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電力供需結(jié)構(gòu)性矛盾日益突出
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2023-02-22

電力商品作為一類特殊的商品，具備以光速傳播、難以大規(guī)模儲存的特點，因此電網(wǎng)的供電端和用電端必須時時保持供需平衡，以保證電網(wǎng)的穩(wěn)定和安全。近年來，我國電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，發(fā)電新增裝機總量持續(xù)增長，其中新能源裝機增長遠高于火電裝機的增長速度，且占比呈上升趨勢，使我國電源結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等發(fā)生重大變化，但因峰值出力不足而導致部分地區(qū)、部分時段電力供需矛盾日益突出。

發(fā)電新增裝機結(jié)構(gòu)中，火電在新增裝機中的占比從 2011 年的 66.15%下降至 2021年的 26.25%，2022 年 1-6 月，新增火電裝機容量為 818.00 萬千瓦時，僅占發(fā)電新增裝機總量的 12.76%。

2011-2021 年新增發(fā)電裝機結(jié)構(gòu)變化

資料來源：Wind 資訊

雖然發(fā)電裝機總?cè)萘吭鲩L速度足以覆蓋用電量增長速度，但發(fā)電機組在實際運行中所能提供的可靠發(fā)電出力卻出現(xiàn)不足。由于風光的波動性、隨機性和間歇性，導致以風光能源為主體的新能源可靠出力要遠低于銘牌裝機容量。如果按照火電的可用容量為銘牌容量的 80%、風光可用容量為銘牌容量的 20%這一標準來測算，火電與風光的可用新增裝機容量則呈現(xiàn)出顛覆性變化。

2011-2021 年火電、風光新增可用容量

資料來源：Wind 資訊

因此，從新增可用容量看，由于新能源電力高比例接入電網(wǎng)，但其卻沒有提供相應(yīng)足夠多的可用裝機容量，導致了我國發(fā)電可用容量增長速度滯后于用電負荷的增長。2020 年冬季以來，全國多個省份出現(xiàn)了普遍性電力短缺現(xiàn)象。

從發(fā)用電動態(tài)平衡的角度來看，風電及光伏發(fā)電出力受自然環(huán)境影響較大，且在不同地區(qū)、不同氣候環(huán)境，出力曲線都有不同。風電出力呈現(xiàn)“夜峰晝谷”的特性，其出力高峰往往集中于夜間。在晴天，光伏出力呈現(xiàn)“單峰”的特性，多數(shù)地區(qū)中午 12 時到 14 時之間出力較大，晚 20 時到早 5 時無出力。

新能源電力的高比例接入將導致峰谷差加劇，巨大的峰谷差極大增加了電網(wǎng)平衡的難度，電力系統(tǒng)調(diào)峰壓力進一步增大，電力供需矛盾將會日益突出。以陜西省為例，2021 年 4 月 30 日，陜西新能源發(fā)電瞬時峰值首次突破千萬千瓦大關(guān)（達到 1,000.6 萬千瓦），同比增長 59.2%，瞬時功率首次超過火電發(fā)電功率，占比最高達 53.7%，成為當時網(wǎng)內(nèi)發(fā)電電力最大的電源類型，但同時，新能源一天之內(nèi)最大峰谷差達到 963 萬千瓦，占當天最大負荷的 47%，巨量的峰谷差給電網(wǎng)穩(wěn)定帶來嚴重的隱患。

根據(jù)國網(wǎng)能源研究院預測，2025 年，國網(wǎng)經(jīng)營范圍的高峰將達到 13 億千瓦，最大日峰谷差率預計將增至 35%，最大日峰谷差達到 4.55 億千瓦；其初步測算，如果僅考慮已明確的“十四五”期間投產(chǎn)電源和跨區(qū)輸電通道，2025 年國網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)東中部地區(qū)高峰時段電力供應(yīng)能力將明顯不足，其中，華北、華東、華中等地區(qū)的電力缺口將分別達到 2,400 萬千瓦、3,400 萬千瓦和 2,800 萬千瓦。

綜上，隨著新能源裝機的高速增長，電網(wǎng)安全穩(wěn)定將面臨巨大挑戰(zhàn)，電力系統(tǒng)調(diào)峰壓力進一步增大，峰值出力不足導致部分地區(qū)、部分時段電力供需矛盾日益突出。