華中區(qū)域加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)推進能源清潔低碳轉(zhuǎn)型實踐思考

國家能源局華中監(jiān)管局黨組書記、局長 任育之

能源事關(guān)經(jīng)濟社會發(fā)展全局。黨的十八大以來，在“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略指引下，我國能源行業(yè)取得長足發(fā)展，能源保障基礎(chǔ)不斷夯實，為經(jīng)濟社會發(fā)展提供了有力支撐。在新發(fā)展階段，我國能源行業(yè)長期面臨的需求增長快、供給制約多、環(huán)境壓力大等挑戰(zhàn)依然存在。當(dāng)前，我國以推動構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，大力發(fā)展新能源，實現(xiàn)經(jīng)濟社會綠色低碳轉(zhuǎn)型來應(yīng)對能源發(fā)展面臨的安全保障和可持續(xù)性發(fā)展挑戰(zhàn)。

近年來，華中區(qū)域電力企業(yè)把構(gòu)建新型電力系統(tǒng)作為促進區(qū)域新能源發(fā)展、滿足多元化用能需求、保護長江經(jīng)濟帶生態(tài)環(huán)境和保障區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略順利實施的戰(zhàn)略舉措，開展了一系列的實踐探索，加大了自我改革力度，促進了新能源發(fā)電占比的提升，降低了對化石能源的依賴，以能源清潔低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展為保護綠水青山的生態(tài)環(huán)境作出貢獻。同時，在華中新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中，也逐步出現(xiàn)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行風(fēng)險增大、系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足、新能源利用率下降等一系列問題和趨勢，亟需各方面重視和解決。為此，需要系統(tǒng)梳理華中新型電力系統(tǒng)建設(shè)實踐情況，進一步加強頂層設(shè)計，明確區(qū)域新型電力系統(tǒng)建設(shè)的目標和措施，更好地促進區(qū)域新能源高質(zhì)量發(fā)展。

華中區(qū)域新型電力系統(tǒng)發(fā)展情況

國家能源局華中監(jiān)管局監(jiān)管的華中區(qū)域，包括湖北、河南、江西、湖南、四川、重慶和西藏等七省（區(qū)、市），橫貫我國中西部，涵蓋華中和川渝藏兩個異步相連的區(qū)域性電網(wǎng)（以下簡稱“華中電網(wǎng)”）。華中電網(wǎng)是西電東送和南北互供的重要通道，是全國聯(lián)網(wǎng)的中樞和安全基石，也是保障華中區(qū)域能源需求的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。

近年來，華中電網(wǎng)能源轉(zhuǎn)型加快發(fā)展，以風(fēng)電、光伏發(fā)電為代表的新能源裝機規(guī)模快速增長，發(fā)電量占比穩(wěn)步提升。2023年，華中新能源發(fā)電量達到1996億千瓦時，同比增長達28.2%。到2024年底華中電網(wǎng)新能源裝機將達2.1億千瓦，超過火電成為第一大電源。為滿足新能源發(fā)電的需要，華中電網(wǎng)建成一批調(diào)節(jié)型電源，抽水蓄能電站規(guī)模達649萬千瓦，新型儲能電站裝機483萬千瓦，推進了煤電“三改聯(lián)動”，區(qū)域煤電機組靈活性改造容量超過3000萬千瓦，大幅提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。在湖北隨州廣水市，打造了世界首個百兆瓦級的100%新能源新型電力系統(tǒng)科技示范工程，探索和掌握新型電力系統(tǒng)核心技術(shù)并積累實際運行經(jīng)驗。

由于“十四五”規(guī)劃的各項新能源發(fā)展指標均超進度完成，快速逼近現(xiàn)有電力系統(tǒng)消納極限，華中電網(wǎng)新能源利用率明顯下降。2023年華中電網(wǎng)新能源利用率為98.3%，預(yù)計2024年新能源利用率降至95.6%，棄電量約110億千瓦時。為滿足華中電網(wǎng)新能源快速發(fā)展和區(qū)域能源轉(zhuǎn)型需求，加快華中區(qū)域新型電力系統(tǒng)建設(shè)迫在眉睫。

華中區(qū)域新型電力系統(tǒng)發(fā)展面臨的突出問題與挑戰(zhàn)

隨著華中區(qū)域新能源發(fā)電占比不斷提升，華中電網(wǎng)在新能源并網(wǎng)消納、安全穩(wěn)定、市場交易、調(diào)度運行等方面出現(xiàn)一系列問題和矛盾，限制了新能源進一步發(fā)展。

（一）電力供應(yīng)保障形勢依然嚴峻。雖然新能源發(fā)電爆發(fā)式增長，在華中電網(wǎng)中占比越來越大，超越化石能源發(fā)電，但由于新能源的特點，難以穩(wěn)定保障負荷需求，特別是受氣象條件影響大的長時間周期保障能力不足。迎峰度夏度冬等用電高峰期，華中電網(wǎng)電力供應(yīng)存在不同程度的時段性供應(yīng)緊張問題。

（二）新能源利用率正在下降。隨著電力系統(tǒng)存量靈活調(diào)節(jié)資源被大量增長的新能源裝機快速消耗，以及系統(tǒng)新增調(diào)節(jié)能力的增長不足，未來幾年新能源利用率可能逐年下降，局部地區(qū)、局部時段棄風(fēng)棄光問題將更加突出。調(diào)節(jié)性電源的發(fā)展面臨抽水蓄能建設(shè)周期長、新型儲能成本高、以周和月為周期的調(diào)節(jié)性資源不足等諸多因素約束，發(fā)展速度和規(guī)模難以滿足實際需要。華中電力系統(tǒng)抽水蓄能和電化學(xué)儲能等調(diào)節(jié)性電源裝機容量占比僅約3%，難以支撐新能源的快速發(fā)展。

（三）電網(wǎng)安全穩(wěn)定問題變得日益突出。華中電網(wǎng)新能源發(fā)電裝機的大幅增長以及跨區(qū)直流輸電規(guī)模的持續(xù)擴大，電網(wǎng)交直流耦合特性更趨復(fù)雜，系統(tǒng)“雙高”特征更加顯著，電壓頻率穩(wěn)定問題更加突出。電力系統(tǒng)可控對象從以源為主向源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)擴展，控制規(guī)模呈指數(shù)級增長，傳統(tǒng)調(diào)控技術(shù)手段難以做到全面可觀、可測、可控，對電網(wǎng)特性認知、運行控制、故障防御三大體系提出更大挑戰(zhàn)。跨省跨區(qū)輸電高度依賴穩(wěn)控系統(tǒng)，在安全上存在隱憂。500千伏網(wǎng)架承擔(dān)更多特高壓故障能量的沖擊和潮流轉(zhuǎn)移任務(wù)，出現(xiàn)承載能力的不足和運行靈活性的下降，系統(tǒng)穩(wěn)定和短路電流超標問題交織，電網(wǎng)安全運行難度增大。

（四）適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的市場機制尚未健全。當(dāng)前，電力市場化改革和新型電力系統(tǒng)建設(shè)兩大任務(wù)正在同時探索推進，電力市場應(yīng)發(fā)揮對新能源、儲能、虛擬電廠等資源的優(yōu)化配置作用，但由于市場機制還不完善，促進新型電力系統(tǒng)建設(shè)的作用未充分發(fā)揮。一是新能源大規(guī)模參與市場機制不完善，新能源發(fā)電還以保障性收購為主，市場在促進新能源消納和引導(dǎo)新能源建設(shè)發(fā)展上的作用發(fā)揮不足。二是跨省區(qū)交易協(xié)同機制不暢，輸電權(quán)交易機制尚未建立，跨區(qū)輸電價格機制不靈活，“點對點”跨省區(qū)交易難以落地，地方政府行政干預(yù)跨省區(qū)電力市場問題依然存在。三是新型儲能參與市場機制仍在探索，配建儲能缺乏參與市場機制，新型儲能充放電價格倒掛、“建而不用”、調(diào)運方式不合理問題突出，缺乏合理成本疏導(dǎo)機制。四是用戶側(cè)靈活調(diào)節(jié)資源參與市場化機制仍需健全，輔助服務(wù)品種單一、參與主體少，亟需完善用戶側(cè)參與輔助服務(wù)分擔(dān)共享機制，推動用戶側(cè)主動參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)，引導(dǎo)源網(wǎng)荷儲各方面協(xié)同發(fā)展。

華中區(qū)域新型電力系統(tǒng)建設(shè)路徑思考

華中區(qū)域新型電力系統(tǒng)建設(shè)實踐過程中面臨的問題和矛盾，其原因是多方面的，既有新能源自身資源特性的原因，也有相關(guān)理論技術(shù)儲備不夠、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入不足、行業(yè)管理機制創(chuàng)新滯后、電力市場機制不完善等方面因素。一些是全國普遍存在的共性問題，也有華中區(qū)域特有的問題。解決這些問題和矛盾，要堅持系統(tǒng)思維，正確處理新能源與傳統(tǒng)能源、全局與局部、政府與市場、能源開發(fā)與節(jié)約利用等關(guān)系。堅持以供給側(cè)改革為主線、以能源消費變革為基礎(chǔ)、以電網(wǎng)建設(shè)為支撐、以安全穩(wěn)定為底線、以技術(shù)創(chuàng)新為根本、以體制機制改革為保障，實現(xiàn)安全和發(fā)展的科學(xué)統(tǒng)籌。

（一）堅持以先立后破推動轉(zhuǎn)型為方向。在推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的同時，要充分注意電網(wǎng)保障能源供應(yīng)的責(zé)任，要準確把握新能源和傳統(tǒng)能源、全局和局部的關(guān)系，堅持先立后破，統(tǒng)籌區(qū)域內(nèi)外能源資源高效利用，逐步推動電力供給結(jié)構(gòu)以化石能源發(fā)電為主體向新能源提供可靠電力支撐轉(zhuǎn)變。一是大力促進化石能源發(fā)電轉(zhuǎn)型發(fā)展。推動化石能源發(fā)電逐步向基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源并重轉(zhuǎn)型。河南、江西、重慶、湖北等煤電占比大的省份要積極推進煤電機組節(jié)能降碳改造、供熱改造和靈活性改造。二是加強新能源項目規(guī)劃建設(shè)管理。創(chuàng)新開展全過程監(jiān)管，加強規(guī)劃落實情況監(jiān)督，推動國家大型風(fēng)電光伏基地和配套電網(wǎng)項目落實，保障“千鄉(xiāng)萬村馭風(fēng)行動”等促進新能源發(fā)展舉措順利落地。三是創(chuàng)新模式鼓勵各類儲能發(fā)展。根據(jù)新能源增長規(guī)模和利用率要求明確調(diào)節(jié)能力提升目標，明確各類儲能發(fā)展規(guī)模。推動抽水蓄能電站科學(xué)布局和有序發(fā)展，積極探索常規(guī)水電改抽水蓄能和混合式抽水蓄能電站技術(shù)應(yīng)用，充分發(fā)揮湖北、江西小水電資源多的優(yōu)勢。結(jié)合應(yīng)用場景構(gòu)建儲能多元融合發(fā)展模式，穩(wěn)妥推進風(fēng)光儲等構(gòu)網(wǎng)型新型技術(shù)在西藏等網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱、常規(guī)能源支撐不足的偏遠地區(qū)應(yīng)用。

（二）堅持以堅強智能電網(wǎng)建設(shè)為支撐。華中區(qū)域電網(wǎng)要建成多種電網(wǎng)形態(tài)融合發(fā)展的新型電網(wǎng)，堅持交直協(xié)同、分層分區(qū)、靈活智能、因地制宜，既要滿足大規(guī)模跨省跨區(qū)清潔能源優(yōu)化配置需要，也要滿足海量分布式新能源接入需求。一是加強規(guī)劃引導(dǎo)。要深入做好華中區(qū)域能源規(guī)劃和電網(wǎng)規(guī)劃的協(xié)調(diào)，科學(xué)統(tǒng)籌區(qū)域間和區(qū)域內(nèi)能源資源優(yōu)化利用。優(yōu)化華中區(qū)域電網(wǎng)同周邊區(qū)域電網(wǎng)的聯(lián)系，促進區(qū)域能源資源時空互濟。充分發(fā)揮華中區(qū)域內(nèi)特高壓網(wǎng)架大通道作用，推動區(qū)外清潔電力在區(qū)內(nèi)靈活分配，更好地促進清潔能源消納。科學(xué)統(tǒng)籌電源和電網(wǎng)建設(shè)，明確區(qū)域內(nèi)化石能源、新能源和調(diào)節(jié)性電源的發(fā)展時序、規(guī)模和布局，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)適應(yīng)新能源接入需要。二是加快新型電網(wǎng)建設(shè)。加強區(qū)域內(nèi)交直流混聯(lián)的特高壓主網(wǎng)架，加快特高壓柔性直流輸電技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，滿足能源資源跨省跨區(qū)輸送和平衡需要；配電網(wǎng)建設(shè)改造要因地制宜，在有條件的地區(qū)，積極推進電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施智能化改造和智能微電網(wǎng)建設(shè)試點，從傳統(tǒng)的“無源”單向輻射網(wǎng)絡(luò)向“有源”雙向交互系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，滿足大規(guī)模分布式新能源、電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施、新型儲能、虛擬電廠等新主體、新業(yè)態(tài)接入需求。要將農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)成新能源消納利用的平臺，促進農(nóng)村地區(qū)率先實現(xiàn)碳達峰和碳中和。三是優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)控方式。研究提升電力智能調(diào)度水平，逐步建立基于大數(shù)據(jù)、云計算、5G、數(shù)字孿生、人工智能等新興技術(shù)的智慧化調(diào)控運行體系，滿足分布式發(fā)電、儲能、多元化負荷發(fā)展需求。探索加強電網(wǎng)調(diào)度成效和指標考核，推動完善電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)管政策和指標體系，切實將“三公”調(diào)度要求落到實處。

（三）堅持以確保安全生產(chǎn)為底線。要堅持統(tǒng)籌高質(zhì)量發(fā)展和高水平安全，不能以犧牲安全為代價求發(fā)展。一是要處理好化石能源和新能源之間的關(guān)系。要切實將安全要求體現(xiàn)在規(guī)劃過程中，統(tǒng)籌各類電源規(guī)模和布局，堅持先立后破，把握好新能源替代傳統(tǒng)發(fā)電的節(jié)奏，可靠發(fā)電能力要滿足電力電量平衡需要并留有合理裕度，為系統(tǒng)提供足夠的調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓和阻尼支撐。二是嚴格開展各類電源及儲能設(shè)施涉網(wǎng)性能管理，對不符合要求的新能源企業(yè)要限期整改。加強大型電源和主網(wǎng)設(shè)備的可靠性管理及二次系統(tǒng)運維保障。推進新型并網(wǎng)主體電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護能力建設(shè)，強化供應(yīng)鏈安全管理，深化安全防護評估。三是建立健全應(yīng)對極端天氣、自然災(zāi)害、突發(fā)事件的電力預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)機制，不斷完善區(qū)域跨省電力應(yīng)急演練機制，加強災(zāi)害預(yù)警預(yù)判和各方協(xié)調(diào)聯(lián)動。強化網(wǎng)絡(luò)安全防護建設(shè)。

（四）堅持以推進技術(shù)創(chuàng)新為根本。科技是第一生產(chǎn)力，創(chuàng)新是第一動力，要大力培育能源新質(zhì)生產(chǎn)力，推動傳統(tǒng)能源綠色升級和智慧賦能，加強關(guān)鍵新技術(shù)研發(fā)攻關(guān)和示范應(yīng)用。一是加強關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。聚焦智能電網(wǎng)、新型高效儲能、高效光伏發(fā)電、低風(fēng)速風(fēng)電、CCUS、煤電清潔高效利用等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和工程示范，解決新型電力系統(tǒng)在長時儲能、運行仿真、控制機理、智能調(diào)度、繼電保護、網(wǎng)絡(luò)安全等方面難題。二是提升電力系統(tǒng)數(shù)智化水平。適應(yīng)新型電力系統(tǒng)海量異構(gòu)資源的廣泛接入、密集交互和統(tǒng)籌調(diào)度需要，推動電力領(lǐng)域設(shè)備設(shè)施的數(shù)字化改造和智能化升級，推動“云大物移智鏈邊”等先進數(shù)字信息技術(shù)在電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用，提高設(shè)備設(shè)施可觀、可測、可調(diào)、可控水平。三是大力促進新產(chǎn)業(yè)發(fā)展。加快建設(shè)高質(zhì)量充電基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，形成城市面狀、公路線狀、鄉(xiāng)村點狀的充電基礎(chǔ)設(shè)施布局，為新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展提供有力支撐。

（五）堅持以體制機制建設(shè)為保障。新型電力系統(tǒng)建設(shè)離不開有效市場和有為政府的支持。一是進一步發(fā)揮市場支撐作用。建設(shè)華中區(qū)域市場，融入全國統(tǒng)一電力市場體系。加強市場頂層設(shè)計，既要保護傳統(tǒng)火電機組投資積極性，又要鼓勵新能源及新模式積極參與市場，完善新能源、分布式電源、虛擬電廠、用戶側(cè)儲能等參與電力市場機制，推動火電機組充分參與跨省調(diào)峰互濟，引導(dǎo)更多負荷側(cè)調(diào)節(jié)資源參與輔助服務(wù)市場，建設(shè)與新能源特性相適應(yīng)的電力市場機制。完善煤電容量電價制度，合理疏導(dǎo)煤電調(diào)峰、調(diào)頻、轉(zhuǎn)動慣量等輔助服務(wù)成本，更好發(fā)揮煤電在新型電力系統(tǒng)中的支撐保障作用。加強電力上下游成本疏導(dǎo)，建立各主體合理分攤系統(tǒng)成本的市場機制，實現(xiàn)多層次各類市場高效協(xié)同運作。二是更好發(fā)揮政府引導(dǎo)作用。地方政府要牽頭做好新型電力系統(tǒng)建設(shè)各項工作，科學(xué)規(guī)劃發(fā)展目標，明確指標任務(wù)和推動重點項目建設(shè)。引導(dǎo)節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)生活方式，加快綠電替代，大力推廣新能源汽車、節(jié)能電鍋爐、大電機驅(qū)動等用電設(shè)備和工具的使用。實施節(jié)約用能戰(zhàn)略，深入挖掘工業(yè)、交通、建筑等重點領(lǐng)域節(jié)能潛力，鼓勵先進節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，控制不合理用能需求，把節(jié)約用電落實到經(jīng)濟社會發(fā)展全過程各領(lǐng)域。鼓勵綠電消費，推動電力市場與碳排放權(quán)交易、用能權(quán)交易、綠證交易等市場融合發(fā)展，持續(xù)擴大綠電和綠證交易規(guī)模，以市場化方式發(fā)現(xiàn)綠色電力的環(huán)境價值。三是有力發(fā)揮監(jiān)管保障作用。要加快打造適應(yīng)新型能源體系和新型電力系統(tǒng)發(fā)展需要的能源監(jiān)管體系，實現(xiàn)能源監(jiān)管能力現(xiàn)代化。能源監(jiān)管機構(gòu)要在加強國家能源政策和規(guī)劃執(zhí)行情況監(jiān)管、推動全國統(tǒng)一電力市場體系建設(shè)、加強市場和壟斷環(huán)節(jié)監(jiān)管及維護電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行等方面更好地發(fā)揮作用。積極應(yīng)用人工智能、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代科技手段，探索“全過程監(jiān)管、穿透式監(jiān)管、數(shù)字化監(jiān)管、跨部門協(xié)同監(jiān)管”等新監(jiān)管方式。