(zhǎng)28.1%[10]。相應(yīng)的,以燃煤火電為主的傳統(tǒng)化石能源由于其裝機(jī)容量和發(fā)電量占比不斷下降,其功能定位也將由電力系統(tǒng)主體電源逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏﹄娏坎⒅氐闹涡院驼{(diào)節(jié)性電源[11],用以全面降低因新能源電力嵌入而導(dǎo)致的電網(wǎng)頻率波動(dòng)[12],使得其作為電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源的需求逐漸凸顯。

        二是新能源將以集中式和分布式并存的方式進(jìn)行多元布局。由于我國(guó)資源稟賦和能源需求呈逆向分布,未來(lái)風(fēng)光等新能源廠址的選取將主要集中在我國(guó)西部地區(qū)和東部沿海地區(qū),距離東部負(fù)荷中心較遠(yuǎn),將導(dǎo)致源荷分布的地域矛盾逐漸增大,加之新能源發(fā)電特性相較于傳統(tǒng)能源較為復(fù)雜,所以隨著新型電力系統(tǒng)不斷發(fā)展,未來(lái)將呈現(xiàn)出大型風(fēng)光基地與分布式電源并存的多元布局。

        1.2.2 用戶側(cè)的內(nèi)涵特征

        一是電力用戶的最大負(fù)荷和用電量逐漸提高。近年來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)型升級(jí),在穩(wěn)中向好、長(zhǎng)期向好的大形勢(shì)下,社會(huì)經(jīng)濟(jì)對(duì)電能的需求日益擴(kuò)大。與此同時(shí),將非化石能源使用轉(zhuǎn)化成電能資源是目前實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的有效途徑,所以未來(lái)終端用戶的最大負(fù)荷和用電量將顯著提高[13]。

        二是負(fù)荷結(jié)構(gòu)和負(fù)荷特性將發(fā)生變化。隨著電能替代工作的穩(wěn)步推進(jìn),以電代煤、以電代油和以電代氣將引入更多不同類(lèi)型的電力負(fù)荷,并且由于上述電能替代的負(fù)荷特性與傳統(tǒng)用戶的負(fù)荷特性有較大差異,各類(lèi)負(fù)荷曲線相互疊加會(huì)導(dǎo)致總負(fù)荷特性受到影響。

        三是溫控負(fù)荷、電動(dòng)汽車(chē)等新型負(fù)荷不斷涌現(xiàn),用戶側(cè)分布式儲(chǔ)能的推廣應(yīng)用,以及電力市場(chǎng)現(xiàn)貨交易機(jī)制的不斷完善,使得負(fù)荷從以往的單一流向分布逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閰⑴c電網(wǎng)側(cè)的雙向能量互動(dòng);所以,靈活深入的供需互動(dòng)將改變新型電力系統(tǒng)的負(fù)荷形態(tài),提升電網(wǎng)供需互動(dòng)水平是實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的客觀要求和必要基礎(chǔ)。

        1.2.3 電網(wǎng)側(cè)的內(nèi)涵特征

        一是潮流時(shí)空分布多變。與傳統(tǒng)能源不同,以風(fēng)電和光伏為主的新能源出力取決于風(fēng)速和光照等自然條件,并且大規(guī)模集中式和分布式新能源接入電源中心和負(fù)荷中心,可能會(huì)影響電力系統(tǒng)潮流在時(shí)間和空間上的分布[14]。

        二是電網(wǎng)投資顯著增加。在輸電線路容量投資方面:一方面新能源出力由于具有隨機(jī)性、間歇性以及波動(dòng)性等特征,與傳統(tǒng)能源相比在特定時(shí)間發(fā)出同樣的電能則需要更大規(guī)模的裝機(jī)容量,使得電網(wǎng)需要進(jìn)行更大規(guī)模的投資來(lái)容納新能源電源的接入;另一方面,大規(guī)模新能源的接入可能會(huì)加重系統(tǒng)高峰時(shí)段輸電通道容量的稀缺程度,負(fù)荷增長(zhǎng)高峰時(shí)段輸電通道容量將日益稀缺,使得未來(lái)的輸配電網(wǎng)容量投資提前,提高輸配電網(wǎng)容量投資的折現(xiàn)值,給終端電價(jià)水平上漲造成壓力。

        2 新型電力系統(tǒng)建設(shè)對(duì)于“西電東送”的影響

        目前,“西電東送”的經(jīng)營(yíng)發(fā)展正處于并將長(zhǎng)期處于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、建設(shè)新型電力系統(tǒng)和全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)的多重復(fù)雜環(huán)境之中,“西電東送”的內(nèi)外部形勢(shì)也將緊密?chē)@新能源發(fā)展和統(tǒng)一市場(chǎng)建設(shè)而不斷演化,該新形勢(shì)為“西電東送”帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和重大機(jī)遇。

        2.1 對(duì)主網(wǎng)架形態(tài)和規(guī)模的影響

        新型電力系統(tǒng)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)特征將對(duì)電網(wǎng)主網(wǎng)架形態(tài)和規(guī)模造成重要影響,主要體現(xiàn)在新能源遠(yuǎn)距離消納、用電負(fù)荷需求增長(zhǎng),以及海量數(shù)據(jù)分析與高性能計(jì)算等方面。

        2.1.1 新能源遠(yuǎn)距離消納方面

        我國(guó)新能源資源與負(fù)荷中心呈逆向分布,這就決定了構(gòu)建新型電力系統(tǒng)必須依托新能源豐富地區(qū),以“建設(shè)大基地、融入大電網(wǎng)”的方式,堅(jiān)持“西電東送”,促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。新能源未來(lái)將在電源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位,電網(wǎng)作為消納大規(guī)模新能源的核心樞紐作用將更加顯著。

        2.1.2 用電負(fù)荷增長(zhǎng)方面

        在新型電力系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中,新能源大規(guī)模開(kāi)發(fā)及終端用能的新電氣化,提出了增量電網(wǎng)建設(shè)和電能輸送的需求,促進(jìn)資源互濟(jì)共享的作用也將進(jìn)一步提升。隨著統(tǒng)一電力市場(chǎng)的不斷實(shí)踐與完善,市場(chǎng)主體、交易手段、交易標(biāo)的將日趨豐富,跨省區(qū)電力交易電量也將逐漸增多[15],對(duì)“西電東送”主網(wǎng)架的規(guī)模和堅(jiān)強(qiáng)性提出了更高的要求,同時(shí)也需要主網(wǎng)架進(jìn)一步提升更大范圍的資源配置的能力。

        2.1.3 數(shù)字化和智能化電網(wǎng)方面

        新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)數(shù)字與物理系統(tǒng)深度融合的特征,其中如何對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、快速處理、挖掘分析和高性能計(jì)算,以及如何以數(shù)據(jù)引領(lǐng)和優(yōu)化能量流、業(yè)務(wù)流等問(wèn)題逐漸凸顯。

        2.2 對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃和投資的影響

        在推動(dòng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中,新能源出力特性以及“西電東送”輸電通道在高峰時(shí)段的稀缺性,可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃和投資規(guī)模和時(shí)序、通道建設(shè)以及建設(shè)資金需求等方面造成一定的影響。

        2.2.1 投資時(shí)序和規(guī)模方面

        新能源出力具有一定的隨機(jī)性和波動(dòng)性,將會(huì)導(dǎo)致未來(lái)新型電力系統(tǒng)輸電通道阻塞與低利用率共存,輸電通道潮流阻塞的雙向性等現(xiàn)象將會(huì)成為常態(tài)。并且受環(huán)保、征地等政策因素的影響,西部與西北部清潔能源基地潛在送出工程在投資規(guī)模時(shí)序和規(guī)模上存在一定的不確定性,進(jìn)一步增加了“西電東送”項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)難度。

        2.2.2 輸電走廊資源方面

        “西電東送”自1996年實(shí)施開(kāi)始,截至目前已經(jīng)形成了以北通道、中通道以及南通道為主的三大跨省區(qū)輸電通道[16],跨省區(qū)輸電通道和其他省網(wǎng)公司輸電通道也相應(yīng)占用了區(qū)域內(nèi)過(guò)境省份和負(fù)荷中心城市大量輸電走廊資源。同時(shí)隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展以及向綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型,新建成的城市化密集區(qū)、發(fā)展規(guī)劃區(qū)和各類(lèi)環(huán)境敏感區(qū)大量出現(xiàn),嚴(yán)重制約了線路建設(shè)選線,如何開(kāi)辟和充分利用新的輸電走廊通道是“西電東送”發(fā)展面臨的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。

        2.2.3 建設(shè)資金需求方面

        新型電力系統(tǒng)對(duì)于“西電東送”建設(shè)資金需求的影響主要體現(xiàn)在2個(gè)方面:一方面,新能源的大規(guī)模接入將會(huì)顯著增加電源接入工程和電網(wǎng)配套送出工程投資成本、共用電網(wǎng)擴(kuò)容成本,與此同時(shí),調(diào)相機(jī)、阻抗適配器、靜止同步補(bǔ)償裝置(static synchronous compensation,STATCOM)等大量穩(wěn)定支撐成本,以及大規(guī)模抽蓄或新能源儲(chǔ)能等調(diào)節(jié)資源的配套建設(shè)[17],都將導(dǎo)致投資成本大大增加;另一方面,增量投資主要用于滿足新能源消納、提高供電質(zhì)量和服務(wù)方面,與終端用戶的電量增長(zhǎng)并無(wú)直接關(guān)聯(lián)。在我國(guó)目前將輸配電網(wǎng)投資與電量掛鉤的機(jī)制下,未來(lái)能夠納入核價(jià)范圍的電網(wǎng)投資規(guī)模將難以滿足新能源大規(guī)模接入帶來(lái)的投資需求,電網(wǎng)投資建設(shè)的資金壓力較大[18]。

        2.3 對(duì)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響

        在國(guó)家鼓勵(lì)“沙戈荒”清潔能源基地發(fā)展的背景下,送端弱電網(wǎng)、交直流混聯(lián)大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定問(wèn)題將愈發(fā)突出。

        2.3.1 直流安全穩(wěn)定運(yùn)行方面

        高比例新能源和高比例電力電子接入電網(wǎng),將引發(fā)諧波、諧振以及振蕩問(wèn)題進(jìn)一步突出,可能會(huì)威脅到直流的安全穩(wěn)定運(yùn)行。具體來(lái)說(shuō),隨著新能源和電力電子設(shè)備的大規(guī)模接入電網(wǎng),新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定問(wèn)題由傳統(tǒng)的工頻段擴(kuò)展到中高頻段,將呈現(xiàn)寬頻振蕩等新特征,電網(wǎng)的系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行機(jī)理將出現(xiàn)深刻變化,電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定、寬頻振蕩等問(wèn)題進(jìn)一步突出,電網(wǎng)諧波諧振帶來(lái)直流閉鎖或停運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)增大,相關(guān)基礎(chǔ)理論、運(yùn)行特性、控制技術(shù)等亟待開(kāi)展系統(tǒng)研究。

        2.3.2 輸電通道運(yùn)維方面

        為保障新能源的應(yīng)接盡接、高效足額消納,電力電量時(shí)空平衡難度將顯著加大,“西電東送”參與系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻等的頻次可能會(huì)增加,通道運(yùn)維保安全、保暢通的壓力進(jìn)一步增大。

        并且,傳統(tǒng)“西電東送”運(yùn)維模式也將難以適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的發(fā)展。隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè),各類(lèi)新設(shè)備、新技術(shù)、新的自然環(huán)境、區(qū)外新管控模式等的出現(xiàn),必然要求“西電東送”運(yùn)維模式進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,充分運(yùn)用數(shù)字化、智能化技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)運(yùn)維手段和生產(chǎn)組織模式的創(chuàng)新,以適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的發(fā)展。

        2.4 對(duì)現(xiàn)有跨省區(qū)輸電價(jià)格機(jī)制的影響

        我國(guó)目前跨省區(qū)專項(xiàng)工程輸電價(jià)格,主要采用以經(jīng)營(yíng)期方法計(jì)算的單一制電量輸電價(jià)格機(jī)制,其定價(jià)方法相對(duì)簡(jiǎn)單且在前期執(zhí)行中取得了良好效果。隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)和電力市場(chǎng)化改革的逐漸深化,未來(lái)全國(guó)范圍內(nèi)各省各區(qū)域之間的電力電量交換和電價(jià)將逐步由市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制決定,將導(dǎo)致現(xiàn)有的價(jià)格機(jī)制難以實(shí)現(xiàn)輸電工程準(zhǔn)許收入回收、成本公平分?jǐn)偂?/p>

        2.4.1 準(zhǔn)許收入回收方面

        跨省區(qū)專項(xiàng)工程準(zhǔn)許收入的是否實(shí)現(xiàn),主要受其輸電價(jià)格和預(yù)測(cè)輸電量影響。電力現(xiàn)貨市場(chǎng)環(huán)境下,跨省區(qū)專項(xiàng)工程年預(yù)測(cè)送電量的水平,明顯受送端機(jī)組發(fā)電能力和受端市場(chǎng)負(fù)荷需求的影響。在新型電力系統(tǒng)建設(shè)的過(guò)程中,大量的集中式和分布式新能源接入電力系統(tǒng),一方面將使得送端電源的新能源電源裝機(jī)占比不斷提高,其發(fā)電能力將會(huì)受到天氣因素等多方面影響,另一方面受端用戶接入大量分布式新能源電源,其負(fù)荷需求難以通過(guò)現(xiàn)有方法準(zhǔn)確預(yù)測(cè);所以,上述因素將導(dǎo)致跨省區(qū)專項(xiàng)工程的年輸電預(yù)測(cè)量存在較大的不確定性,進(jìn)而影響年準(zhǔn)許收入的足額回收[19]。

        2.4.2 成本公平分?jǐn)偡矫?/p>

        一方面,隨著新能源大規(guī)模接入電網(wǎng),由于新能源出力波動(dòng)較大且就地消納有限,原有的“西電東送”輸電通道容量難以滿足新能源出力高峰時(shí)段的輸送需求,使得電網(wǎng)公司不得不對(duì)“西電東送”線路進(jìn)行擴(kuò)容和建設(shè),以及時(shí)消納和送出新能源發(fā)電;另一方面,新能源發(fā)電機(jī)組由于邊際成本較低,在未來(lái)電力市場(chǎng)交易中可能會(huì)獲得相比原政府定價(jià)情況的超額利潤(rùn)。在此情況下,根據(jù)“誰(shuí)受益,誰(shuí)分?jǐn)偂痹瓌t,僅由終端用戶支付的單一制電量電價(jià)的形式難以保證跨省區(qū)專項(xiàng)工程輸電成本的公平分?jǐn)偂?/p>

        2.5 “西電東送”的發(fā)展機(jī)遇

        在新形勢(shì)下,“西電東送”在促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、引領(lǐng)輸電技術(shù)進(jìn)步、推動(dòng)電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展等方面發(fā)揮著不可替代的關(guān)鍵性作用,在國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略和新型電力系統(tǒng)建設(shè)大背景下,在“十四五”期間及中長(zhǎng)期,將面臨著重大的歷史機(jī)遇,主要表現(xiàn)在“五個(gè)更加凸顯”。

        一是“西電東送”作為輸送清潔能源的樞紐平臺(tái)地位更加凸顯,“西電東送”有望再次迎來(lái)跨越式發(fā)展?!半p碳”目標(biāo)下,西部和北部風(fēng)能、太陽(yáng)能等富集地區(qū)的新能源裝機(jī)容量快速增長(zhǎng),跨區(qū)跨省外送需求強(qiáng)烈。

        二是“西電東送”在新型電力系統(tǒng)中的合理分區(qū)、柔性互聯(lián)、安全可控、開(kāi)放互濟(jì)作用更加凸顯。新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)大電網(wǎng)為主導(dǎo)、多種電網(wǎng)形態(tài)相融并存的格局。

        三是“西電東送”數(shù)字化轉(zhuǎn)型推動(dòng)數(shù)字賦能價(jià)值更加凸顯。數(shù)字技術(shù)是支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、服務(wù)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵載體,數(shù)字電網(wǎng)將成為承載新型電力系統(tǒng)的最佳形態(tài)。為推動(dòng)主網(wǎng)架規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)維、物資等多專業(yè)高效協(xié)同,提升企業(yè)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)能力,必然要求“西電東送”主網(wǎng)架加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐。

        四是“西電東送”多能互補(bǔ)、余缺平衡能力更加凸顯。隨著新能源在電源結(jié)構(gòu)中逐步占據(jù)主導(dǎo)地位,“西電東送”的配套電源將由以水火為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐燥L(fēng)光水火儲(chǔ)打捆送出為主,“西電東送”電量將呈現(xiàn)更大范圍的“水火風(fēng)光互濟(jì)”“南北峰枯互補(bǔ)”,保障跨省區(qū)電力安全穩(wěn)定供應(yīng),確保清潔能源充分消納。

        五是全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)建設(shè)促進(jìn)“西電東送”高質(zhì)量發(fā)展的作用更加凸顯。新型電力系統(tǒng)構(gòu)建主體的逐漸多元化、復(fù)雜化,全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)的建設(shè)與完善存在進(jìn)一步完善的必要與空間?!拔麟姈|送”將推動(dòng)制訂適應(yīng)高比例新能源市場(chǎng)主體參與的中長(zhǎng)期、現(xiàn)貨電能量市場(chǎng)交易機(jī)制,開(kāi)展綠色電能交易、建立電能量市場(chǎng)與碳市場(chǎng)的銜接機(jī)制,引導(dǎo)市場(chǎng)發(fā)現(xiàn)“西電東送”綠色能源價(jià)值,為新能源的充分利用提供市場(chǎng)支撐。

        3 “西電東送”的發(fā)展方向和建議

        在新型電力系統(tǒng)建設(shè)環(huán)境下,“西電東送”在促進(jìn)電能資源優(yōu)化配置、加快區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、引領(lǐng)輸電技術(shù)進(jìn)步等方面發(fā)揮著不可替代的關(guān)鍵性作用。結(jié)合前述影響分析,對(duì)“西電東送”未來(lái)發(fā)展提出以下建議。

        a)逐步建立適應(yīng)新型電力系統(tǒng)發(fā)展的主網(wǎng)架形態(tài)。

        我國(guó)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的主要任務(wù),就是要在保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、終端電價(jià)水平相對(duì)平穩(wěn)的前提下,促進(jìn)可再生能源的消納?!拔麟姈|送”主網(wǎng)架形態(tài)應(yīng)與新型電力系統(tǒng)建設(shè)有機(jī)結(jié)合,在確保完成新型電力系統(tǒng)建設(shè)任務(wù)的同時(shí),保障自身的健康經(jīng)營(yíng)及可持續(xù)發(fā)展,統(tǒng)籌電力能源安全、促進(jìn)新能源消納、全社會(huì)用能成本有效控制等發(fā)展目標(biāo),實(shí)現(xiàn)電力全產(chǎn)業(yè)鏈的健康、全面發(fā)展。

        未來(lái)“西電東送”的主網(wǎng)架形態(tài)應(yīng)以跨省區(qū)輸電工程建設(shè)為主,充分發(fā)揮高壓直流和海纜的核心競(jìng)爭(zhēng)力,輔以數(shù)字化轉(zhuǎn)型、新型儲(chǔ)能等新型電力系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)業(yè)務(wù),加快推進(jìn)數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)和現(xiàn)代化電網(wǎng)進(jìn)程,推動(dòng)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)構(gòu)建,助力“雙碳”的實(shí)現(xiàn)。其中,跨省區(qū)輸電工程建設(shè)將圍繞深化“西電東送”、拓展“北電南送”、接續(xù)存量通道的路徑,以提升電網(wǎng)對(duì)新能源大規(guī)模開(kāi)發(fā)、大范圍消納的支撐能力,其投資格局應(yīng)由遠(yuǎn)距離跨省區(qū)輸電為主,逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離跨省區(qū)輸電與中距離接續(xù)外送、短距離近海送電的兼容并舉、協(xié)同發(fā)展。

        b)逐步發(fā)展和創(chuàng)新電網(wǎng)投資優(yōu)化策略。

        一是做強(qiáng)做優(yōu)電網(wǎng)資產(chǎn)規(guī)模,夯實(shí)電力保供及核價(jià)參數(shù)基礎(chǔ)。電網(wǎng)有效資產(chǎn)是電網(wǎng)公司提供電力供應(yīng)服務(wù)的基礎(chǔ),更是電網(wǎng)公司獲得經(jīng)營(yíng)收益的關(guān)鍵參數(shù),電網(wǎng)公司的資產(chǎn)管理策略應(yīng)緊緊圍繞有效資產(chǎn)的定義和范圍進(jìn)行業(yè)務(wù)整合與拓展。

        二是優(yōu)化電網(wǎng)投資策略,落實(shí)精準(zhǔn)投資要求。在保供穩(wěn)價(jià)的要求下,電網(wǎng)公司的投資策略應(yīng)同時(shí)滿足新增負(fù)荷需求以及電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展需要,要加快建立銜接輸配電價(jià)、滿足經(jīng)營(yíng)約束、與產(chǎn)出效益掛鉤的精益投資管理機(jī)制,將貫徹落實(shí)國(guó)家重大決策部署,建設(shè)安全、可靠、綠色、高效、智能的現(xiàn)代化電網(wǎng)以及構(gòu)建新型電力系統(tǒng)結(jié)合起來(lái),精準(zhǔn)保障重點(diǎn)工程投入,以穩(wěn)定的電網(wǎng)投入和重大項(xiàng)目建設(shè)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游持續(xù)擴(kuò)大有效投資。

        三是積極參與電力市場(chǎng)建設(shè),解決未來(lái)新線路資金短缺問(wèn)題。對(duì)于現(xiàn)有線路,應(yīng)充分發(fā)揮“西電東送”主網(wǎng)架的基礎(chǔ)物理平臺(tái)優(yōu)勢(shì),積極參與全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)建設(shè),利用市場(chǎng)機(jī)制促進(jìn)可再生能源的大范圍資源優(yōu)化配置,以“西電”的成本優(yōu)勢(shì)提升通道利用率;對(duì)于規(guī)劃線路,充分挖掘規(guī)劃線路的發(fā)電容量保障作用,積極參與容量市場(chǎng)建設(shè),爭(zhēng)取將未來(lái)規(guī)劃建設(shè)的線路納入容量市場(chǎng),以提前獲取部分建設(shè)資金。

        c)結(jié)合新型電力系統(tǒng)建設(shè),通過(guò)底層技術(shù)層面保障“西電東送”安全穩(wěn)定運(yùn)行。

        在工程規(guī)劃階段,統(tǒng)籌處理好新能源發(fā)展與電力保障、電網(wǎng)安全之間的關(guān)系;在工程建設(shè)階段,深入研究新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制、自然災(zāi)害防護(hù)預(yù)警等重大技術(shù)問(wèn)題,做好高地震烈度、高海拔地區(qū)設(shè)備安全性和適應(yīng)性的校核;在工程運(yùn)維階段,形成清晰的設(shè)備管控策略及適應(yīng)發(fā)展的生產(chǎn)組織模式。

        積極開(kāi)展柔性直流技術(shù)、多端直流技術(shù)等示范和推廣,充分利用多端直流輸電技術(shù),推動(dòng)海上風(fēng)電集群大規(guī)模電源開(kāi)發(fā)利用和風(fēng)光水互補(bǔ)能源基地的開(kāi)發(fā)送出;各同步電網(wǎng)之間主要以直流相聯(lián),發(fā)揮好柔性直流的突出優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)互聯(lián)大電網(wǎng)平臺(tái)協(xié)同互補(bǔ)及大規(guī)模新能源傳輸消納,有效增強(qiáng)能源資源跨省區(qū)優(yōu)化配置能力;推動(dòng)柔性互聯(lián)主網(wǎng)架技術(shù)路線,新建直流受端以柔性直流為主,對(duì)存量直流逐步實(shí)施柔性直流改造,通過(guò)柔性直流互聯(lián)技術(shù)構(gòu)建同步電網(wǎng)規(guī)模合理的柔性互聯(lián)大電網(wǎng)。通過(guò)上述底層技術(shù)層面根本性緩解交直流混聯(lián)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行問(wèn)題。

        d)實(shí)行兩部制的跨省區(qū)專項(xiàng)工程輸電價(jià)格機(jī)制。

        新型電力系統(tǒng)建設(shè)和全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)建設(shè),可能造成諸如跨省區(qū)專項(xiàng)工程難以實(shí)現(xiàn)其準(zhǔn)許收入回收和成本公平分?jǐn)偟葐?wèn)題,所以應(yīng)綜合考慮單一電量輸電價(jià)格的不適應(yīng)性和價(jià)格機(jī)制調(diào)整的難度,通過(guò)開(kāi)展兩部制輸電價(jià)格形式提升輸電價(jià)格機(jī)制靈活性,來(lái)合理反映跨省區(qū)專項(xiàng)工程在聯(lián)網(wǎng)、安全和輸送電力電量等方面的作用,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)許收入回收與輸電量的部分解耦。其中,較低的電量電價(jià)可以避免阻礙區(qū)外清潔能源的外送,合理的容量電價(jià)可以激勵(lì)送、受雙方履行協(xié)議,提高線路利用率和投資經(jīng)濟(jì)性。

        具體設(shè)計(jì)時(shí),容量電費(fèi)與電量電費(fèi)的比例可參考《區(qū)域電網(wǎng)輸電價(jià)格定價(jià)辦法》(發(fā)改價(jià)格規(guī)〔2020〕100號(hào))中所提出的比例確定方法,即按照折舊費(fèi)與人工費(fèi)之和與運(yùn)行維護(hù)費(fèi)的比例,確定容量電費(fèi)與電量電費(fèi)之比[20],電量電價(jià)可根據(jù)“西電東送”發(fā)電側(cè)的電源結(jié)構(gòu)和用電側(cè)的負(fù)荷結(jié)構(gòu)實(shí)行分時(shí)電價(jià)價(jià)格機(jī)制。例如,當(dāng)發(fā)電側(cè)電源結(jié)構(gòu)以水電為主時(shí),可根據(jù)送出地區(qū)的來(lái)水情況制訂豐枯季節(jié)性輸電價(jià)格,通過(guò)提高豐水期的電量電價(jià)和降低枯水期的電量電價(jià),促進(jìn)水電的跨省區(qū)消納,提高“西電東送”通道的利用率[21]。

        在容量電費(fèi)分?jǐn)偡矫?,為促進(jìn)成本的公平分?jǐn)偤突厥诊L(fēng)險(xiǎn)的公平分擔(dān),容量電費(fèi)理應(yīng)由受端省區(qū)電力用戶與送出方(送端省、“點(diǎn)對(duì)網(wǎng)”電廠)共同分?jǐn)?。但由于我?guó)尚未存在向送電省收取輸電費(fèi)的先例,為確保方案實(shí)施的可行性,容量電費(fèi)在初期可向廣東、廣西等受端電網(wǎng)收取,逐步過(guò)渡至向送、受兩端收取。

        4 結(jié)論與展望

        隨著西部和西北部的清潔能源基地加快開(kāi)發(fā),“西電東送”作為聯(lián)接我國(guó)西部能源基地和東部負(fù)荷中心的重要橋梁,是推動(dòng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)的有效途徑。與此同時(shí),新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)給“西電東送”生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)各環(huán)節(jié)帶來(lái)了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

        本研究圍繞新型電力系統(tǒng)“安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合”的特點(diǎn),深入探究新型電力系統(tǒng)發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)以及電網(wǎng)側(cè)的內(nèi)涵特征,并從主網(wǎng)架形態(tài)和規(guī)模、電網(wǎng)規(guī)劃和投資,以及跨省區(qū)輸電價(jià)格機(jī)制等多個(gè)方面,梳理分析新型電力系統(tǒng)的新特點(diǎn)對(duì)“西電東送”的影響。最后提出應(yīng)逐步建立適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的主網(wǎng)架結(jié)構(gòu),逐步發(fā)展和創(chuàng)新電網(wǎng)規(guī)劃方法,制訂科學(xué)合理的跨省區(qū)專項(xiàng)工程輸電價(jià)格機(jī)制,以及提高“西電東送”安全穩(wěn)定運(yùn)行等建議,以適應(yīng)新型電力系統(tǒng)發(fā)展建設(shè)。

        新型電力系統(tǒng)建設(shè)逐漸擴(kuò)寬了“西電東送”的發(fā)展空間,引領(lǐng)了“西電東送”的發(fā)展規(guī)劃。同時(shí),“西電東送”的發(fā)展則進(jìn)一步推進(jìn)了新型電力系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程,是建設(shè)新型電力系統(tǒng)的必然選擇。未來(lái),“西電東送”與新型電力系統(tǒng)應(yīng)協(xié)同發(fā)展,共同促進(jìn)“雙碳”目標(biāo)的加速實(shí)現(xiàn),為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展提供有力支撐。

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