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『能源“十四五”系列报道』 专访南方电网专家,为电力安全保障求解!

日期:2021-01-09    来源:国际能源网  作者:亮子

国际电力网

2021
01/09
12:53
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关键词: 国家电网 南方电网 十四五 电力供应

小寒节气刚过,全国寒潮来袭,各地屡创最低温度下限。部分地区降温超过10度,即使在南方的广东、广西,最低气温也只有4度到5度之间,长江以南的大部分冬季没有供暖的区域,温度逼近零下10度,空调取暖给电力供应带来的压力巨大。即使是有供暖渠道的北京市也不得不启动了一些燃煤机组应急供电,国家电网南方电网都在为电力供应安全保障做出部署和规划。

十四五”期间压减煤电新增装机是大概率事件,为了实现碳中和目标,煤炭消费量已经连续几年下降,但煤电仍未刹住车。在制定“十四五”能源发展规划过程中,我们始终面临着兼顾碳中和与电网安全稳定的难题。

“十四五”期间,在碳中和目标下如何确保电网安全稳定运行是我们现今需要重点考虑的问题,此前国际能源网采访了国家电网的专家,他们对“十四五”我国电力运行安全保障做出了分析,此次国际能源网记者带着六大问题采访了南方电网能源发展研究院有限责任公司电力规划中心黄豫主任,黄主任根据南方电网的实际情况对“十四五”电力发展提出了中肯建议。

南方电网能源发展研究院有限责任公司

电力规划中心黄豫主任

国际能源网:随着极端天气给电网带来的考验越来越大,以南方电网为例,在面对用电峰值时,参与调峰的电源主要是哪些?从调峰能力看,煤电是不是更有优势?为什么?

黄豫:南方五省(区)目前参与调峰的主要电源包括抽蓄、调峰气电、水电和煤电。其中:抽蓄728万千瓦,具备额定容量2倍的调节能力,调峰性能最优;调峰气电约1000万千瓦,可在用电低谷时刻停机进行调峰。

水电方面,调峰能力取决于流域来水特性和库容,大型水电站调节能力相对较好,如云南小湾、糯扎渡,贵州构皮滩、光照等水电站,而径流水中小水电调节性能较差,基本不参与调峰。

2019年底,南方五省(区)煤电3.45亿千瓦,占比约40%,煤电作为系统中的主力电源,可提供装机容量20%-60%的调节能力,调节范围大、技术成熟且经济优势明显。

国际能源网:能源“十四五”规划正在制定中,其中争议较大的是煤电装机量的问题。不同各方观点分歧也比较大。有人认为“十四五”煤电新增装机应该保持在11亿千瓦左右,有人认为煤电在“十三五”已经批准建设了足够多的煤电,不需要在“十四五”期间新增,或者新增最多增0.5亿千瓦左右。从电力供需平衡的角度看,您认为“十四五”期间煤电装机应该是怎样的布局?

黄豫:“十四五”期间,我国电力需求将保持稳定增长,中东部及南方区域电力供需平衡面临较大压力。从我国能源资源开发利用情况看,水电已深度开发,预计投产规模约4000万千瓦,新增电力供应有限;核电受安全性和技术成熟度制约,前期工作推进缓慢且建设工期长,难以支撑“十四五”电力供应;气电受气源、气价双重约束,发展规模受限,保障“十四五”电力供应难度大。而风电、光伏发电的可信容量仅为装机容量的5%左右,且配套储能成本远高于我国各省(市、区)的煤电上网基准价,不满足规模化应用条件。我国煤炭资源丰富,但按照打赢蓝天保卫战、能源消费“双控”及地区煤炭减量化发展的相关要求,煤电发展规模受到严控。

2021年全国能源工作会议提出,要加快风电、光伏发展,风电、光伏发电新增装机总量较“十三五”有大幅增长,但同时强调要着力增强安全保障能力,夯实煤炭煤电兜底保障,因地制宜做好煤电布局和结构优化,确保不出现短供断供问题。因此,碳减排的本质目的是控制煤炭消费总量,而不应简单作为限制煤电发展的“紧箍咒”,近期可通过加大电煤在煤炭消费中的比重、提升煤炭清洁利用水平等方式稳步推进。

建议循序渐进开展电源结构转型升级工作,“十四五”适度发展清洁高效煤电,推动“风光火储一体化”建设,实现煤电“稳装机、减电量”的科学转型。

2019年底,全国煤电现役装机10.45亿千瓦,已核准煤电项目2亿千瓦,纳入规划煤电项目5200万千瓦,合计约13亿千瓦。在碳减排新形势下,建议“十四五”期间适度发展清洁高效煤电,煤电规模控制在13亿左右较为合适。

国际能源网:南方电网目前对于用电峰值的预测采用什么方式?对于保持电网稳定输出,采用什么样的措施?

黄豫:以南方五省(区)用电特性为基础,结合经济形势和产业发展情况、大用户生产用电和天气变化等因素,分析用电量增长驱动力,采用用电单耗法、电力弹性系数法及人均用电量指标法等方法对全社会用电量进行预测研究,并在分析用电负荷特性的基础上,预测全社会最大用电负荷。

南方电网公司在五年电网规划的基础上,每年逐年滚动优化调整电网项目,优化各省(区)主网架,加强主干网输电通道和电源配套送出线路建设,构建坚强网架结构,提升电网安全稳定运行水平。2020年12月底,昆柳龙特高压多端柔性直流工程全面投产后,南方区域内已建成“八交十一直”西电东送通道,送电能力超过5800万千瓦。此外,南方电网公司还在不断加强电网科技创新,持续推进20个智能电网示范区建设,加强数字化转型和数字南网建设,保障电力稳定输送。

国际能源网:南方电网在水风光互补方面有何探索?是否会用水电替代煤电做调峰电源?

黄豫:目前,南方五省(区)已投产的水风光互补项目主要形式为水光互补,包括贵州象鼻岭水光互补电站(24万千瓦水电加7.8万千瓦光伏),以及2020年底刚投产的光照水光互补发电项目(104万千瓦水电加30万千瓦光伏)、董箐水光互补发电项目(88万千瓦水电加15万千瓦光伏)。

“十四五”期间,南方五省(区)将在广西、云南、贵州依托存量水电推进“风光水火储一体化”项目,充分发挥水电调节能力,在就地消纳基础上,尽可能增加风电、光伏发电装机规模,项目主要将依托红水河、金沙江下游和澜沧江中下游等水电站进行一体化开发。此外,在广东、广西沿海地区,部分煤电打捆海上风电送出项目也在开展规划研究工作。

水电和煤电都是电网调峰的重要资源,调峰能力各有优劣,水电机组调峰受丰枯期来水情况约束,在来水偏丰时段调峰能力严重下降。煤电出力相对稳定可控,但调节响应速度一般比水电机组慢。应根据电源结构和机组调节特性等条件,统筹协调水电和煤电参与电网调峰,并不存在替代一说。

国际能源网:南方电网区域内的火电利用小时数如果可以提高到5000小时以上,那么在整个“十四五”期间是否存在较大的电力缺口?

黄豫:电力平衡和电量平衡概念不同,电力平衡是电力负荷(包括损耗、备用)与电源(发电设备)容量的平衡;电量平衡是在规定时间(年、月、日)内电力负荷所需电量与电源可发电量(或可利用电量)的平衡,并通过核算电源设备年利用小时分析电源能否满足负荷需求。南方五省(区)“十四五”通过提高系统电源装机、降低备用容量、加强需求响应能力等措施解决电力缺口问题,不是靠提高火电的利用小时数。

此外,2019年底南方五省(区)火电发电利用小时数3855小时,受碳减排的目标影响,预计“十四五”火电发电利用小时数很难提高到5000小时以上。

国际能源网:南方电网区域内的火电目前的灵活性怎么样?“十四五”期间如果需要灵活性的改造,预计需要改造的规模如何?

黄豫:目前,南方五省(区)煤电综合调峰深度约40%~50%。其中,100万千瓦级机组调峰深度60%,66万千瓦和60万千瓦级机组调峰深度50%,30万千瓦及以下级机组调峰深度30%-50%,自备电厂一般不参与调峰或小部分参与调峰。

“十四五”随着风、光新能源发电快速发展,广东、广西两省区仍将存在调峰缺口,煤电灵活性改造是提高系统调节能力的重要措施之一。建议全面推进火电灵活性改造,支持调峰困难省份加快提升30万千瓦级和60万千瓦级煤电机组的深度调峰能力,如对广东、广西30万千瓦级和60万千瓦级煤电机组进行灵活性改造,可分别增加调峰能力约616万千瓦、93.5万千瓦。

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