2022年夏日,受继续高温和首要江河来水偏枯等多重要素影响,四川境内呈现了稀有的电力缺少。特别是到了8月下旬,四川省乃至启动了突发事件动力供应确保一级应急呼应,直到8月底,跟着四川气温的下降,以及部分区域降雨量的添加,四川用电严峻的局面才逐渐得到缓解。
四川是我国水电第一大省。多年来四川并非由于用电严峻而引起公众关注,更多是由于电力外送困难导致的“弃水”而经常见诸报端。复盘今夏四川多年未遇的严峻限电,可以推演出,现在四川以水电为主的电源结构存在的问题,以及亟待优化的相关机制。如四川水电没有树立在全国规模内配额消纳机制、川电外送通道严峻不足、丰水期水电弃水丢失电量严峻等问题。
基于此,建议国家出台方针打破省间壁垒、构建四川水电在全国规模内施行配额消纳的体系机制,从国家电力发展规划、电力实时调度等两个阶段,将四川和西南水电在全国规模内施行电力、电量平衡等应对措施,以促进构建更加规范的电力商场,确保水电清洁动力充沛地消纳、更好地发挥水电独特的调理作用。
四川电网根本状况
发供电才能
截至2021年末,全省电力装机容量11435万千瓦,同比添加13.2%;其间,水电8887万kW,占77.7%;火电1824万kW,占16.0%;风电527万kW、光伏196万kW,风景占比6.3%。国调机组2910万千瓦,同比添加26%;网调机组605万千瓦,同比添加83.3%;省调机组6554万千瓦,同比添加7.6%。其间:水电4385万千瓦,同比添加3.1%;火电(包括燃煤、燃气和生物质发电,下同)1472万千瓦,同比削减18.2%。
发用电状况
四川2021年省调机组累计发电量2441.8亿千瓦时,同比添加9.6%,其间省调水电累计1760.8亿千瓦时,同比添加2.7%;省调火电累计544.3亿千瓦时,同比添加35.3%;省调风电累计109.4亿千瓦时,同比添加26.9%;省调太阳能累计27.3亿千瓦时,同比添加9.2%。
2021年四川省全社会用电量3275亿,同比添加14.3%,添加率创2012年以来新高;不考虑有序用电的最大负荷为6100万kW,同比添加13.0%。“十三五”期间,四川省全社会用电量、调度口径最大用电负荷年均添加别离为7.5%和7.7%。
自2014年四川外送电量打破1000亿kWh后,川电外送电量逐渐添加,2021年四川省外送电量1368.2亿千瓦时,同比添加0.3%,占总发电量的30.5%,其间,国调机组外送电量1008.4亿千瓦时,同比添加0.4%;网调电站外送电量75.3亿千瓦时,同比添加71.7%;省调机组外送电量284.5亿千瓦时,同比削减10.0%。
四川电网现状
四川电网是西南电网的重要组成部分,现在已建成二滩、茂县、九石雅、康定、瀑布沟、平武、木里、锦屏、溪洛渡等八大水电会集送出通道,构成覆盖全省各市的500kV“梯格形”网架,与省外电网构成“6直+8交”联网格式,四川外送通道送电才能最高为4660万kW。开始完成了“大电网、大枢纽、大平台”的建造方针。在阶段性高温、强降雨、次生地质灾害和部分电网输供电卡脖子的晦气状况下,完成了发、受电量和外送电量继续添加,四川电网接连40年安全安稳运转。
四川电力发展存在的问题
缺乏水电在全国规模内配额消纳机制,殷实水电消纳困难
自全国各省履行煤电标杆电价以来,川电外送落地电价低于受电省份煤电标杆电价的起伏逐渐缩小,且受地方保护主义影响,外省接受四川水电志愿不强。若不树立四川和西南水电在全国规模配额消纳机制,即便川电外送通道不存在容量卡口,四川和西南水电跨省跨区域消纳仍将存在困难。
近几年即便川电外送通道有一定殷实才能供省调水电外送,但华东、华中、西北等区域消纳四川及西南区域水电的志愿不强。具有300万kW输电才能的德宝直流2016年丰水期最大外送潮流约100万kW,2019年曾经该通道丰水期外送陕西最大负荷率仅达70%,虽然近2年四川经德宝直流外送陕西最大负荷率可达100%,但继续时间不长。
川电外送通道严峻不足,丰水期窝电对立杰出
2020年末川全省装机容量共10105万kW,国调机组装机容量2310万kW,四川省“四直八交”电力外送通道输电才能3060万kW,2020年四川省日最高用电负荷5056.8万kW,考虑四川电网备用容量、检修容量等,2020年丰水期川电外送通道卡口容量达1280万kW,“十三五”期间的其他年份丰水期川电外送通道卡口容量超过1500万kW。“十三五”期间四川省装机弃水丢失电量最严峻的2017年达537亿kWh,假若这些丢失电量能外送消纳华东等区域,恰当每年可节省标煤1477万吨,削减各类有害气体排放约4084万吨。
面对多回500kV水电通道送出重载或满载、输电走廊资源非常稀缺等瓶颈
四川是全国西电东送的重要电源基地,一起省内动力资源和用电负荷中心也呈东西逆向分布,因而电网承当了省内、省外两个西电东送的重要确保功用。以成都为中心的500kV梯格形主网,汇集西部各大水电通道送出电力约3000万kW,多回水电通道送出重载或满载,很多电力自西向东穿越,导致500kV电网损耗剧增、全网电压大幅下降、电网安稳水平显著下降,多个500kV枢纽变电站短路电流超过设备的开关才能等安全安稳问题杰出,电网承载才能逼近极限。
川西输电走廊需躲避很多不良地势地质区、自然保护区、生态红线区和风景名胜区,输电走廊资源非常稀缺,无法无约束建造输电线路来满意后续巨量清洁动力送出需求。
强直弱交问题杰出、电网安全危险多
2020年末,四川电网三回特高压直流外送和德宝超高压直流外送额外容量已达2460万kW,为四川电网2020年最大负荷5056.8万kW的48.6%,四川电网已是全国最为典型“强直弱交”电网。为了操控因特高压直流产生故障对四川500kV交流电网的冲击,满意四川电网的动态安稳,电网调度运转采纳以下措施。
1.约束四川攀西、甘孜等地水电500kV送出通道的运送容量,造成线路受阻容量仍有约400万kW,导致四川水电弃水。
2.为了避免重大事故产生,不得不下降特高压直流运转功率,2020年度丰水期锦苏和宾金特高压直流别离约束在额外容量的95%和90%运转,也造成四川水电弃水。
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经预测,到2025年四川电网最大用电负荷为7100万kW左右,跟着特高压“新三直”在“十四五”期间投产,四川电网总的直流外送额外功率将到达4860万kW,为四川电网最大负荷的68.5%,显然四川电网“强直弱交”进一步强化,假如四川电网“强直弱交"的问题不及早处理,电网的安全以及特高压直流送电都存在巨大隐患,导致四川电网产生重大事故的危险进一步加大。
发电企业履行方针不一致,商场机制缺乏公正性
因同一区域在外送通道运用、调度、买卖和价格机制等方面的不同,导致国(网)调机组与省调机组长期处于不公正运转环境之中,运用小时、盈余水平差异较大。
1.调度机制不同,发电企业之间运用小时数严峻失衡。
现在,国调、网调水电优先运用四大直流进行外送,且留川运用部分也要优先确保消纳,地调水电优先就地消纳,四川电力过剩的对立首要由省调发电企业承当。2016年,省调水电机组运用小时为3457小时,别离比国调机组、网调机组低1666小时和1261小时,2020年,省调水电机组运用小时为4056小时,别离比国调机组、网调机组低1214小时和865小时。
多年来省调水电机组的运用小时数远低于国调、网调机组。特别2016年是省调水电机组运用小时同比下降308小时,而国调、网调机组同比反而别离添加288小时、605小时,2016年,在省调燃煤机组按最小运转方法发电、来水偏枯的状况下,四川省水电装机弃水丢失电量达387亿kWh,全省的弃水压力首要由省调水电机组承当。
2.商场化程度不一致,电价履行水平差距大。
2017年四川省调水电机组商场电量占比超过50%,均匀电价履行水平为0.229元/kWh,批复电价履行率为74%,水电企业让利超过50亿元。而国调、网调水电机组根本保量保价,依照来水发电,其留川部分也没有参加商场竞争,首要履行批复电价,对全省工商业扶持和降价让利也悉数由省调水电企业承当。
3.特高压直流外送通道国调机组优先运用,省调水电很多弃水。
2021年5月底,省调水电装机容量4315万kW,其间,攀西断面装机容量608万kW,康甘断面装机容量830万kW,自7月10日宣布全网弃水至8月初以来,省调水电日均弃水电量在1.1亿kWh左右,国调、网调水电因优先运用外送通道而无弃水丢失电量。
虽然雅湖直流于2021年6月22日投产运转,但受白鹤滩水电陆续投产影响,攀西断面均匀受限率从上一年25%飙升至60%左右,特别是月城断面迟早顶峰时期受限率达75%以上。如2021年丰水期上述断面内省调水电大面积弃水的状况下,杨房沟水电站却一直满负荷发电。自2014年以来四川省丰水期攀西断面、康甘断面、九石雅断面等省调水电均产生了很多弃水丢失电量。
虽然“十三五”后两年弃水丢失电量削减,但“十四五”四川水电弃水丢失的压力依然较大
“十三五”期间四川省水电装机弃水丢失电量累计2003亿kWh,年均装机弃水丢失电量401亿kWh,详见下表,若这些电量能悉数上网消纳,每年可节省标煤1242万吨,削减各类有害气体排放约3050万吨。
假若川电外送通道四通八达,这些丢失电量可以悉数外送到华东、华北、华中等发达区域,参考国调机组四川侧上网关口的结算电价,四川省每年可添加112.17亿元收入,年均可添加各种税收25亿元,更重要的是可削减受电省市火电排放、助力节能减排、加速其碳达峰和碳中和的进程。2020年四川省调水电发电量1714.5亿kWh,本应贡献74%的全社会用电量,而实践贡献率60%,14%的电量均被迫弃水丢失了。
川电外送通道严峻不足和省内“西电东送”通道多个断面潮流卡口,丰水期水电弃水丢失电量严峻在“十四五”期间难以根本改进。由于“十四五”新增水电装机3342万kW,新增风景装机1603万kW,新增煤电200万kW,新增天然气发电500万kW,新增生物质发电100万kW,算计新增发电装机5745万kW。
而“十四五”期间新增川电外送通道的规模仅2400万kW,其间白鹤滩至江苏特高压直流工程于2022年7月建成投运,白鹤滩至浙江特高压直流工程目估计2022年年末建成投运。“十四五”期间四川省全社会用电量估计年均新增176亿kWh、累计新增880亿kWh,新增全社会用电量可消纳新增发电装机2087万kW,根据电力电量平衡原理“十四五”期间四川省将存在1238万kW发电装机无电力商场消纳,考虑到风景运用小时较低等要素,“十四五”晚期将不低于500万kW发电装机无电力商场消纳。
措施和建议
从国家层面树立水电全额确保性消纳的体系机制
1、法律层面。从双碳方针、国家动力安全、节能减排、改进人类生存环境等方面出发,呼吁国家层面修订可再生动力法,将水电清洁可再生动力列入全额确保性消纳范畴。
2、体系机制方面。国家已明确提出各省可再生动力电力消纳权重方针,为促进各省落实到位,鉴于可再生动力配额消纳机制是加速完成双碳战略的重要软实力,建议国家层面出台相应方法,打破省间壁垒,将水电在全国规模内施行配额消纳,进步全社会运用清洁动力的活跃性。要求华东、华中、华北、山东、广东、西北、福建等省份每年丰水期必须配额消纳四川及西南区域水电,即每年相关省份全社会用电量中水电电量应占有一定份额(如:1%至30%),发达省份份额相对高一些。2021年多个省份呈现了程度不同的电力供应严峻,为树立四川水电在全国规模内配额消纳机制供给了契机。
建议国家每年应将本省市消纳水电电量占全社会用电量的份额作为节能减排和加速完成碳达峰碳中和的重要考核方针。国家层面出台相应方法,从国家电力发展规划、电力实时调度等两个阶段将四川和西南水电在全国规模内施行电力、电量平衡。规划阶段施行电力电量平衡可有用处理电网建造滞后、火电装机严峻过剩等对立,电力实时调度阶段施行电力电量平衡可有用处理西南水电实时送出和更大规模充沛消纳等问题。
全方位、多层次呼吁加速川渝1000kV特高压交流电网的建造
该特高压方案具有网架明晰、集约高效、适应稀缺输电走廊、未来延伸拓展性好等方面优势,既能充沛满意川西水电群及新动力送出,又能确保成渝双城区域安全可靠供电,为处理电网安全问题奠定根底。
虽然2021年4月份国家动力局组织专家组拿出了“方案全体可行,根据工程需求分步推广施行”的评估定见,2021年8月份四川省发改委已启动该项目可行性研究报告招标作业,2022年9月核准开工,但与四川电力“十四五”发展规划组织的投产进展比较已严峻滞后2年多,故着力呼吁加速川渝1000kV特高压交流电网方针网架建造是咱们各界共同努力的方针。
该方针网架若能按方案投运,不仅能大大进步四川电网安全功用,可将现在受阻的水电容量能送出,还将为刚投产两河口、巴拉和在建的大渡河流域双江口、硬梁包、金川等流域中的大中型水电1000多万kW电力可以在“十四五”陆续投产送到成都区域等负荷中心供给电力配置平台。
否则,不但让四川省内消纳的水电送出通道严峻不足,又面对新一轮大规模弃水,还使成都区域等负荷中心面对有电用不上而缺电为难局面。
优化省内主网架结构,加速建造南北立体双环网和省内“西电东送”输变电网络
结合特高压交流布点全面推进四川电网500 kV主网架优化,构建相对独立、互联互济的“立体双环网”主网结构,电源和负荷均匀分区接入环网,体系处理短路电流超支、潮流重载等问题,环间恰当联络进步事故支撑,进步省内受端电网的供电确保才能。
“十四五”建成围绕环成都区域的四川电网“北立体双环”网架格式,中远期在宜宾、泸州、内江、自贡、乐山、眉山区域构建“南立体双环”,全体进步四川电网对新动力为主体新式电力体系的适应性和可靠性。优化布局甘孜州、阿坝州、凉山州、攀枝花市“三州一市”区域送出通道,施行相应的500 kV输变电加强工程,重点进步攀西区域及甘孜中部、南部大规模光伏、风电等新动力送出才能,满意川西新动力加速发展需求。
但与四川电力“十四五”发展规划组织的进展比较其四川“北立体双环”和省内“西电东送”输变电网络建造进展已严峻滞后2年多,假若四川省内省外两个“西电东送”输电网络疏通,则2022年夏日四川省稀有的电力缺少就会及时得到省外的电力帮助。故着力呼吁加速推进省内省外两个“西电东送”网络建造意义重大。
构建国调、省调水电机组“同区域、同方针”商场机制,削减省调水电机组弃水丢失
1、构建一致、科学的调度机制
2021年7月15日,攀西断面内锦西电站(国调)、二滩电站(网调)水库水位距正常蓄水位别离还有47.98米、23.05米的调蓄空间,但机组还是满负荷发电。与此一起,省调水电古瓦、立洲、洛古、去学、卡基娃水位别离距水库最高蓄水位别离仅有0、2.54、6.45、7、11.93米调蓄空间,水位根本上到达了汛限水位,确不能满发多发,一起省调这些水电站却很多弃水。
故建议国家发改委经济运转局牵头树立国调、网调与省调间水库群联合优化运转调度机制,按装机容量份额同享外送通道,统筹考虑各流域短、中、长期来水预测,充沛运用国调、网调大型水库调蓄空间,最大极限的延后或削减省调水电弃水丢失电量。
2、构建一致、公正的商场运转机制
在四川加速建造国家清洁动力基地的大布景下,不同调度主体的水电企业间,在通道运用、调度运转机制和商场化程度等方面存在同区域、不同方针的问题,致使承当弃水和商场化让利于地方实体经济的压力绝大部分由省调水电企业承当,省调水电企业经营困难加重,特别是新投省调有调理性水电站几近全面亏损。
建议国家发改委加速树立公正一致的商场运转机制,在外送通道运用、调度机制、商场化程度等方面构建公正合理的电力商场环境,推进电力商场化改革向纵深发展。特别是针对2021年投运的雅湖直流、即将悉数投产的白鹤滩2回特高压直流、“十四五”开工的金上直流等电力外送通道,国调、网调、省调水电企业在其通道运用、调度机制、商场化程度等方面应严格依照“同区域,同方针”准则。这样可最大极限地削减水电站群弃水丢失,有利于加速国家“碳达峰、碳中和”的方针完成。
呼吁构建具有年调理功用调峰调频水电电价构成机制
众所周知,现在四川水电优先(方案)电量均是履行国家发改委批复上网电价,瀑布沟、大岗山作为四川电网直调主干调峰调频电厂,承当了电网一次调频、调峰、无功调理、主动发电操控(AGC)、旋转备用和应急备用、黑启动等辅助服务,并作为电网紧迫操控设备,为确保电网的安全和进步综合效益做出了杰出贡献。
与此一起,双江口、两河口等具有年调理功用的水电站投产后同样作为电网主干调峰调频电厂,除承当调频、调峰等辅助服务功用外,还能将季节性电能转换为常年性电能,一起能有用地为风景等新动力供给更高效的调理手段和灵活性,促进新动力的开发和消纳。
而现在电价机制和辅助服务功用费用补偿远远不能表现双江口、两河口等具有年调理功用的水电站运用价值和价值,故需全方位、多途径呼吁构建具有年调理功用调峰调频水电站上网电价的构成机制。
鼓励开发商加速龙头水库建造,进步水电的调理才能
四川电网水电比重较大,无调理性水电占三分之二,发电量丰多枯少,年调理或多年调理功用的龙头水库具有蓄丰补枯、调蓄径流、进步电网安全安稳水平、改进航运条件等的作用。加速四川龙头水库电站的开发建造,能有用调整电源结构,改进汛期弃水现象、促进新动力开发建造的步伐。
四川省政府已经意识到龙头水库建成的重要性,以“川办发[2014]99号)”《四川省人民政府办公厅关于推进我省水电科学开发的辅导定见》,要求抓好龙头水库建造,有用处理电力结构性对立。
四川还有20多座未开发建造的龙头水库电站,如金沙江上游的岗托、大渡河上游干支流的下尔呷及上寨,雅砻江上游干支流的木能达、关门梁等,调理库容大且操控落差大,水库蓄能作用显著。
开始剖析,影响龙头水库开发建造的首要要素是移民吞没、环境影响、经济性差等,国家相关部分应一致认识,活跃出台相关的方针措施,为龙头水库建造营造杰出的方针环境。
建议因地制宜地树立科学合理龙头水库电站上网电价构成机制;由国家财政部、发改委、水利部和税务总局等联合出台方针,树立龙头水库电站的财政补贴、财政贴息、税收优惠的方针机制,减免龙头水库电站的水资源费和库区基金;树立并施行下游经流式梯级水电站对上游龙头水库电站的效益补偿机制。
优化电网运转方法,充沛发掘输电通道潜力,最大极限削减弃水
鉴于四川省“十四五”期间新投产惯例水电3342万kW,2025年末四川惯例水电将达11234万kW,故优化电网运转方法,充沛发掘四川省内、省外两个“西电东送”输电通道潜力将显得特别重要。
1.进一步优化四川电网电力调度运转方法。
继续施行节能发电调度,不宜按水火电等份额方案履行率准则进行发电调度,在确保电网安全安稳运转的准则下,确保水电及其它可再生动力发电优先上网,火电按节能发电机组排序表有序调用。统筹组织四川水电外送,优化水库运转方案,最大极限消纳四川丰水期充裕水电。
根据省内用电和来水状况,在7~9月外送通道根本满负荷运转,外送电量进步空间不大的状况下,充沛运用主汛前5~6月、主汛后10~11月外送通道充裕才能,提早启动水电外送和延长水电外送时间,最大极限进行水电外送。
2.进一步加强四川电网水电送出通道运转限额动态办理。
在确保电网安全的前提下,通过细化运转方法组织、优化运转操控措施,尽可能削减对四川攀西、甘康等500kV输电通道不同断面的运送容量约束,释放通道运送才能,以避免不必要的水电弃水。
四川省的电网和电力商场是全国最巨大、最杂乱的,怎么加速构建四川和西南水电在全国规模内配额消纳机制,超前规划和建造四川省内省外两个“西电东送”输电网络,怎么确保四川水电合理充沛地消纳、削减丰水期弃水丢失,很大程度上关系到“双碳”方针的完成。