2022年夏日,受繼續高溫和首要江河來水偏枯等多重要素影響,四川境內呈現了稀有的電力缺少。特別是到了8月下旬,四川省乃至啟動了突發事件動力供應確保一級應急呼應,直到8月底,跟著四川氣溫的下降,以及部分區域降雨量的添加,四川用電嚴峻的局面才逐漸得到緩解。
四川是我國水電第一大省。多年來四川并非由于用電嚴峻而引起公眾關注,更多是由于電力外送困難導致的“棄水”而經常見諸報端。復盤今夏四川多年未遇的嚴峻限電,可以推演出,現在四川以水電為主的電源結構存在的問題,以及亟待優化的相關機制。如四川水電沒有樹立在全國規模內配額消納機制、川電外送通道嚴峻不足、豐水期水電棄水丟失電量嚴峻等問題。
基于此,建議國家出臺方針打破省間壁壘、構建四川水電在全國規模內施行配額消納的體系機制,從國家電力發展規劃、電力實時調度等兩個階段,將四川和西南水電在全國規模內施行電力、電量平衡等應對措施,以促進構建更加規范的電力商場,確保水電清潔動力充沛地消納、更好地發揮水電獨特的調理作用。
四川電網根本狀況
發供電才能
截至2021年末,全省電力裝機容量11435萬千瓦,同比添加13.2%;其間,水電8887萬kW,占77.7%;火電1824萬kW,占16.0%;風電527萬kW、光伏196萬kW,風景占比6.3%。國調機組2910萬千瓦,同比添加26%;網調機組605萬千瓦,同比添加83.3%;省調機組6554萬千瓦,同比添加7.6%。其間:水電4385萬千瓦,同比添加3.1%;火電(包括燃煤、燃氣和生物質發電,下同)1472萬千瓦,同比削減18.2%。
發用電狀況
四川2021年省調機組累計發電量2441.8億千瓦時,同比添加9.6%,其間省調水電累計1760.8億千瓦時,同比添加2.7%;省調火電累計544.3億千瓦時,同比添加35.3%;省調風電累計109.4億千瓦時,同比添加26.9%;省調太陽能累計27.3億千瓦時,同比添加9.2%。
2021年四川省全社會用電量3275億,同比添加14.3%,添加率創2012年以來新高;不考慮有序用電的最大負荷為6100萬kW,同比添加13.0%。“十三五”期間,四川省全社會用電量、調度口徑最大用電負荷年均添加別離為7.5%和7.7%。
自2014年四川外送電量打破1000億kWh后,川電外送電量逐漸添加,2021年四川省外送電量1368.2億千瓦時,同比添加0.3%,占總發電量的30.5%,其間,國調機組外送電量1008.4億千瓦時,同比添加0.4%;網調電站外送電量75.3億千瓦時,同比添加71.7%;省調機組外送電量284.5億千瓦時,同比削減10.0%。
四川電網現狀
四川電網是西南電網的重要組成部分,現在已建成二灘、茂縣、九石雅、康定、瀑布溝、平武、木里、錦屏、溪洛渡等八大水電會集送出通道,構成覆蓋全省各市的500kV“梯格形”網架,與省外電網構成“6直+8交”聯網格式,四川外送通道送電才能最高為4660萬kW。開始完成了“大電網、大樞紐、大平臺”的建造方針。在階段性高溫、強降雨、次生地質災害和部分電網輸供電卡脖子的晦氣狀況下,完成了發、受電量和外送電量繼續添加,四川電網接連40年安全安穩運轉。
四川電力發展存在的問題
缺乏水電在全國規模內配額消納機制,殷實水電消納困難
自全國各省履行煤電標桿電價以來,川電外送落地電價低于受電省份煤電標桿電價的起伏逐漸縮小,且受地方保護主義影響,外省接受四川水電志愿不強。若不樹立四川和西南水電在全國規模配額消納機制,即便川電外送通道不存在容量卡口,四川和西南水電跨省跨區域消納仍將存在困難。
近幾年即便川電外送通道有一定殷實才能供省調水電外送,但華東、華中、西北等區域消納四川及西南區域水電的志愿不強。具有300萬kW輸電才能的德寶直流2016年豐水期最大外送潮流約100萬kW,2019年曾經該通道豐水期外送陜西最大負荷率僅達70%,雖然近2年四川經德寶直流外送陜西最大負荷率可達100%,但繼續時間不長。
川電外送通道嚴峻不足,豐水期窩電對立杰出
2020年末川全省裝機容量共10105萬kW,國調機組裝機容量2310萬kW,四川省“四直八交”電力外送通道輸電才能3060萬kW,2020年四川省日最高用電負荷5056.8萬kW,考慮四川電網備用容量、檢修容量等,2020年豐水期川電外送通道卡口容量達1280萬kW,“十三五”期間的其他年份豐水期川電外送通道卡口容量超過1500萬kW。“十三五”期間四川省裝機棄水丟失電量最嚴峻的2017年達537億kWh,假若這些丟失電量能外送消納華東等區域,恰當每年可節省標煤1477萬噸,削減各類有害氣體排放約4084萬噸。
面對多回500kV水電通道送出重載或滿載、輸電走廊資源非常稀缺等瓶頸
四川是全國西電東送的重要電源基地,一起省內動力資源和用電負荷中心也呈東西逆向分布,因而電網承當了省內、省外兩個西電東送的重要確保功用。以成都為中心的500kV梯格形主網,匯集西部各大水電通道送出電力約3000萬kW,多回水電通道送出重載或滿載,很多電力自西向東穿越,導致500kV電網損耗劇增、全網電壓大幅下降、電網安穩水平顯著下降,多個500kV樞紐變電站短路電流超過設備的開關才能等安全安穩問題杰出,電網承載才能逼近極限。
川西輸電走廊需躲避很多不良地勢地質區、自然保護區、生態紅線區和風景名勝區,輸電走廊資源非常稀缺,無法無約束建造輸電線路來滿意后續巨量清潔動力送出需求。
強直弱交問題杰出、電網安全危險多
2020年末,四川電網三回特高壓直流外送和德寶超高壓直流外送額外容量已達2460萬kW,為四川電網2020年最大負荷5056.8萬kW的48.6%,四川電網已是全國最為典型“強直弱交”電網。為了操控因特高壓直流產生故障對四川500kV交流電網的沖擊,滿意四川電網的動態安穩,電網調度運轉采納以下措施。
1.約束四川攀西、甘孜等地水電500kV送出通道的運送容量,造成線路受阻容量仍有約400萬kW,導致四川水電棄水。
2.為了避免重大事故產生,不得不下降特高壓直流運轉功率,2020年度豐水期錦蘇和賓金特高壓直流別離約束在額外容量的95%和90%運轉,也造成四川水電棄水。
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經預測,到2025年四川電網最大用電負荷為7100萬kW左右,跟著特高壓“新三直”在“十四五”期間投產,四川電網總的直流外送額外功率將到達4860萬kW,為四川電網最大負荷的68.5%,顯然四川電網“強直弱交”進一步強化,假如四川電網“強直弱交"的問題不及早處理,電網的安全以及特高壓直流送電都存在巨大隱患,導致四川電網產生重大事故的危險進一步加大。
發電企業履行方針不一致,商場機制缺乏公正性
因同一區域在外送通道運用、調度、買賣和價格機制等方面的不同,導致國(網)調機組與省調機組長期處于不公正運轉環境之中,運用小時、盈余水平差異較大。
1.調度機制不同,發電企業之間運用小時數嚴峻失衡。
現在,國調、網調水電優先運用四大直流進行外送,且留川運用部分也要優先確保消納,地調水電優先就地消納,四川電力過剩的對立首要由省調發電企業承當。2016年,省調水電機組運用小時為3457小時,別離比國調機組、網調機組低1666小時和1261小時,2020年,省調水電機組運用小時為4056小時,別離比國調機組、網調機組低1214小時和865小時。
多年來省調水電機組的運用小時數遠低于國調、網調機組。特別2016年是省調水電機組運用小時同比下降308小時,而國調、網調機組同比反而別離添加288小時、605小時,2016年,在省調燃煤機組按最小運轉方法發電、來水偏枯的狀況下,四川省水電裝機棄水丟失電量達387億kWh,全省的棄水壓力首要由省調水電機組承當。
2.商場化程度不一致,電價履行水平差距大。
2017年四川省調水電機組商場電量占比超過50%,均勻電價履行水平為0.229元/kWh,批復電價履行率為74%,水電企業讓利超過50億元。而國調、網調水電機組根本保量保價,依照來水發電,其留川部分也沒有參加商場競爭,首要履行批復電價,對全省工商業扶持和降價讓利也悉數由省調水電企業承當。
3.特高壓直流外送通道國調機組優先運用,省調水電很多棄水。
2021年5月底,省調水電裝機容量4315萬kW,其間,攀西斷面裝機容量608萬kW,康甘斷面裝機容量830萬kW,自7月10日宣布全網棄水至8月初以來,省調水電日均棄水電量在1.1億kWh左右,國調、網調水電因優先運用外送通道而無棄水丟失電量。
雖然雅湖直流于2021年6月22日投產運轉,但受白鶴灘水電陸續投產影響,攀西斷面均勻受限率從上一年25%飆升至60%左右,特別是月城斷面遲早頂峰時期受限率達75%以上。如2021年豐水期上述斷面內省調水電大面積棄水的狀況下,楊房溝水電站卻一直滿負荷發電。自2014年以來四川省豐水期攀西斷面、康甘斷面、九石雅斷面等省調水電均產生了很多棄水丟失電量。
雖然“十三五”后兩年棄水丟失電量削減,但“十四五”四川水電棄水丟失的壓力依然較大
“十三五”期間四川省水電裝機棄水丟失電量累計2003億kWh,年均裝機棄水丟失電量401億kWh,詳見下表,若這些電量能悉數上網消納,每年可節省標煤1242萬噸,削減各類有害氣體排放約3050萬噸。
假若川電外送通道四通八達,這些丟失電量可以悉數外送到華東、華北、華中等發達區域,參考國調機組四川側上網關口的結算電價,四川省每年可添加112.17億元收入,年均可添加各種稅收25億元,更重要的是可削減受電省市火電排放、助力節能減排、加速其碳達峰和碳中和的進程。2020年四川省調水電發電量1714.5億kWh,本應貢獻74%的全社會用電量,而實踐貢獻率60%,14%的電量均被迫棄水丟失了。
川電外送通道嚴峻不足和省內“西電東送”通道多個斷面潮流卡口,豐水期水電棄水丟失電量嚴峻在“十四五”期間難以根本改進。由于“十四五”新增水電裝機3342萬kW,新增風景裝機1603萬kW,新增煤電200萬kW,新增天然氣發電500萬kW,新增生物質發電100萬kW,算計新增發電裝機5745萬kW。
而“十四五”期間新增川電外送通道的規模僅2400萬kW,其間白鶴灘至江蘇特高壓直流工程于2022年7月建成投運,白鶴灘至浙江特高壓直流工程目估計2022年年末建成投運。“十四五”期間四川省全社會用電量估計年均新增176億kWh、累計新增880億kWh,新增全社會用電量可消納新增發電裝機2087萬kW,根據電力電量平衡原理“十四五”期間四川省將存在1238萬kW發電裝機無電力商場消納,考慮到風景運用小時較低等要素,“十四五”晚期將不低于500萬kW發電裝機無電力商場消納。
措施和建議
從國家層面樹立水電全額確保性消納的體系機制
1、法律層面。從雙碳方針、國家動力安全、節能減排、改進人類生存環境等方面出發,呼吁國家層面修訂可再生動力法,將水電清潔可再生動力列入全額確保性消納范疇。
2、體系機制方面。國家已明確提出各省可再生動力電力消納權重方針,為促進各省落實到位,鑒于可再生動力配額消納機制是加速完成雙碳戰略的重要軟實力,建議國家層面出臺相應方法,打破省間壁壘,將水電在全國規模內施行配額消納,進步全社會運用清潔動力的活躍性。要求華東、華中、華北、山東、廣東、西北、福建等省份每年豐水期必須配額消納四川及西南區域水電,即每年相關省份全社會用電量中水電電量應占有一定份額(如:1%至30%),發達省份份額相對高一些。2021年多個省份呈現了程度不同的電力供應嚴峻,為樹立四川水電在全國規模內配額消納機制供給了契機。
建議國家每年應將本省市消納水電電量占全社會用電量的份額作為節能減排和加速完成碳達峰碳中和的重要考核方針。國家層面出臺相應方法,從國家電力發展規劃、電力實時調度等兩個階段將四川和西南水電在全國規模內施行電力、電量平衡。規劃階段施行電力電量平衡可有用處理電網建造滯后、火電裝機嚴峻過剩等對立,電力實時調度階段施行電力電量平衡可有用處理西南水電實時送出和更大規模充沛消納等問題。
全方位、多層次呼吁加速川渝1000kV特高壓交流電網的建造
該特高壓方案具有網架明晰、集約高效、適應稀缺輸電走廊、未來延伸拓展性好等方面優勢,既能充沛滿意川西水電群及新動力送出,又能確保成渝雙城區域安全可靠供電,為處理電網安全問題奠定根底。
雖然2021年4月份國家動力局組織專家組拿出了“方案全體可行,根據工程需求分步推廣施行”的評估定見,2021年8月份四川省發改委已啟動該項目可行性研究報告招標作業,2022年9月核準開工,但與四川電力“十四五”發展規劃組織的投產進展比較已嚴峻滯后2年多,故著力呼吁加速川渝1000kV特高壓交流電網方針網架建造是咱們各界共同努力的方針。
該方針網架若能按方案投運,不僅能大大進步四川電網安全功用,可將現在受阻的水電容量能送出,還將為剛投產兩河口、巴拉和在建的大渡河流域雙江口、硬梁包、金川等流域中的大中型水電1000多萬kW電力可以在“十四五”陸續投產送到成都區域等負荷中心供給電力配置平臺。
否則,不但讓四川省內消納的水電送出通道嚴峻不足,又面對新一輪大規模棄水,還使成都區域等負荷中心面對有電用不上而缺電為難局面。
優化省內主網架結構,加速建造南北立體雙環網和省內“西電東送”輸變電網絡
結合特高壓交流布點全面推進四川電網500 kV主網架優化,構建相對獨立、互聯互濟的“立體雙環網”主網結構,電源和負荷均勻分區接入環網,體系處理短路電流超支、潮流重載等問題,環間恰當聯絡進步事故支撐,進步省內受端電網的供電確保才能。
“十四五”建成圍繞環成都區域的四川電網“北立體雙環”網架格式,中遠期在宜賓、瀘州、內江、自貢、樂山、眉山區域構建“南立體雙環”,全體進步四川電網對新動力為主體新式電力體系的適應性和可靠性。優化布局甘孜州、阿壩州、涼山州、攀枝花市“三州一市”區域送出通道,施行相應的500 kV輸變電加強工程,重點進步攀西區域及甘孜中部、南部大規模光伏、風電等新動力送出才能,滿意川西新動力加速發展需求。
但與四川電力“十四五”發展規劃組織的進展比較其四川“北立體雙環”和省內“西電東送”輸變電網絡建造進展已嚴峻滯后2年多,假若四川省內省外兩個“西電東送”輸電網絡疏通,則2022年夏日四川省稀有的電力缺少就會及時得到省外的電力幫助。故著力呼吁加速推進省內省外兩個“西電東送”網絡建造意義重大。
構建國調、省調水電機組“同區域、同方針”商場機制,削減省調水電機組棄水丟失
1、構建一致、科學的調度機制
2021年7月15日,攀西斷面內錦西電站(國調)、二灘電站(網調)水庫水位距正常蓄水位別離還有47.98米、23.05米的調蓄空間,但機組還是滿負荷發電。與此一起,省調水電古瓦、立洲、洛古、去學、卡基娃水位別離距水庫最高蓄水位別離僅有0、2.54、6.45、7、11.93米調蓄空間,水位根本上到達了汛限水位,確不能滿發多發,一起省調這些水電站卻很多棄水。
故建議國家發改委經濟運轉局牽頭樹立國調、網調與省調間水庫群聯合優化運轉調度機制,按裝機容量份額同享外送通道,統籌考慮各流域短、中、長期來水預測,充沛運用國調、網調大型水庫調蓄空間,最大極限的延后或削減省調水電棄水丟失電量。
2、構建一致、公正的商場運轉機制
在四川加速建造國家清潔動力基地的大布景下,不同調度主體的水電企業間,在通道運用、調度運轉機制和商場化程度等方面存在同區域、不同方針的問題,致使承當棄水和商場化讓利于地方實體經濟的壓力絕大部分由省調水電企業承當,省調水電企業經營困難加重,特別是新投省調有調理性水電站幾近全面虧損。
建議國家發改委加速樹立公正一致的商場運轉機制,在外送通道運用、調度機制、商場化程度等方面構建公正合理的電力商場環境,推進電力商場化改革向縱深發展。特別是針對2021年投運的雅湖直流、即將悉數投產的白鶴灘2回特高壓直流、“十四五”開工的金上直流等電力外送通道,國調、網調、省調水電企業在其通道運用、調度機制、商場化程度等方面應嚴格依照“同區域,同方針”準則。這樣可最大極限地削減水電站群棄水丟失,有利于加速國家“碳達峰、碳中和”的方針完成。
呼吁構建具有年調理功用調峰調頻水電電價構成機制
眾所周知,現在四川水電優先(方案)電量均是履行國家發改委批復上網電價,瀑布溝、大崗山作為四川電網直調主干調峰調頻電廠,承當了電網一次調頻、調峰、無功調理、主動發電操控(AGC)、旋轉備用和應急備用、黑啟動等輔助服務,并作為電網緊迫操控設備,為確保電網的安全和進步綜合效益做出了杰出貢獻。
與此一起,雙江口、兩河口等具有年調理功用的水電站投產后同樣作為電網主干調峰調頻電廠,除承當調頻、調峰等輔助服務功用外,還能將季節性電能轉換為常年性電能,一起能有用地為風景等新動力供給更高效的調理手段和靈活性,促進新動力的開發和消納。
而現在電價機制和輔助服務功用費用補償遠遠不能表現雙江口、兩河口等具有年調理功用的水電站運用價值和價值,故需全方位、多途徑呼吁構建具有年調理功用調峰調頻水電站上網電價的構成機制。
鼓勵開發商加速龍頭水庫建造,進步水電的調理才能
四川電網水電比重較大,無調理性水電占三分之二,發電量豐多枯少,年調理或多年調理功用的龍頭水庫具有蓄豐補枯、調蓄徑流、進步電網安全安穩水平、改進航運條件等的作用。加速四川龍頭水庫電站的開發建造,能有用調整電源結構,改進汛期棄水現象、促進新動力開發建造的步伐。
四川省政府已經意識到龍頭水庫建成的重要性,以“川辦發[2014]99號)”《四川省人民政府辦公廳關于推進我省水電科學開發的輔導定見》,要求抓好龍頭水庫建造,有用處理電力結構性對立。
四川還有20多座未開發建造的龍頭水庫電站,如金沙江上游的崗托、大渡河上游干支流的下爾呷及上寨,雅礱江上游干支流的木能達、關門梁等,調理庫容大且操控落差大,水庫蓄能作用顯著。
開始剖析,影響龍頭水庫開發建造的首要要素是移民吞沒、環境影響、經濟性差等,國家相關部分應一致認識,活躍出臺相關的方針措施,為龍頭水庫建造營造杰出的方針環境。
建議因地制宜地樹立科學合理龍頭水庫電站上網電價構成機制;由國家財政部、發改委、水利部和稅務總局等聯合出臺方針,樹立龍頭水庫電站的財政補貼、財政貼息、稅收優惠的方針機制,減免龍頭水庫電站的水資源費和庫區基金;樹立并施行下游經流式梯級水電站對上游龍頭水庫電站的效益補償機制。
優化電網運轉方法,充沛發掘輸電通道潛力,最大極限削減棄水
鑒于四川省“十四五”期間新投產慣例水電3342萬kW,2025年末四川慣例水電將達11234萬kW,故優化電網運轉方法,充沛發掘四川省內、省外兩個“西電東送”輸電通道潛力將顯得特別重要。
1.進一步優化四川電網電力調度運轉方法。
繼續施行節能發電調度,不宜按水火電等份額方案履行率準則進行發電調度,在確保電網安全安穩運轉的準則下,確保水電及其它可再生動力發電優先上網,火電按節能發電機組排序表有序調用。統籌組織四川水電外送,優化水庫運轉方案,最大極限消納四川豐水期充裕水電。
根據省內用電和來水狀況,在7~9月外送通道根本滿負荷運轉,外送電量進步空間不大的狀況下,充沛運用主汛前5~6月、主汛后10~11月外送通道充裕才能,提早啟動水電外送和延長水電外送時間,最大極限進行水電外送。
2.進一步加強四川電網水電送出通道運轉限額動態辦理。
在確保電網安全的前提下,通過細化運轉方法組織、優化運轉操控措施,盡可能削減對四川攀西、甘康等500kV輸電通道不同斷面的運送容量約束,釋放通道運送才能,以避免不必要的水電棄水。
四川省的電網和電力商場是全國最巨大、最雜亂的,怎么加速構建四川和西南水電在全國規模內配額消納機制,超前規劃和建造四川省內省外兩個“西電東送”輸電網絡,怎么確保四川水電合理充沛地消納、削減豐水期棄水丟失,很大程度上關系到“雙碳”方針的完成。