由“发电装机容量”向“发电能力”概念转换的实践意义

发布时间:2024-01-29 00:29:59 |   作者: kok电竞平台下载app
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  当前,社会对电力系统发电能力的直观认识仍多以“发电装机容量”为参考,“发电能力”概念仅在电力系统规划运行专业领域使用较多。随着电力系统中新能源发电装机占比的不断的提高,系统发电能力并不随发电装机容量的增长而同步增长,“发电装机容量”已经不能代表真实的“发电能力”,亟须打破用“发电装机容量”替代“发电能力”的惯性思维。推动由“发电装机容量”向“发电能力”概念转换,将有利于政策决策者、电力供给者和电力消费者等各主体正确认识电力供需安全形势,对推动电力保供精准决策、发电能力科学布局、电力需求侧积极做出响应、塑造新的电力安全文化等均具备实践意义。

  (来源:中国电力 作者:傅观君 伍声宇 国网能源院能源战略与规划研究所)

  电力系统发电装机容量指电力系统中各类发电机组额定容量的总和。发电装机容量是当前用来统计和表征电力系统中各类电源发展规模的常用参数,可反映发电机组在标准工况下所能输出的最大有功功率,不随运行工况的改变而变化。因此,电力系统发电装机容量在年度内相对来说比较稳定,仅受到年度内的机组投产时序影响。

  电力系统发电能力指一定时期电力系统中各类发电机组最大可能发出电力的总和。发电能力即电力系统最大可调出力,为电力系统运行中的重要参数。随着季节和运行条件的改变,电力系统的发电能力也随之变化。与发电装机容量不同,电力系统发电能力是一个时序动态变量,我们一般讨论的是保供最困难的负荷高峰时期的系统发电能力。

  电力系统“发电装机容量”已经难以表征系统真实的发电能力,沿用“发电装机容量”研判电力安全形势易引起困扰。在过去以火电为主的电力系统中,由于火电出力相对来说比较稳定,系统的发电能力也基本保持稳定,发电装机容量基本能代表发电能力。随着电力系统中水电、新能源发电等装机占比的提升,系统发电能力受到来水、气象条件等影响较大,波动性飞速增加。若仍以“发电装机容量”来表征系统的发电能力,将会带来对系统发电能力的认知误差。

  电力系统发电能力与发电装机容量产生差异的根本原因包括各类电源发电出力受阻和系统电源装机结构两方面。

  一是新能源发电出力“靠天吃饭”,出力特性与负荷特性匹配程度低,负荷高峰期的发电能力远低于装机容量。新能源发电出力具有随机性、波动性,对电力电量的贡献不稳定。出力与负荷特性不匹配“,极热无风、晚峰无光”,风电在冬春两季出力大,但电力需求水平低;在夏季出力小,但电力需求水平高。光伏白天出力大,对午高峰有较强支撑作用,但晚高峰时段出力为0,基本没任何保供能力。

  二是常规机组发电能力受燃料供应、气象水文、设备运维等因素影响也难以达到额定容量。水电在丰水期、枯水期出力不均,枯水期出力通常只有丰水期的一半左右。同时,水电对气象条件变化敏感,去年夏季极端高温干旱天气导致来水偏枯,四川水电实际发电能力骤减,仅为装机容量的26%;煤电受燃料供应、煤炭价格等影响,发电企业积极性下降,导致机组维护不到位、故障停运增多,实际发电能力变弱;气电受气源、燃料成本、高温、供热受阻等影响。

  根据多年实际运行统计数据,各类电源负荷高峰期平均发电能力与装机容量的比值如下表所示。

  从电源装机结构看,风电、光伏等出力受阻大的电源装机占比持续不断的增加,导致发电能力与装机容量的差距不断加大“。十三五”以来,煤电装机占比从59%下降至44%,新能源装机占比从11%上升至30%。未来新能源还将迎来跨越式发展,预计2030年、2060年,煤电装机占比分别下降至34%、9%,新能源装机占比分别上升至41%、62%。

  近年来,新能源和火电装机增长“一快一慢”,发电能力增长已显不足,2022年约为装机容量的60%。“十三五”以来,随着新能源装机迅速增加,电源发电能力的充裕性趋紧。2022年,全国发电总装机容量25.6亿千瓦,而发电能力仅为15.2亿千瓦,发电能力与装机容量的比值从2015年的74%下降至60%,发电能力与最大负荷的比值从2015年的1.28下降至1.08。

  未来随着电力低碳转型持续推进,新能源装机占比进一步提升,发电能力占发电装机容量的比值继续下降,发电能力的充裕性也进一步趋紧。预计2025年、2030年,全国发电装机容量分别达到33.0亿、45.5亿千瓦。发电能力不随装机容量的增长而同步增长,且随着新能源装机占比的提升,两者之间的差距进一步拉大。“十四五”后两年、“十五五”期间,全国最大负荷将新增2.5亿、3.8亿千瓦,全国发电装机容量分别增加7.4亿、12.5亿千瓦,而发电能力仅分别增加3.1亿、4.0亿千瓦。2030年、2060年,发电能力占装机容量的比值分别下降至49%、31%,发电能力占最大负荷的比值分别为1.10、0.98。

  一是有利于政策决策者正确认识电力供应缺口,促使电力保供举措更有明确的目的性。推动由“发电装机容量”向“发电能力”概念转换,可强化政策决策者关于电力保供的重点是提高发电能力而非装机容量的认知,从而推动决策者聚焦发电能力不够的根本性问题,制定更有明确的目的性的电力保供政策和措施。

  二是有利于电力供给者优化发电能力布局,夯实电力保供基础。可促使电力供应方根据不一样的地区发电能力特点,因地制宜推动传统能源与新能源优化组合、协调发展,优化电源结构、布局和发展时序,合理发展灵活调节煤电、储能等调节电源,实现电力电量双平衡。

  三是有利于引导电力消费者热情参加需求侧响应,促进电力供需协同。可促使电力消费者正确认识电力系统发电能力的波动性,引导电力消费者根据发电能力的变化广泛、主动参与需求响应,实现高质量的供需动态平衡,充分的发挥需求响应潜力与价值。

  四是有利于全社会正确认识电力的商品属性,塑造新的电力安全文化理念。可增强社会公众对电力系统发电能力的了解,认识到随着新能源占比提升,全时全域满足传统刚性的供电可靠性面临更大挑战,高可靠性需要付出更高代价,从而增强社会各界对电力保供的参与度和支持度,培育全民绿色消费和节能习惯,营造良好的电力安全文化氛围。

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