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在“雙碳”目標愿景下，構建新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)成為重大方向。

在電力系統(tǒng)持續(xù)而深刻變化的進程中，電力供應保障難度大、電網安全控制難度增加、電力市場建設不完善等問題正成為當下的重要挑戰(zhàn)。

3月24日，《中國經營報》記者在2022年經濟形勢與電力發(fā)展分析預測會上獲悉，針對加快構建新型電力系統(tǒng)問題，中國電力企業(yè)聯合會（以下簡稱“中電聯”）黨委書記、常務副理事長楊昆認為，要穩(wěn)步推進煤電為主體電源向調節(jié)型電源轉變，大力推動電源結構清潔綠色轉型，通過技術創(chuàng)新、電網結構優(yōu)化和數字化水平提升推動新型電力系統(tǒng)建設，加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系，持續(xù)提高全社會電氣化水平。

轉型期電力保供難點

世界政治和經濟環(huán)境復雜不確定，大宗商品價格高位波動，疊加我國“雙碳”目標推進，綠色低碳轉型不斷深化，電力供需承壓。中電聯預測，2022年全國電力需求總體平衡，部分時段部分區(qū)域電力供需偏緊。2025年，全社會用電量將達到9.5萬億千瓦時，面臨“雙高”“雙峰”等挑戰(zhàn)，保障電力可靠供應任務十分艱巨。

那么，電力供應保障難度具體表現在哪兒？

國家電網有限公司（以下簡稱“國家電網”）副總經理陳國平解釋，傳統(tǒng)性電源可以有效地保證供電能力，但是現在增長速度在放緩，有效供電能力并未隨著新能源裝機規(guī)模顯著增長。尤其是，受全球氣候變暖等因素影響，極端天氣時間趨多趨強，用電負荷高企的同時發(fā)電能力顯著下降，供電保障成本極高。“去年天氣最熱時，東北大概三天之內風電發(fā)電能力由1200萬千瓦最低降低到幾萬千瓦，這么大的缺口需要大量的火電補充。”陳國平舉例說。

出現供電缺口時，負荷側有序用電是保障系統(tǒng)正常運轉的手段。不過，在陳國平看來，負荷側手段將對社會電力供應保障帶來一定影響，特別是民生用電。

2021年9月，東北地區(qū)限電引發(fā)社會的高度關注。受缺煤停機、有序用電執(zhí)行不到位以及風電驟減等多重因素影響，電網頻率多次跌破49.8Hz，最低至49.597Hz。為保障電網安全，相關調度機構依法合規(guī)采取事故拉閘限電措施，有效化解了系統(tǒng)崩潰的風險，但也影響了民生用電。

此外，隨著新能源裝機繼續(xù)增長，系統(tǒng)調節(jié)能力不足的問題更加凸顯，新能源小發(fā)期間電力供應不足和大發(fā)期間消納問題并存出現。

國家電網統(tǒng)計，2021年國家電網經營區(qū)新能源日內出力波動最大達1.67億千瓦，國家電網經營區(qū)最大負荷達9.7億千瓦。“一天內新能源有如此大幅度波動，傳統(tǒng)機組一方面必須保證電力供應，另一方面還要大力調節(jié)，有新能源發(fā)電的時候出力壓一下，沒有時還要頂上去。”陳國平說。

面臨困難與挑戰(zhàn)，新型電力系統(tǒng)轉型需要堅持“先立后破”原則，推動煤炭和新能源優(yōu)化組合。

楊昆表示，加快構建新型電力系統(tǒng)，要穩(wěn)步推進煤電由主體電源向調節(jié)型電源轉變，大力推動電源結構清潔綠色轉型。

“ ‘十四五’期間，煤電發(fā)展要堅持嚴控增量、優(yōu)化存量、適度安排煤電新增規(guī)模，服務新能源發(fā)展，盡可能利用清潔能源發(fā)電，減少碳排放。繼續(xù)推進煤電機組靈活性改造，完善電力市場輔助服務補償與交易等政策，引導煤電充分發(fā)揮容量效應和靈活性優(yōu)勢，做好煤電延壽管理。加強對火電企業(yè)金融的支持，推動電煤中長期簽訂及履約監(jiān)管，將合同履約評價納入企業(yè)信用評價體系，對惡意違約中長期合約履約過低的責任方企業(yè)實行聯合懲戒。”楊昆強調。

陳國平也認為，在全面加快新能源發(fā)展的同時，適度發(fā)展支撐性電源，保障轉型期電力供應。一定時間之內，煤電從“增容控量”逐步過渡到“控容減量”，最后到“減容減量”。并且，要開發(fā)水電、核電，確保供電的基本保障。同時，要加快建設靈活調節(jié)能力，促進新能源高效消納，通過發(fā)展抽水蓄能、電化學、氫能等各類新型儲能技術，支持電源側儲能建設和服務用戶側儲能發(fā)展。此外，要研究火電機組轉型的盈利能力或生存能力，對退役火電機組“退而不拆”的提供政策支持等。

電網安全挑戰(zhàn)加劇

除了電力供應承壓外，遠距離大容量輸電故障沖擊大、電力系統(tǒng)安全基礎持續(xù)削弱、電網調頻調壓能力持續(xù)下降、故障引發(fā)連鎖反應和大面積停電風險增加也讓電網安全控制面臨挑戰(zhàn)。

在“大型可再生能源基地+特高壓直流外送”開發(fā)模式下，我國電網的安全挑戰(zhàn)更加艱巨。陳國平介紹，“我國國情是資源分布有一定差異，資源在西部，東部用電負荷高，需要遠距離、大規(guī)模輸電，在電力系統(tǒng)發(fā)生故障情況下有些影響是極大的。”

不僅如此，電力系統(tǒng)安全基礎削弱，電網調頻調壓能力持續(xù)下降，也都增加了電網安全控制的難度。

據陳國平介紹，常規(guī)同步電源具有轉動慣量和電壓支撐能力，是電力系統(tǒng)抵御故障沖擊的天然“緩沖器”。“隨著新能源占比提升，電力系統(tǒng)轉動慣量在降低，同時發(fā)生故障的沖擊卻變大，這是一個矛盾。”陳國平坦言。

對于大規(guī)模新能源并網地區(qū)和負荷中心地區(qū)常規(guī)電源裝機不足，主網電壓支撐“空心化”，調節(jié)能力下降的問題，陳國平也較為關心。他指出，規(guī)模不斷增長的分布式新電源的調峰調頻問題也是有待解決的新問題。

在國外和國內局部地區(qū)，新能源占比逐漸增高已經帶給電網安全運行一定的警示。

公開資料顯示，2019年8月，英國電網大停電事故期間，海上風電和分布式電源受擾動大量脫網，合計損失功率144萬千瓦，擴大頻率跌落，觸發(fā)低頻減載動作。據悉，新能源裝機逐漸提升后，在交直流故障擾動中容易大規(guī)模脫網，并容易大范圍連鎖反應，大面積停電的風險較大。

針對電網運行的安全問題，陳國平認為，不僅要加快可再生能源基地送出通道建設，還要支撐新能源大規(guī)模接入電網。大力開發(fā)新能源基地的同時，同步配套常規(guī)電源（如火電或水電），接入電網時要解決電壓支撐不足的問題。另外，對電網運行控制的問題，一定要重構認知體系、運行控制體系和故障防御體系。

楊昆表示，要進一步優(yōu)化電網結構，加強跨省、跨區(qū)輸電通道建設，打造大范圍資源優(yōu)化配置平臺，持續(xù)優(yōu)化完善區(qū)域電網主網架，推動建設適應分布式、微電網發(fā)展的智能配電網。同時，提升電力系統(tǒng)數字化水平，基于云計算、人工智能、大規(guī)模超算等技術，建設多源協同調度系統(tǒng)，優(yōu)化電網運行模式，大幅度提升系統(tǒng)運行、預測精度，實現電力供需信息的實時匹配和智能化響應，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定，可控、能控、在控。

健全電力市場機制

推動落實“雙碳”目標和新型電力系統(tǒng)建設，加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系是重要抓手。

2022年1月，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《關于加快建設全球統(tǒng)一電力市場體系的指導意見》指出，到2030年，全國統(tǒng)一電力市場體系基本建成，適應新型電力系統(tǒng)要求，國家市場與?。▍^(qū)、市）/區(qū)域市場聯合運行，新能源全面參與市場交易，市場主體平等競爭、自主選擇，電力資源在全國范圍內得到進一步優(yōu)化配置。

北京電力交易中心總經理史連軍認為，如何適應供需形勢新變化、促進新能源消納和高水平發(fā)展以及保障電力價格穩(wěn)定是下一步電力市場建設面臨的重要挑戰(zhàn)。特別是，隨著新能源對電力市場建設運行影響正在從量變走向質變，需要建立適應新能源運行特點的市場機制，承接新能源大規(guī)模接入。

為服務“雙碳”目標和新型電力系統(tǒng)構建，健全多層次統(tǒng)一市場體系、完善市場體系功能和健全市場交易機制等將是重點開展的工作。

針對健全多層次統(tǒng)一市場體系，史連軍認為，最重要的是要以系統(tǒng)化思維開展電力市場頂層設計。比如，解決保障新能源發(fā)展等問題，需要各方同步推進，要有系統(tǒng)性思維。面對資源在大范圍內配置的問題，各省必須要統(tǒng)籌考慮，而不是各自為戰(zhàn)。要明確“統(tǒng)一市場、兩級運作”的全國統(tǒng)一電力市場體系建設路徑，逐步實現省間、省內市場融合。

有序推動新能源進入市場是健全多層次統(tǒng)一電力市場體系的重要任務。

史連軍從四個方面進行分析，第一，區(qū)分存量、增量推動新能源參與市場，存量部分按照全生命周期，合理確定保障利用小時數，逐年降低保障性電量規(guī)模，使更多電量進入市場。增量部分就是2021年以后的平價上網項目，可以直接進入市場。第二，將可再生能源消納責任權重落實到戶，下一步起碼落實到高耗能用戶。從政策激勵來看，高耗能用戶購買一定比例的新能源電量，同時這部分綠色消費可以不納入能耗雙控。第三，在市場機制方面，設置新能源交易最低限價，盡量體現綠色價值，產生綠能溢價，同時完善綠電交易與綠證市場、碳市場等相銜接。第四，在調節(jié)資源方面，利用各種市場機制為支撐性、調節(jié)性電源提供補償，包括容量補償、輔助服務收益等。

完善統(tǒng)一電力市場體系的功能，即要持續(xù)推動電力中長期市場建設，加快現貨市場建設，持續(xù)完善電力輔助服務市場，探索建立容量補償機制和容量市場。

史連軍指出，電力中長期市場主要以年度和月度交易為主。隨著新能源接入，一方面要按照日連續(xù)運營或多日連續(xù)運營，使它更貼近現貨市場；另一方面要更加精細化，研究建立中長期帶時標的能量塊交易，更好適應電力供需時段性變化頻繁和新能源發(fā)電波動性、隨機性特點。同時，關于完善電力輔助服務，在調頻調峰基礎上，新能源占比高的地區(qū)可以引入爬坡、慣量等輔助服務品種。另外，還要按照“誰受益、誰承擔”原則，建立合理的費用分攤方式。

健全電力市場交易機制是加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系的重要一環(huán)。

史連軍表示，要完善電力市場價格形成和傳導機制，建立反映煤價波動的電價形成機制，使市場價格充分反映成本變化，促進以一二次能源價格合理傳導。同時，要建立多時間尺度的市場平衡機制，推進市場主體在全空間、全時間段內有效互動，形成一個完整的交易體系，保證新能源消納和新型電力市場建設。

關于加快建設全國統(tǒng)一電力市場體系，楊昆也表示，要加快建設全國統(tǒng)一的適應高比例新能源交易的電力市場。要規(guī)范統(tǒng)一電力市場的基本交易規(guī)則與技術標準，破除電力交易的地域界限，推動實現各級電力市場統(tǒng)一規(guī)范運營和有效銜接。進一步明確綠色電力市場、綠證市場、碳市場的功能定位，理順三者之間的關系，構建目標一致、相互協同的綠色交易體系。健全新能源參與市場的機制，建立與新能源特性相適應的中長期電力交易機制，鼓勵新能源參與現貨市場，保障新能源企業(yè)的經營收益。進一步完善價格傳導機制，按照“誰受益、誰承擔”的市場原則，建立公平合理的輔助服務市場。

原標題：“雙碳”下新型電力系統(tǒng)構建的挑戰(zhàn)：保供應、保安全、建市場