张运洲：筹谋电力系统转型开展之道

动力的进化，由技能迭代和方针变迁共振而来，而重中之重，在于对“体系”与“体系”的深刻理解，在于怎么把新式电力体系镶嵌于现代动力体系之中，并充分发挥其应有作用。

为应对气候变化，我国明晰提出完结“双碳”方针的时刻表：二氧化碳排放力求于2030年前到达峰值，努力求取2060年前完结碳中和。新形势下，电力职业转型展开亟须处理新定位、新途径等关键问题，并从作业办法、方针统筹层面立异破题。

新式电力体系构建之思

“双碳“方针下，电力职业需求明晰在新的历史进程中的新定位，筹谋低碳新途径。现在，电力职业二氧化碳排放占比约为40%，这是因为长时间以来我国动力消费以煤炭为主，2021年煤炭消费占一次动力消费总量的比重仍高达56%，比世界平均水平高出约30%，其间煤炭50%以上用于发电。依照世界阅历，动力煤会集用于发电和供热是相对高效清洁的运用办法，一起各行各业电气化水平继续提高是大势所趋。因而，电力职业的碳减排既要考虑逐步削减发电用煤用气焚烧所发生的二氧化碳减量问题，还要考虑其他职业二氧化碳排放搬运到电力职业的影响。

上一年以来，国内各类研讨组织纷繁展开电力职业“双碳”方针及途径研讨，也获得了一些阶段性作用。我在参与中国工程院严重咨询专项《我国碳达峰碳中和战略及途径研讨》电力职业子课题证明进程中，经过一年多的收资、研讨和量化剖析，获得以下几点知道：

精确研判电力职业在“双碳”战略中的定位十分重要。电力职业排放总量大是客观事实，但其碳减排节奏和途径应当算总账、算大账，也就是说，电力职业碳减排进程应取决于国家怎么以较低的价值完结“双碳”大局方针的全体布置。这需求科学的顶层规划。中心于2021年10月发布了“双碳”方针体系的纲领性文件，下一步还要将碳减排总量方针按时刻进展分化到各职业各地区，并树立慎重的办法论，同步推动计算核算与动态监测查核，然后构成闭环体系。实践已证明，电力职业碳减排不等于简略地去煤电，新动力增加需求与电源组合、电网结构布局调整以及负荷的能动性相匹配，电力的清洁低碳转型绝不或许一蹴即至，而需求阅历一个渐进的进程。未来适当长时期内，电力职业要承当其他职业电气化带来的碳排放搬运，新增电能需求难以完全由非化石动力发电满意，电力职业排放达峰滞后于其他职业更符合规律，也有助于全社会提早达峰。

合理调整以煤电为主的发电量结构是最大难题。煤炭的供需平衡和煤电的安稳运转事关我国动力安全及电力供给安全。世界上正阅历去煤化的浪潮，现在我国煤电发电量占比超越60%，全体上也面对逐步减量的压力。因为新动力发电的间歇性和动摇性特征，电力体系顶峰时段的电力电量平衡问题反常杰出，煤电承当灵敏调理和电力平衡的功用越来越明显。在电力职业低碳转型进程中，保险处理好煤电发电量逐步消减和电力保供的联系至关重要。新动力发电量对煤电发电量的平稳代替计划有必要经过全方位慎重剖析证明。2021年下半年，国内因为缺煤停机而发生限电现象，欧洲因为新动力发电量缺乏叠加油气供给缺少不得不增发煤电，这些均标明传统化石动力的减量退出有必要以保证动力电力供给安全为条件。

电力职业碳减排选用“先慢后快”途径全体更优。依照2060年电力体系完结碳中和方针考虑，假定碳减排存在“先慢后快”“匀速下降”和“先快后慢”三种途径，在碳预算总量不变的状况下，经过比较证明，成果显现：“先慢后快”途径的技能经济归纳点评相对更好。

原因有三点: 一是电力职业碳减排的节奏有必要以保证电力供给安全为先决条件，咱们对新动力的高速增加带来的正反两方面效应，现阶段的认知还不行明晰;二是新式电力体系需求的低碳技能尚处于霸占打破阶段，比方CCUS(碳捕集运用与封存)技能、规划化新式储能技能、大规划动摇绿电制氢技能、大容量柔性直流输电和组网技能、电力体系根底理论和体系运转操控集成技能等，这些技能要么不成熟，要么运用推行本钱令企业不堪重负;三是限制电力职业低碳转型的体系机制要素也不容忽视，相关方针的作用还需求实践查验。

推动供需两头多元化展开是统筹电力保供和低碳转型的良方妙药。传统的电力体系要发输供用瞬时平衡，保持频率安稳、电压安稳和功角安稳。近年来，为应对新动力出力不安稳的新概念不断涌现，比方，高弹性电网、高韧性电网、发电与用电解耦等。经过研讨我以为，在电力供给侧，除了大力展开新动力，还有必要着重存量和增量匹配、各类发电组合优化。活跃推动剩下水电资源开发，安全有序展开核电，量体裁衣展开气电，合理统筹抽水蓄能和新式储能展开，这些行动一个都不能少。

需求着重的是，2030年前，需求建造一批高参数且具有深度调理才能的煤电机组，还要抓住对规划巨大的煤电机组分类施行灵敏高效的技能改造。电网环节，应进一步加强区域和省间的电力交流才能，扩大西电东送规划。一起，配电网与新动力交融展开空间巨大，应调整曩昔的展开思路，促进新动力和新业态交融展开、同步增加。

面向需求端，咱们必定要转变观念。曩昔适当长时期内，全社会都把关键放在扩展供给才能上。往后进入高质量展开阶段，应对新动力的动摇性需求多管齐下，选用商场化办法充分调动用户端资源参与电力电量平衡，不失为投入产出效益较佳的挑选。估计2030年、2060年需求侧可运用规划将别离到达体系最大负荷的6%、15%以上。在需求侧呼应资源中，空调负荷和部分工业出产负荷应被优先调用，经过电价等经济鼓励信号促进用户改动用能计划，有用下降负荷峰值。“十四五”期间，一方面应加速需求呼应的商场机制建造;另一方面还要做好有序用电预案保底，以此应对极点气候和新动力接连低出力所引发的大规划缺电危险。

规划办法立异之策

曩昔咱们常说，规划的节省是最大的节省，规划的糟蹋是最大的糟蹋，关于电力规划而言更是如此。电力职业是配备密集型工业，具有建造周期长、技能要求高、资金投入大的特色。电力展开简单发生途径依靠和淹没本钱，一旦规划呈现较大误差，丢失不行轻视。

新形势下，传统的电力规划办法存在局限性。传统的电力规划办法的 中心要义是研讨在规划期内，依据必定的鸿沟条件，在满意体系电力电量平衡要求和发用电牢靠性要求的状况下，优化确认总本钱最低的电源电网扩展计划。从规划周期看，我国中长时间规划一般为5～15年，政府发布的往往是五年规划。

在动力转型和商场经济环境两层叠加下，传统的电力规划办法存在不适应性。

一是新动力大展开使得传统确认性规划办法面对新难题。做好电力规划的根底作业在于电力电量平衡，大部分传统电源都是确认性电源，均是可调可控的，即使是水电，其发电进程也可依照丰水、平水、枯水期别离考虑参与电力电量平衡。但新动力很多并网后的状况不一样了，新动力的出力随机性强，在规划阶段的年出力只能依据历史数据和猜测模型给出概率性判别，尤其是风电年出力曲线存在很大的不确认性。规划与调度运转的最大不同是规划决议装机增量，调度运转决议存量和增量机组怎么运用。新动力的电量价值远高于容量价值，意味着依照备用率方针或牢靠性方针，在组织大规划新动力装机的一起，不得不装备参与电力平衡的惯例机组和储能设备。这种装备和组合很难用确认性办法进行量化剖析。

二是电力商场展开会对传统的电力规划办法形成必定影响。传统的电力规划办法是依据专家阅历，拟定满意方针要求的几种计划，在规划期内将各类发电装机、输配电工程的固定本钱和运转保护本钱集合归算到基准年总费用，一般状况下引荐总费用最低的规划计划。上述计算是经过规划与出产模仿软件东西完结的，起关键作用的是假定的根底鸿沟参数。跟着电力商场的树立健全，发电机组的上网电价和发电量由曩昔的指令性计划组织逐步转变为商场决议，有的专业人士开端置疑最初确认的规划计划是否合理。我以为，规划计划考虑的体系运转办法归于典型的运转办法，没有必要也不或许包含商场运转和调度运转办法的千变万化。但在规划计划中确有必要考虑商场化要素，比方电价与本钱的联系、短期边沿本钱竞赛与输电才能匹配的联系、需方呼应功率与最高负荷猜测的联系，然后进行敏感性校核，那么规划挑选的电源电网装备计划的误差就会大幅缩小。

新形势下做好电力规划，首要要考虑电力规划办法的探究立异。应当掌握好以下两点。

榜首，电力规划要从曩昔确实认性办法调整为确认性办法与概率性办法偏重。曩昔，规划规划单位展开电力规划研讨时，只要负荷曲线是不确认的。一般依照最高负荷需求，考虑合理的各类备用后优化组织各类新增装机规划，一起输电网依照适度超前电源的准则组织扩展规划，这是确认性规划办法的根本内核。有的组织也选用发电体系牢靠性办法(LOLP值)对体系装机富余度进行校核。往后，跟着新动力装机份额继续上升，需求立异办法东西研讨规划计划。现在，风电可用出力一般按装机规划的10%～15%考虑，光伏按零出力考虑(晚顶峰时段光伏零出力)，算出的规划计划比较保存，或许会丢失必定的经济性。世界上越来越多的研讨标明，依据概率性方针，提出新动力在顶峰时段参与电力平衡的出力动摇规模，这样能够有用地发挥新动力的容量支撑功用，适度削减其他新增的调理电源，然后到达电力规划计划的富余性、牢靠性和经济性的平衡。下一步关键是在实践中开发迭代晋级相应的规划规划软件东西。

第二，“双碳”布景下的电力规划要做到多重方针的统筹统筹。首要，面对新形势，电力展开的使命有必要满意几个方针，一是安全保供，二是低碳转型，三是向用户供给可接受的电价，四是满意用户多样性个性化需求。在展开的不同阶段，这几个方针的重要性和束缚性也是不同的。比方，近中期，安全保供将成为杰出对立。受新冠肺炎疫情继续暴虐和地缘政治抵触影响，电力安全保供面对一系列危险与应战，包含一次动力供给不安稳、价格上涨，包含新动力发电的不行预期和极点气候形成的电力设备损坏，还包含政府、企业及社会预警应急的协同才能缺乏等。其次，国内专业组织研讨标明，跟着新动力装机份额上升，至少在2030年前国内电力体系的全体本钱是上升的，近年来德国和英国的实践阅历也佐证了这一点。本钱上升问题也是近中期规划难点，政府部门应遵从电能的产品特点准则，在终端电价中当令引导本钱。最终，伴跟着分布式新动力的繁荣鼓起，大电网与微电网并行交融是大趋势，一批“产消者(Prosumer )”用户应运而生。综上所述，低碳转型的方针是一个长时间方针，急不得也等不得。新形势下研讨电力展开计划，面对的方针函数是多元杂乱的，有必要统筹统筹，辨明主次，经过多要素敏感性剖析给出各种计划的挑选关键。