華中區(qū)域加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)推進(jìn)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型實(shí)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(jì)社會(huì)發(fā)展全局。黨的十八大以來，在“四個(gè)革命、一個(gè)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(shí)，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(dòng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，大力發(fā)展新能源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色低碳轉(zhuǎn)型來應(yīng)對(duì)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(jìn)區(qū)域新能源發(fā)展、滿足多元化用能需求、保護(hù)長江經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)環(huán)境和保障區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略順利實(shí)施的戰(zhàn)略舉措，開展了一系列的實(shí)踐探索，加大了自我改革力度，促進(jìn)了新能源發(fā)電占比的提升，降低了對(duì)化石能源的依賴，以能源清潔低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展為保護(hù)綠水青山的生態(tài)環(huán)境作出貢獻(xiàn)。同時(shí)，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(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)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(shí)踐情況，進(jìn)一步加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，明確區(qū)域新型電力系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)和措施，更好地促進(jìn)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?。▍^(qū)、市），橫貫我國中西部，涵蓋華中和川渝藏兩個(gè)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(jī)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(dá)到1996億千瓦時(shí)，同比增長達(dá)28.2%。到2024年底華中電網(wǎng)新能源裝機(jī)將達(dá)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(dá)649萬千瓦，新型儲(chǔ)能電站裝機(jī)483萬千瓦，推進(jìn)了煤電“三改聯(lián)動(dòng)”，區(qū)域煤電機(jī)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(gè)百兆瓦級(jí)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(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

由于“十四五”規(guī)劃的各項(xiàng)新能源發(fā)展指標(biāo)均超進(jìn)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(jì)2024年新能源利用率降至95.6%，棄電量約110億千瓦時(shí)。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(yùn)行等方面出現(xiàn)一系列問題和矛盾，限制了新能源進(jìn)一步發(fā)展。

（一）電力供應(yīng)保障形勢依然嚴(yán)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(diǎn)，難以穩(wěn)定保障負(fù)荷需求，特別是受氣象條件影響大的長時(shí)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(shí)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(jī)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(shí)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(chǔ)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(shí)際需要。華中電力系統(tǒng)抽水蓄能和電化學(xué)儲(chǔ)能等調(diào)節(jié)性電源裝機(jī)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(jī)的大幅增長以及跨區(qū)直流輸電規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)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(duì)象從以源為主向源網(wǎng)荷儲(chǔ)各環(huán)節(jié)擴(kuò)展，控制規(guī)模呈指數(shù)級(jí)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(duì)電網(wǎng)特性認(rèn)知、運(yùn)行控制、故障防御三大體系提出更大挑戰(zhàn)?？缡】鐓^(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(yùn)行靈活性的下降，系統(tǒng)穩(wěn)定和短路電流超標(biāo)問題交織，電網(wǎng)安全運(yùn)行難度增大。

（四）適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的市場機(jī)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(shí)探索推進(jìn)，電力市場應(yīng)發(fā)揮對(duì)新能源、儲(chǔ)能、虛擬電廠等資源的優(yōu)化配置作用，但由于市場機(jī)制還不完善，促進(jìn)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(jī)制不完善，新能源發(fā)電還以保障性收購為主，市場在促進(jìn)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(jī)制不暢，輸電權(quán)交易機(jī)制尚未建立，跨區(qū)輸電價(jià)格機(jī)制不靈活，“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”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(chǔ)能參與市場機(jī)制仍在探索，配建儲(chǔ)能缺乏參與市場機(jī)制，新型儲(chǔ)能充放電價(jià)格倒掛、“建而不用”、調(diào)運(yùn)方式不合理問題突出，缺乏合理成本疏導(dǎo)機(jī)制。四是用戶側(cè)靈活調(diào)節(jié)資源參與市場化機(jī)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(jī)制，推動(dòng)用戶側(cè)主動(dòng)參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)，引導(dǎo)源網(wǎng)荷儲(chǔ)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(shí)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(chǔ)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(jī)制創(chuàng)新滯后、電力市場機(jī)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(jiān)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(jiān)持以供給側(cè)改革為主線、以能源消費(fèi)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(jī)制改革為保障，實(shí)現(xiàn)安全和發(fā)展的科學(xué)統(tǒng)籌。

（一）堅(jiān)持以先立后破推動(dòng)轉(zhuǎn)型為方向。在推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的同時(shí)，要充分注意電網(wǎng)保障能源供應(yīng)的責(zé)任，要準(zhǔn)確把握新能源和傳統(tǒng)能源、全局和局部的關(guān)系，堅(jiān)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(dòng)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(jìn)化石能源發(fā)電轉(zhuǎn)型發(fā)展。推動(dòng)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(jìn)煤電機(jī)組節(jié)能降碳改造、供熱改造和靈活性改造。二是加強(qiáng)新能源項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)管理。創(chuàng)新開展全過程監(jiān)管，加強(qiáng)規(guī)劃落實(shí)情況監(jiān)督，推動(dòng)國家大型風(fēng)電光伏基地和配套電網(wǎng)項(xiàng)目落實(shí)，保障“千鄉(xiāng)萬村馭風(fēng)行動(dòng)”等促進(jìn)新能源發(fā)展舉措順利落地。三是創(chuàng)新模式鼓勵(lì)各類儲(chǔ)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(biāo)，明確各類儲(chǔ)能發(fā)展規(guī)模。推動(dòng)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(chǔ)能多元融合發(fā)展模式，穩(wěn)妥推進(jìn)風(fēng)光儲(chǔ)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(yuǎn)地區(qū)應(yīng)用。

（二）堅(jiān)持以堅(jiān)強(qiáng)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(jiān)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(qiáng)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(jìn)區(qū)域能源資源時(shí)空互濟(jì)。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(dòng)區(qū)外清潔電力在區(qū)內(nèi)靈活分配，更好地促進(jìn)清潔能源消納?？茖W(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(shí)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(qiáng)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(jìn)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(diǎn)，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(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施、新型儲(chǔ)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(tái)，促進(jìn)農(nóng)村地區(qū)率先實(shí)現(xiàn)碳達(dá)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(jì)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(yùn)行體系，滿足分布式發(fā)電、儲(chǔ)能、多元化負(fù)荷發(fā)展需求。探索加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)度成效和指標(biāo)考核，推動(dòng)完善電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)管政策和指標(biāo)體系，切實(shí)將“三公”調(diào)度要求落到實(shí)處。

（三）堅(jiān)持以確保安全生產(chǎn)為底線。要堅(jiān)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(jià)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(shí)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(jiān)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(yán)格開展各類電源及儲(chǔ)能設(shè)施涉網(wǎng)性能管理，對(duì)不符合要求的新能源企業(yè)要限期整改。加強(qiáng)大型電源和主網(wǎng)設(shè)備的可靠性管理及二次系統(tǒng)運(yùn)維保障。推進(jìn)新型并網(wǎng)主體電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)能力建設(shè)，強(qiáng)化供應(yīng)鏈安全管理，深化安全防護(hù)評(píng)估。三是建立健全應(yīng)對(duì)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(jī)制，不斷完善區(qū)域跨省電力應(yīng)急演練機(jī)制，加強(qiáng)災(zāi)害預(yù)警預(yù)判和各方協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)。強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)建設(shè)。

（四）堅(jiān)持以推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新為根本?？萍际堑谝簧a(chǎn)力，創(chuàng)新是第一動(dòng)力，要大力培育能源新質(zhì)生產(chǎn)力，推動(dòng)傳統(tǒng)能源綠色升級(jí)和智慧賦能，加強(qiáng)關(guān)鍵新技術(shù)研發(fā)攻關(guān)和示范應(yīng)用。一是加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。聚焦智能電網(wǎng)、新型高效儲(chǔ)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(shí)儲(chǔ)能、運(yùn)行仿真、控制機(jī)理、智能調(diào)度、繼電保護(hù)、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(dòng)電力領(lǐng)域設(shè)備設(shè)施的數(shù)字化改造和智能化升級(jí)，推動(dòng)“云大物移智鏈邊”等先進(jìn)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(jìn)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(diǎn)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(jiān)持以體制機(jī)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(jìn)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(qiáng)市場頂層設(shè)計(jì)，既要保護(hù)傳統(tǒng)火電機(jī)組投資積極性，又要鼓勵(lì)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(chǔ)能等參與電力市場機(jī)制，推動(dòng)火電機(jī)組充分參與跨省調(diào)峰互濟(jì)，引導(dǎo)更多負(fù)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(jī)制。完善煤電容量電價(jià)制度，合理疏導(dǎo)煤電調(diào)峰、調(diào)頻、轉(zhuǎn)動(dòng)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(qiáng)電力上下游成本疏導(dǎo)，建立各主體合理分?jǐn)傁到y(tǒng)成本的市場機(jī)制，實(shí)現(xiàn)多層次各類市場高效協(xié)同運(yùn)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(xiàng)工作，科學(xué)規(guī)劃發(fā)展目標(biāo)，明確指標(biāo)任務(wù)和推動(dòng)重點(diǎn)項(xiàng)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(jī)驅(qū)動(dòng)等用電設(shè)備和工具的使用。實(shí)施節(jié)約用能戰(zhàn)略，深入挖掘工業(yè)、交通、建筑等重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能潛力，鼓勵(lì)先進(jìn)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(shí)到經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全過程各領(lǐng)域。鼓勵(lì)綠電消費(fèi)，推動(dòng)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(kuò)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(jià)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(shí)現(xiàn)能源監(jiān)管能力現(xiàn)代化。能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)要在加強(qiáng)國家能源政策和規(guī)劃執(zhí)行情況監(jiān)管、推動(dòng)全國統(tǒng)一電力市場體系建設(shè)、加強(qiáng)市場和壟斷環(huán)節(jié)監(jiān)管及維護(hù)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)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。