2021年3月8日,在國新辦的《深入貫徹新發(fā)展理念 確?!笆奈濉遍_好局起好步》發(fā)布會上,國家發(fā)展改革委黨組成員、秘書長趙辰昕回顧了1月7日寒潮導致的用電負荷高峰和機組出力情況。本文分析了我國裝機的可用容量,與負荷峰值進行供需對比。
1、今年1月7日當天晚高峰創(chuàng)出了高點,達到了11.89億千瓦,當天的電量是259.67億千瓦時。
我國電力總裝機21億多千瓦,這個負荷高峰出現(xiàn)在晚上,太陽能發(fā)電就是光伏發(fā)電沒有出力。剛好1月7日那一天全國大面積沒有什么風,風力發(fā)電的裝機出力大概10%左右,全國5.3億千瓦風電和光伏的總裝機,有5億千瓦,沒有出上力。冬季又趕上枯水期,我國3.7億千瓦水電的裝機在高峰的時候也有2億多沒有出上力。另外這些年冬季也是天然氣的用氣高峰,我國天然氣發(fā)電裝機有將近1億千瓦,有一半左右也沒有出上力。這樣減下來,剩下的裝機對應這種高負荷,保障起來難度非常之大。另外還要考慮到裝機的區(qū)域布局,還有停機檢修的問題。
2、需求側:負荷和合理備用需求
可用裝機容量=負荷×(1+合理備用率)。
為了保供,可用(有效)裝機容量應該比負荷高一些,要留點裕度以備急用。備用分四種:負荷備用、旋轉(zhuǎn)備用、停機備用、檢修備用。趙秘書長提及的停機檢修,即其中的停機備用和檢修備用。
根據(jù)《國家能源局關于發(fā)布2023年煤電規(guī)劃建設風險預警的通知》(國能發(fā)電力〔2020〕12號,網(wǎng)址:http://www.nea.gov.cn/2020-02/26/c_138820419.htm)
因為電網(wǎng)規(guī)模、發(fā)用電結構不同,各地的合理備用率有所差別,部分區(qū)域合理備用率如下表所示:
表 1 部分區(qū)域備用率(國能發(fā)電力〔2020〕12號)
基于各區(qū)域的備用率,裝機充裕度預警指標分為紅色、橙色、綠色三個等級。綠色區(qū)間:電力供需基本平衡或有缺口,系統(tǒng)實際備用率不高于合理備用率,或在合理備用率之上小于當?shù)匾慌_大型煤電單機對應的系統(tǒng)備用率;紅色區(qū)間:煤電裝機明顯冗余、實際備用率在合理備用率之上多出當?shù)匾荒曦摵稍鲩L需要的裝機所對應的系統(tǒng)備用率;橙色區(qū)間:介于綠色及紅色之間。
假設全國的合理備用率≤14%(綠色區(qū)間),則1月7日晚高峰11.89億千瓦的負荷,需要的可用裝機容量≤13.55億千瓦。
3、裝機可用容量
趙秘書長明確說明了水電、燃氣、風電、光伏的實際出力(可用容量)。本文估算了煤電、其他火電(余熱余壓余氣、垃圾、生物質(zhì)等)、核電的可用容量。參考2018年的數(shù)據(jù),我國的火電裝機里,42%為供熱機組;考慮到冬季供熱,供熱機組按照15%受阻考慮,燃煤、其他火電按6.3%受阻考慮,則燃煤機組可用容量101189萬千瓦,其他火電可用容量6299萬千瓦。核電不受阻,可用容量4989萬千瓦。合計可用容量13.72億千瓦。
表2 1月7日裝機出力(供應側),萬千瓦
注:水電、氣電、風電、光伏的可用容量為實際出力,已剔除了停機備用和檢修備用;煤電、其他火電和核電的可用容量是估算數(shù)據(jù),含備用容量;兩者口徑并不一致,但差額較小,不影響供需對比結果。實際測算中應統(tǒng)一口徑。
4、供需對比和區(qū)域布局
雖然2020年底我國的電力裝機容量達22億千瓦,但2021年1月7日,簡單加總的全國可用裝機容量僅13.72億千瓦,勉強能滿足13.55億千瓦的需求(11.89億千瓦的負荷需求和14%的合理備用率)。
簡單加總的全國可用裝機供應,可滿足用電負荷和備用需求,物理含義為:假設全國電網(wǎng)完全的互聯(lián)互通,供應可滿足需求。供應不應該簡單加總,因為完全的、無限制的互聯(lián)互通,是不經(jīng)濟的、不可能存在的,特高壓通道、公路、鐵路都是有限的。某地有富余電力,如果沒有通道,是送不到缺電地區(qū)的。因此,可用裝機的簡單加總值,只有參考價值;在實際工作時,必須分省平衡。
5、簡評
冬季峰值負荷比夏季峰值更難應對:出現(xiàn)在晚高峰,光伏無法出力;如遇濕冷天氣,風機可能凝凍,影響出力;水電處在枯水期,出力下降;冬季是天然氣用氣高峰,氣電出力下降。
煤電和核電受天氣影響較小,冬季能保證穩(wěn)定出力。
(作者系電力行業(yè)從業(yè)者,文章僅代表本人觀點)




