充分挖掘系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。根據(jù)不同地區(qū)調(diào)節(jié)能力需求,有序推進火電靈活性改造;推動大規(guī)模儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,加快抽水蓄能及儲能電站建設,多種手段促進和引導儲能產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新,降低大規(guī)模儲能應用成本。
隨著夏季用電高峰期的來臨,用電尖峰負荷問題再次成為人們關(guān)注的焦點。我國電力系統(tǒng)削峰潛力較大,且效益可觀。建議統(tǒng)籌協(xié)調(diào)源荷資源,從電源側(cè)與負荷側(cè)同時發(fā)力,配套合適的市場政策機制,增強電力系統(tǒng)平衡能力,多措并舉控制尖峰負荷,推動電力工業(yè)效率變革。
隨著我國經(jīng)濟社會從高速增長向高質(zhì)量增長轉(zhuǎn)型,用電結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化調(diào)整,三產(chǎn)及居民生活用電比重不斷上升,負荷尖峰化特征愈發(fā)明顯。傳統(tǒng)電力規(guī)劃以最大負荷確定電源電網(wǎng)建設規(guī)模,存在發(fā)電和輸變電設備利用小時偏低、投資低效、產(chǎn)能浪費、推高全社會用電成本等問題,已不能完全適應新時代電力高質(zhì)量發(fā)展的要求。國內(nèi)外研究及實踐經(jīng)驗表明,通過采取一系列源、荷資源協(xié)調(diào)控制措施,可以有效改善負荷特性,削減尖峰負荷規(guī)模,延緩電源電網(wǎng)投資,以較小代價滿足用電需求,此外還能帶來節(jié)能減排等其他額外社會效益。因此,科學合理控制尖峰負荷規(guī)模是未來電力高質(zhì)量發(fā)展的重點方向。
電力尖峰負荷波動明顯
總體來講,尖峰負荷具有以下幾大特征:一是規(guī)模持續(xù)增加。2016-2019年南方五省(區(qū))尖峰負荷規(guī)模隨著用電需求增長而快速增長,3%尖峰負荷規(guī)模由497萬千瓦上升至615萬千瓦,5%尖峰負荷規(guī)模由828萬千瓦上升至1025萬千瓦。
二是累計持續(xù)時間短。受各產(chǎn)業(yè)用電特性以及高溫、嚴寒等天氣影響,用電負荷特性存在明顯的波動性,易出現(xiàn)短時間的負荷尖峰。除個別特殊年份外(如2018年夏天因天氣涼爽而尖峰負荷持續(xù)時間較長),南方五?。▍^(qū))3%尖峰負荷持續(xù)時間一般不超過30小時,5%尖峰負荷持續(xù)時間一般不超過100小時。
三是電量少。受尖峰負荷持續(xù)時間較短影響,尖峰負荷對應的用電量一般較少,占總電量的比重較低。如,2016-2019年南方電網(wǎng)3%尖峰負荷電量占比大多不超萬分之七,5%尖峰負荷電量占比一般不超過千分之四。
四是單次持續(xù)時間短、出現(xiàn)頻次低。2016-2019年,南方五省(區(qū))5%尖峰負荷單次持續(xù)時間最長為3-6小時,全年出現(xiàn)頻次10-40次;3%尖峰負荷單次持續(xù)時間最長為2-6小時,全年出現(xiàn)頻次6-25次。
五是分布時段與年負荷特性基本一致。南方五?。▍^(qū))地理位置和氣候各異,尖峰負荷分布時段各有特點。其中,廣東、海南夏季降溫負荷占比較高,尖峰負荷出現(xiàn)時間多分布在6-8月份;廣西夏季降溫負荷和冬季采暖負荷占比均較高,年負荷曲線呈現(xiàn)出夏冬雙高峰特性,且冬季略高,3%尖峰負荷多出現(xiàn)在冬季;云南、貴州以冬季采暖負荷為主,尖峰負荷多分布于11-12月份。
三大因素影響尖峰負荷
首先,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是尖峰負荷的長期影響因素。不同產(chǎn)業(yè)用電負荷特性差異較大,工業(yè)用電負荷相對穩(wěn)定,而商業(yè)用電、居民用電波動較大,更易受生產(chǎn)生活、氣溫氣候等因素影響。相比于第二產(chǎn)業(yè),第三產(chǎn)業(yè)負荷更容易出現(xiàn)尖峰時段。因此,尖峰負荷與產(chǎn)業(yè)用電結(jié)構(gòu)關(guān)系密切。近十年來,隨著二產(chǎn)用電占比下降、第三產(chǎn)業(yè)和居民用電占比逐漸提升,南方五?。▍^(qū))負荷特性相應改變,日負荷率和日最小負荷率均有所下降。除個別年份受氣溫影響出現(xiàn)較大波動外,南方五?。▍^(qū))尖峰負荷持續(xù)時間,因用電結(jié)構(gòu)調(diào)整呈下降趨勢。
其次,氣溫變化是尖峰負荷的短期影響因素。降溫負荷和采暖負荷均為季節(jié)性負荷,降溫負荷通常出現(xiàn)在夏季,而采暖負荷則出現(xiàn)在冬季。隨著人民生活水平的提高,用電消費習慣改變,降溫及采暖季負荷不斷增長,而氣溫高低又與尖峰負荷密切相關(guān),尖峰負荷也相應呈現(xiàn)出持續(xù)時間短、氣溫敏感的特點。南方五省區(qū)氣候相差較大,廣東、海南夏季天氣炎熱,全年尖峰負荷以降溫負荷為主。部分省份尖峰負荷以采暖負荷為主,典型代表如貴州、云南。
再次,電價政策以峰谷電價差來抑制高峰負荷增長,提高負荷率。如2015年江蘇實施季節(jié)性“尖峰電價”,在夏季7月、8月兩個月的上午10:00—11:00和下午14:00—15:00,對大工業(yè)用戶在峰谷電價基礎上,每度電再加價0.1元。實施尖峰電價政策后,江蘇尖峰負荷累計持續(xù)時間明顯提升,負荷尖峰在一定程度上被“削減”和“拉平”,年最大負荷由5860千瓦減少為5720萬千瓦,5%尖峰負荷最大負荷的尖峰持續(xù)時間由20小時增加至57小時。需要說明的是,電價政策的影響相對復雜,且受經(jīng)濟發(fā)展水平、全社會物價指數(shù)、各類用戶對電價的承受能力等影響,同樣的電價政策在不同地區(qū)影響不盡相同。
綜合來看,我國電力削峰潛力較大。未來隨著我國第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電比例的提升,電力系統(tǒng)峰谷差將逐漸加大,尖峰負荷持續(xù)時間短、頻次低、電量少的特征將更加明顯,削峰潛力較大。以南方五?。▍^(qū))為例,預計2025年3%尖峰負荷規(guī)模將達到880萬千瓦,持續(xù)時間在30小時以下;2035年3%尖峰負荷規(guī)模將達到1100萬千瓦,持續(xù)時間在20小時以下。除云南受大力發(fā)展綠色高載能產(chǎn)業(yè)影響,尖峰負荷累計持續(xù)時間呈小幅上升趨勢以外,廣東、廣西、貴州、海南四省(區(qū))尖峰負荷累計持續(xù)時間預計將呈下降趨勢。
同時,削峰效益可觀。在安全效益方面,能夠有效抑制尖峰負荷對電網(wǎng)的沖擊,防止出現(xiàn)過載停電風險,提高電網(wǎng)運行安全可靠性;經(jīng)濟效益方面,除提高設備利用效率、降低系統(tǒng)運行成本等直接效益外,還能夠延緩電源電網(wǎng)建設投資,以2025年廣東電網(wǎng)為例,若減少3%尖峰負荷,可延緩電源及配套電網(wǎng)投資約170億元;節(jié)能環(huán)保效益方面,控制尖峰負荷可降低煤電機組調(diào)峰深度,提高發(fā)電效率,從而減少煤炭消耗、溫室氣體及污染物排放量;此外,對于新能源消納困難地區(qū),控制尖峰負荷還能因改善系統(tǒng)調(diào)峰特性而降低棄風、棄光電量,促進新能源消納利用。
統(tǒng)籌協(xié)調(diào)控制尖峰負荷
為有效控制尖峰負荷,應統(tǒng)籌協(xié)調(diào)源、荷資源,從電源側(cè)與負荷側(cè)同時發(fā)力,配套合適的市場政策機制,增強電力系統(tǒng)平衡能力,有序減少電源電網(wǎng)投資。
一是科學統(tǒng)籌電源建設和需求側(cè)管理。適度超前安排電源建設,積極實施電力需求側(cè)管理,既避免電源發(fā)展過度超前造成投資浪費,又避免過于依賴需求側(cè)管理而導致電源發(fā)展滯后,影響電力供給。
二是充分挖掘系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。根據(jù)不同地區(qū)調(diào)節(jié)能力需求,有序推進火電靈活性改造;推動大規(guī)模儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,加快抽水蓄能及儲能電站建設,多種手段促進和引導儲能產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新,降低大規(guī)模儲能應用成本;布局建設一批調(diào)峰燃氣電站,切實發(fā)揮調(diào)峰氣電的調(diào)峰能力,避免熱電聯(lián)產(chǎn)電站無序發(fā)展。
三是加強需求側(cè)管理。目前針對負荷特性的分析都是基于統(tǒng)調(diào)負荷,缺乏全社會最大負荷實時監(jiān)測統(tǒng)計手段,應盡快實現(xiàn)全社會最大負荷實時監(jiān)測統(tǒng)計,為精準判斷合理的尖峰負荷控制規(guī)模提供依據(jù)。推廣應用精準切負荷控制,推動電動汽車參與調(diào)峰,提高需求側(cè)響應能力,盡快實現(xiàn)電力需求側(cè)機動調(diào)峰能力達到最大負荷3%以上,負荷控制能力達到最大用電負荷的10%以上。
四是健全完善市場政策機制。逐步擴大峰谷分時電價執(zhí)行范圍,力爭覆蓋大工業(yè)、一般工商業(yè)、居民用戶,個別地區(qū)可逐步開展尖峰電價、實時電價試點;擴大電力需求側(cè)響應試點范圍,建立需求側(cè)響應長效激勵機制,進一步調(diào)動電力用戶參與積極性,按照“工業(yè)用戶-大型商業(yè)用戶-居民用戶”的推廣順序,加快制定電力需求側(cè)響應實施辦法,逐步將響應措施從臨時性、緊急性的舉措轉(zhuǎn)變?yōu)槌B(tài)化、市場化的手段;探索建立發(fā)電企業(yè)和用戶參與的輔助服務分擔共享機制,進一步完善電力輔助服務補償機制。
五是繼續(xù)宣傳引導節(jié)約用電。繼續(xù)引導用戶積極主動調(diào)整生產(chǎn)運行方式;大力發(fā)展智能家電、節(jié)能家電等低耗能產(chǎn)品、節(jié)能設備,鼓勵推進用戶能源合同管理;加快淘汰高耗能的落后產(chǎn)品、設備和工藝,嚴格限制高耗能產(chǎn)業(yè)的盲目發(fā)展;提升電力用戶節(jié)能意識。
(邵沖 黃豫 聶金峰 劉平
作者均供職于南方電網(wǎng)能源發(fā)展研究院)
隨著夏季用電高峰期的來臨,用電尖峰負荷問題再次成為人們關(guān)注的焦點。我國電力系統(tǒng)削峰潛力較大,且效益可觀。建議統(tǒng)籌協(xié)調(diào)源荷資源,從電源側(cè)與負荷側(cè)同時發(fā)力,配套合適的市場政策機制,增強電力系統(tǒng)平衡能力,多措并舉控制尖峰負荷,推動電力工業(yè)效率變革。

隨著我國經(jīng)濟社會從高速增長向高質(zhì)量增長轉(zhuǎn)型,用電結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化調(diào)整,三產(chǎn)及居民生活用電比重不斷上升,負荷尖峰化特征愈發(fā)明顯。傳統(tǒng)電力規(guī)劃以最大負荷確定電源電網(wǎng)建設規(guī)模,存在發(fā)電和輸變電設備利用小時偏低、投資低效、產(chǎn)能浪費、推高全社會用電成本等問題,已不能完全適應新時代電力高質(zhì)量發(fā)展的要求。國內(nèi)外研究及實踐經(jīng)驗表明,通過采取一系列源、荷資源協(xié)調(diào)控制措施,可以有效改善負荷特性,削減尖峰負荷規(guī)模,延緩電源電網(wǎng)投資,以較小代價滿足用電需求,此外還能帶來節(jié)能減排等其他額外社會效益。因此,科學合理控制尖峰負荷規(guī)模是未來電力高質(zhì)量發(fā)展的重點方向。
電力尖峰負荷波動明顯
總體來講,尖峰負荷具有以下幾大特征:一是規(guī)模持續(xù)增加。2016-2019年南方五省(區(qū))尖峰負荷規(guī)模隨著用電需求增長而快速增長,3%尖峰負荷規(guī)模由497萬千瓦上升至615萬千瓦,5%尖峰負荷規(guī)模由828萬千瓦上升至1025萬千瓦。
二是累計持續(xù)時間短。受各產(chǎn)業(yè)用電特性以及高溫、嚴寒等天氣影響,用電負荷特性存在明顯的波動性,易出現(xiàn)短時間的負荷尖峰。除個別特殊年份外(如2018年夏天因天氣涼爽而尖峰負荷持續(xù)時間較長),南方五?。▍^(qū))3%尖峰負荷持續(xù)時間一般不超過30小時,5%尖峰負荷持續(xù)時間一般不超過100小時。
三是電量少。受尖峰負荷持續(xù)時間較短影響,尖峰負荷對應的用電量一般較少,占總電量的比重較低。如,2016-2019年南方電網(wǎng)3%尖峰負荷電量占比大多不超萬分之七,5%尖峰負荷電量占比一般不超過千分之四。
四是單次持續(xù)時間短、出現(xiàn)頻次低。2016-2019年,南方五省(區(qū))5%尖峰負荷單次持續(xù)時間最長為3-6小時,全年出現(xiàn)頻次10-40次;3%尖峰負荷單次持續(xù)時間最長為2-6小時,全年出現(xiàn)頻次6-25次。
五是分布時段與年負荷特性基本一致。南方五?。▍^(qū))地理位置和氣候各異,尖峰負荷分布時段各有特點。其中,廣東、海南夏季降溫負荷占比較高,尖峰負荷出現(xiàn)時間多分布在6-8月份;廣西夏季降溫負荷和冬季采暖負荷占比均較高,年負荷曲線呈現(xiàn)出夏冬雙高峰特性,且冬季略高,3%尖峰負荷多出現(xiàn)在冬季;云南、貴州以冬季采暖負荷為主,尖峰負荷多分布于11-12月份。
三大因素影響尖峰負荷
首先,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是尖峰負荷的長期影響因素。不同產(chǎn)業(yè)用電負荷特性差異較大,工業(yè)用電負荷相對穩(wěn)定,而商業(yè)用電、居民用電波動較大,更易受生產(chǎn)生活、氣溫氣候等因素影響。相比于第二產(chǎn)業(yè),第三產(chǎn)業(yè)負荷更容易出現(xiàn)尖峰時段。因此,尖峰負荷與產(chǎn)業(yè)用電結(jié)構(gòu)關(guān)系密切。近十年來,隨著二產(chǎn)用電占比下降、第三產(chǎn)業(yè)和居民用電占比逐漸提升,南方五?。▍^(qū))負荷特性相應改變,日負荷率和日最小負荷率均有所下降。除個別年份受氣溫影響出現(xiàn)較大波動外,南方五?。▍^(qū))尖峰負荷持續(xù)時間,因用電結(jié)構(gòu)調(diào)整呈下降趨勢。
其次,氣溫變化是尖峰負荷的短期影響因素。降溫負荷和采暖負荷均為季節(jié)性負荷,降溫負荷通常出現(xiàn)在夏季,而采暖負荷則出現(xiàn)在冬季。隨著人民生活水平的提高,用電消費習慣改變,降溫及采暖季負荷不斷增長,而氣溫高低又與尖峰負荷密切相關(guān),尖峰負荷也相應呈現(xiàn)出持續(xù)時間短、氣溫敏感的特點。南方五省區(qū)氣候相差較大,廣東、海南夏季天氣炎熱,全年尖峰負荷以降溫負荷為主。部分省份尖峰負荷以采暖負荷為主,典型代表如貴州、云南。
再次,電價政策以峰谷電價差來抑制高峰負荷增長,提高負荷率。如2015年江蘇實施季節(jié)性“尖峰電價”,在夏季7月、8月兩個月的上午10:00—11:00和下午14:00—15:00,對大工業(yè)用戶在峰谷電價基礎上,每度電再加價0.1元。實施尖峰電價政策后,江蘇尖峰負荷累計持續(xù)時間明顯提升,負荷尖峰在一定程度上被“削減”和“拉平”,年最大負荷由5860千瓦減少為5720萬千瓦,5%尖峰負荷最大負荷的尖峰持續(xù)時間由20小時增加至57小時。需要說明的是,電價政策的影響相對復雜,且受經(jīng)濟發(fā)展水平、全社會物價指數(shù)、各類用戶對電價的承受能力等影響,同樣的電價政策在不同地區(qū)影響不盡相同。
綜合來看,我國電力削峰潛力較大。未來隨著我國第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電比例的提升,電力系統(tǒng)峰谷差將逐漸加大,尖峰負荷持續(xù)時間短、頻次低、電量少的特征將更加明顯,削峰潛力較大。以南方五?。▍^(qū))為例,預計2025年3%尖峰負荷規(guī)模將達到880萬千瓦,持續(xù)時間在30小時以下;2035年3%尖峰負荷規(guī)模將達到1100萬千瓦,持續(xù)時間在20小時以下。除云南受大力發(fā)展綠色高載能產(chǎn)業(yè)影響,尖峰負荷累計持續(xù)時間呈小幅上升趨勢以外,廣東、廣西、貴州、海南四省(區(qū))尖峰負荷累計持續(xù)時間預計將呈下降趨勢。
同時,削峰效益可觀。在安全效益方面,能夠有效抑制尖峰負荷對電網(wǎng)的沖擊,防止出現(xiàn)過載停電風險,提高電網(wǎng)運行安全可靠性;經(jīng)濟效益方面,除提高設備利用效率、降低系統(tǒng)運行成本等直接效益外,還能夠延緩電源電網(wǎng)建設投資,以2025年廣東電網(wǎng)為例,若減少3%尖峰負荷,可延緩電源及配套電網(wǎng)投資約170億元;節(jié)能環(huán)保效益方面,控制尖峰負荷可降低煤電機組調(diào)峰深度,提高發(fā)電效率,從而減少煤炭消耗、溫室氣體及污染物排放量;此外,對于新能源消納困難地區(qū),控制尖峰負荷還能因改善系統(tǒng)調(diào)峰特性而降低棄風、棄光電量,促進新能源消納利用。
統(tǒng)籌協(xié)調(diào)控制尖峰負荷
為有效控制尖峰負荷,應統(tǒng)籌協(xié)調(diào)源、荷資源,從電源側(cè)與負荷側(cè)同時發(fā)力,配套合適的市場政策機制,增強電力系統(tǒng)平衡能力,有序減少電源電網(wǎng)投資。
一是科學統(tǒng)籌電源建設和需求側(cè)管理。適度超前安排電源建設,積極實施電力需求側(cè)管理,既避免電源發(fā)展過度超前造成投資浪費,又避免過于依賴需求側(cè)管理而導致電源發(fā)展滯后,影響電力供給。
二是充分挖掘系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。根據(jù)不同地區(qū)調(diào)節(jié)能力需求,有序推進火電靈活性改造;推動大規(guī)模儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,加快抽水蓄能及儲能電站建設,多種手段促進和引導儲能產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新,降低大規(guī)模儲能應用成本;布局建設一批調(diào)峰燃氣電站,切實發(fā)揮調(diào)峰氣電的調(diào)峰能力,避免熱電聯(lián)產(chǎn)電站無序發(fā)展。
三是加強需求側(cè)管理。目前針對負荷特性的分析都是基于統(tǒng)調(diào)負荷,缺乏全社會最大負荷實時監(jiān)測統(tǒng)計手段,應盡快實現(xiàn)全社會最大負荷實時監(jiān)測統(tǒng)計,為精準判斷合理的尖峰負荷控制規(guī)模提供依據(jù)。推廣應用精準切負荷控制,推動電動汽車參與調(diào)峰,提高需求側(cè)響應能力,盡快實現(xiàn)電力需求側(cè)機動調(diào)峰能力達到最大負荷3%以上,負荷控制能力達到最大用電負荷的10%以上。
四是健全完善市場政策機制。逐步擴大峰谷分時電價執(zhí)行范圍,力爭覆蓋大工業(yè)、一般工商業(yè)、居民用戶,個別地區(qū)可逐步開展尖峰電價、實時電價試點;擴大電力需求側(cè)響應試點范圍,建立需求側(cè)響應長效激勵機制,進一步調(diào)動電力用戶參與積極性,按照“工業(yè)用戶-大型商業(yè)用戶-居民用戶”的推廣順序,加快制定電力需求側(cè)響應實施辦法,逐步將響應措施從臨時性、緊急性的舉措轉(zhuǎn)變?yōu)槌B(tài)化、市場化的手段;探索建立發(fā)電企業(yè)和用戶參與的輔助服務分擔共享機制,進一步完善電力輔助服務補償機制。
五是繼續(xù)宣傳引導節(jié)約用電。繼續(xù)引導用戶積極主動調(diào)整生產(chǎn)運行方式;大力發(fā)展智能家電、節(jié)能家電等低耗能產(chǎn)品、節(jié)能設備,鼓勵推進用戶能源合同管理;加快淘汰高耗能的落后產(chǎn)品、設備和工藝,嚴格限制高耗能產(chǎn)業(yè)的盲目發(fā)展;提升電力用戶節(jié)能意識。
(邵沖 黃豫 聶金峰 劉平
作者均供職于南方電網(wǎng)能源發(fā)展研究院)