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1月7日寒潮用电负荷高峰解读

作者:陈愚 来源:南方能源观察 发布时间:2021-03-13 浏览:
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2021年3月8日,在国新办的《深入贯彻新发展理念 确保“十四五”开好局起好步》发布会上,国家发展改革委党组成员、秘书长赵辰昕回顾了1月7日寒潮导致的用电负荷高峰和机组出力情况。本文分析了我国装机的可用容量,与负荷峰值进行供需对比。

1、今年1月7日当天晚高峰创出了高点,达到了11.89亿千瓦,当天的电量是259.67亿千瓦时。

我国电力总装机21亿多千瓦,这个负荷高峰出现在晚上,太阳能发电就是光伏发电没有出力。刚好1月7日那一天全国大面积没有什么风,风力发电的装机出力大概10%左右,全国5.3亿千瓦风电和光伏的总装机,有5亿千瓦,没有出上力。冬季又赶上枯水期,我国3.7亿千瓦水电的装机在高峰的时候也有2亿多没有出上力。另外这些年冬季也是天然气的用气高峰,我国天然气发电装机有将近1亿千瓦,有一半左右也没有出上力。这样减下来,剩下的装机对应这种高负荷,保障起来难度非常之大。另外还要考虑到装机的区域布局,还有停机检修的问题。

2、需求侧:负荷和合理备用需求

可用装机容量=负荷×(1+合理备用率)。

为了保供,可用(有效)装机容量应该比负荷高一些,要留点裕度以备急用。备用分四种:负荷备用、旋转备用、停机备用、检修备用。赵秘书长提及的停机检修,即其中的停机备用和检修备用。

根据《国家能源局关于发布2023年煤电规划建设风险预警的通知》(国能发电力〔2020〕12号,网址:http://www.nea.gov.cn/2020-02/26/c_138820419.htm)

因为电网规模、发用电结构不同,各地的合理备用率有所差别,部分区域合理备用率如下表所示:

表 1 部分区域备用率(国能发电力〔2020〕12号)

基于各区域的备用率,装机充裕度预警指标分为红色、橙色、绿色三个等级。绿色区间:电力供需基本平衡或有缺口,系统实际备用率不高于合理备用率,或在合理备用率之上小于当地一台大型煤电单机对应的系统备用率;红色区间:煤电装机明显冗余、实际备用率在合理备用率之上多出当地一年负荷增长需要的装机所对应的系统备用率;橙色区间:介于绿色及红色之间。

假设全国的合理备用率≤14%(绿色区间),则1月7日晚高峰11.89亿千瓦的负荷,需要的可用装机容量≤13.55亿千瓦。

3、装机可用容量

赵秘书长明确说明了水电、燃气、风电、光伏的实际出力(可用容量)。本文估算了煤电、其他火电(余热余压余气、垃圾、生物质等)、核电的可用容量。参考2018年的数据,我国的火电装机里,42%为供热机组;考虑到冬季供热,供热机组按照15%受阻考虑,燃煤、其他火电按6.3%受阻考虑,则燃煤机组可用容量101189万千瓦,其他火电可用容量6299万千瓦。核电不受阻,可用容量4989万千瓦。合计可用容量13.72亿千瓦。

表2  1月7日装机出力(供应侧),万千瓦

注:水电、气电、风电、光伏的可用容量为实际出力,已剔除了停机备用和检修备用;煤电、其他火电和核电的可用容量是估算数据,含备用容量;两者口径并不一致,但差额较小,不影响供需对比结果。实际测算中应统一口径。

4、供需对比和区域布局

虽然2020年底我国的电力装机容量达22亿千瓦,但2021年1月7日,简单加总的全国可用装机容量仅13.72亿千瓦,勉强能满足13.55亿千瓦的需求(11.89亿千瓦的负荷需求和14%的合理备用率)。

简单加总的全国可用装机供应,可满足用电负荷和备用需求,物理含义为:假设全国电网完全的互联互通,供应可满足需求。供应不应该简单加总,因为完全的、无限制的互联互通,是不经济的、不可能存在的,特高压通道、公路、铁路都是有限的。某地有富余电力,如果没有通道,是送不到缺电地区的。因此,可用装机的简单加总值,只有参考价值;在实际工作时,必须分省平衡。

5、简评

冬季峰值负荷比夏季峰值更难应对:出现在晚高峰,光伏无法出力;如遇湿冷天气,风机可能凝冻,影响出力;水电处在枯水期,出力下降;冬季是天然气用气高峰,气电出力下降。

煤电和核电受天气影响较小,冬季能保证稳定出力。

(作者系电力行业从业者,文章仅代表本人观点)

关键字:电力安全

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