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认真讨论:电力容量充足性到底够不够?

作者:
来源:
能源杂志
2022/06/24 21:29
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【摘要】:
更大范围、更短时间的电力资源调配或许是解决拉闸限电的好办法。

6月24日,卓尔德环境研究(北京)中心与能源与清洁空⽓研究中心联合发布了最新研究报告《构建“新型电力系统”与容量充足性——基于需求高峰时刻可得发电资源的实证分析》(以下简称“报告”)。报告对近两年来国内外引起巨大反响的电力事故进行分析,并基于发电资源与需求的比较评估了华东地区夏季和华中地区冬季的电力容量充足性。

报告的结论或许足够让人吃惊。报告认为华东地区如果将系统平衡区域从省级扩大到区域,可以一次性避免新建超过3000万千瓦可控电源,节省约900亿人民币的投资。⽽在华中地区,也可以通过这⼀⽅式节省11%的新增装机需求。

从2020年至今,全球范围内发生了多起备受瞩目的停电事故或者限电事件。其中包括但不限于:2021年2月,美国德克萨斯州暴雪造成的限电事件;2021年1月,南欧与中西欧电网出现短时间解列;2020年底至2021年1月,我国湖南、江西等地有序用电。越来越频繁出现的事故说明在全球气候变化加剧、各类极端天气频发的现实情况下,短时激增的用电需求和更高的设备故障风险,不仅是未来电力系统必然要面对的考验,也对电力系统平衡者的调配能力提出了更高的要求。

报告认为,由于电力系统的存储能力有限,因此必须保证各个时间尺度上的系统供给与消费平衡。因此,系统的可控装机能够基本覆盖最大负荷,是未来电力系统运行与规划的必要约束。而我国目前的五级电力调度体系以及由“统一调度、分级管理、分层控制”的调度方式,不利于提高电力系统的灵活性和经济性。

比如说我国基本以省为边界的调度,开机组合计划大致按照星期安排。省间和跨区联络线并非“互联”而只是“输电”,并不具备短时间、灵活的资源调配能力。因此报告认为更高的解决方案是简历并做实区域调度中心智能,逐步提升事实上“省为边界”的平衡到区域层面。通过网状电网构建,形成更大的平衡地理范围与市场边界。

在此基础之上,报告对华东(江浙沪皖闽)和华中(豫鄂赣湘)的系统充裕性进行了研究,特别关注了华东地区迎峰度夏和华中地区冬季用电高峰的电力容量充足性问题。

报告发现,根据2018年具有代表性的负荷曲线估计,整个华东地区的负荷高峰相当于各个省高峰用电之和的92%左右。也就是说基于目前的负荷特性,以区域来平衡系统运行要比分省平衡减少8%左右的物理装机。这两档减少了3000万千瓦左右的装机。如果按照单位千瓦成本最小的天然气大循环(2800/千瓦)来计算,等价于节省超过900亿元的投资。而华中地区的负荷高峰相当于各个省高峰用电之和的约89%,也即可以减少11%左右的物理装机,相当于节省450亿元的装机投资。

显然,更大范国、 更短时间内的电力资源调配是解决拉闸限电或者是其他电力短缺问题的好办法。在这样的结论基础上,近期国内出现“大星新增煤电项目“苗头就缺乏能源转型和经济合理性的支持了。

无论是考虑到2030年的碳达峰还是2060年的碳中和,煤电规模的收紧乃至退出都是必须排上日程的。除非CCS技术得到更大规模的普及和应用。只不过在目前来看,这一限定条件还不存在。要想在碳达峰之后减轻碳中和的压力,就必须及早地以技术手段解决电力容量充足性问题,而不再是只有新增发电机组这一招。

报告最后还给新型电力系统建设提出了短期建议。一是调度机构逐年公布系统充足性的相关报告。二是更多地投资加强500kv及以下的电网建设,为更大区域电力平衡与统一市场建设奠定物理基础。

(图片来源:veer图库)

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