中国储能网讯:构建新型电力系统是规划建设新型能源体系的核心,是我国能源电力行业实现“双碳”目标的根本途径。随着“靠天吃饭”的新能源逐渐成为新型电力系统的主力电源,电力系统的“气象驱动”特征愈发显著,极热无风、极旱缺水、极寒故障、晚峰无光等“大装机小电量”的特征突出,日内功率涌动幅值和速率陡增,“潮汐式”运行成为常态,与电力系统连续运行、实时平衡的要求不匹配,对系统调节和电力供应提出了更高的要求。
近年来,受全球气候变暖影响,我国气象呈现降雨带北移、覆冰带北扩、台风北上、零度线南移、旱涝急转等变化特征。2022年夏季,长江流域遭遇罕见高温干旱天气,水电出力锐减,四川等地启动有序用电;2023年冬季,华北地区遭遇强寒潮,部分新能源机组因低温脱网,局部电网面临电力供应缺口。极端天气的出现频次和强度明显增加,已呈现常态化趋势,对电力系统的安全稳定运行构成严峻挑战。传统电力系统设计已难以适应极端天气带来的不确定性,亟需从政策、技术、市场等多维度提升新型电力系统应对气候变化的韧性。
极端天气对新型电力系统的多维冲击
极端天气常态化趋势不仅直接影响电力供应和需求,而且通过影响民生、经济发展、舆情等,对电力系统安全运行造成间接或次生、衍生影响。
一是触及电网安全保障能力底线。设备方面,极端天气可能引发冰冻、酷热、暴雨、强风等气候现象,对输电线路、变电装置等电网设备造成直接物理外力损坏或严重降低设备性能,考验电网设备抵御外力破坏的能力。如2021年,河南发生历史罕见洪涝水灾,全省近1/3的供电设施受到影响,造成河南主网N-7故障,电网强度和供电能力被严重削弱;2023年,台风“杜苏芮”袭击福建,导致多条特高压线路跳闸,部分海上风电机组因超出抗风极限受损;2024年,受大范围高温影响,川渝负荷连创新高,叠加降水减少,致使西南地区水电顶峰能力下降,平衡极为困难,存在较大平衡缺口。网架方面,电网设备因故障退出运行,将迫使电网进入不完整运行方式,造成部分地区停电事故。如2008年,南方冰灾造成电网大规模倒塔断线,叠加“负荷骤增、风光跌落”趋势同步演进,电力保供更加困难,易出现全网电力供应紧张的局面。
二是加剧电力系统供需矛盾。极端天气往往导致电力需求激增与供应能力下降并存。发电能力方面,受极寒天气影响,煤炭运输路况恶劣、天然气输送管道压力降低、光照强度减弱、发电厂燃料供应受到影响,同时,极低温度、雨夹雪等天气导致煤电厂设备损坏、风机叶片结冰,破坏发电厂相关设备,造成出力障碍。负荷尖峰特征方面,推高用电负荷峰值,随着天气对电力负荷的影响愈发显著,极端天气会加剧冬夏负荷的双尖峰化特征。如2022年夏季,华东地区连续40摄氏度以上高温,空调负荷占比超40%,电网峰谷差创历史新高。
三是电力市场与应急机制失灵风险加大。跨省跨区交易受阻,灾害天气常伴随着交通中断,影响电煤运输,导致跨省支援能力下降。电价机制僵化,缺乏极端场景下的动态电价调整机制,难以激励需求响应与储能快速投运。如2022年西南水电危机时,跨省交易结算延迟,导致受端省份额外支付偏差考核费用1.2亿元。应急响应滞后,部分地区灾害预警与电力调度协同不足,导致抢修资源调配低效。
四是引发多领域的连锁反应。极端天气直接破坏基础设施,其影响将迅速扩散至各个领域,引发社会性舆论压力。局部地区水、气、热等供应中断,严重影响正常的生产生活,而电力是众多公共事业的基础,电力系统遭受破坏之后会进一步加重极端天气对生产生活的影响范围和程度,出现一系列连锁反应,不当举措经互联网传播放大后易形成舆论旋涡,引发谣言蔓延、人心浮动等问题,制约了需求响应等保证电网安全运行的合理手段的实施。
现行政策体系不适应气候变化的四大挑战
一是标准规范滞后于气候现实。现行电力安全标准仍以“N-1”为基本原则,但2023年华北暴雨显示,某区域变电站同时失去4回进线的“N-4”场景已非小概率事件。此外,国内光伏组件抗冰雹、抗风标准低于国际水平,风机抗台风设计缺乏强制性要求,海上风电的防腐、防浪标准亟待完善。
二是规划建设缺乏气候穿透性。电力系统规划未充分纳入气候风险评估,输电走廊选址未综合考虑未来气候变迁,风光大基地建设存在“重资源评估、轻气象风险”倾向,如部分沙漠光伏项目未充分考虑沙尘暴导致的组串失配损失等。
三是应急管理存在协调壁垒。气象、能源、应急管理部门数据共享不畅,灾害预警未能有效转化为电力调度指令。地方电力应急预案缺乏实战演练,灾后恢复效率参差不齐。2023年,在台风“海葵”应对中,气象红色预警与电力应急响应存在时间差,暴露出气象数据与调度系统未实现分钟级对接。
四是市场激励缺位。储能、需求响应等灵活性资源缺乏极端场景下的补偿机制,灾害保险与金融工具在电力行业应用不足。
优化路径建议
通过丰富渠道、加强共享等方式,提升应急信息统筹利用水平。针对极端天气贯穿社会全领域的影响特征,电网需对公共事业等信息有总体把握并加强协同共享。一是加强气象、供水、供热等系统中与电网安全运行紧密相关的信息分析,并连同舆情监测等一并纳入应急信息系统,提升信息掌控的全面性。二是把信息协同、交互分享等平台建设作为重点攻坚任务,加强总体框架设计和基本功能建设并动态完善,以便充分发挥信息共享的重大作用。可考虑将客户抢修信息、舆情信息等及时提供给相应的调度人员,使其全面掌握社会环境,以便及时掌握应急形势,作出恰当的调度决策。
通过增加底线保障相关内容、增进政企相互了解等措施,提升企业应急预案兜底能力。针对极端天气触底保障能力的影响特征,需要强化“底线思维”的落实,在应急预案中增加底线保障相关内容,并提升政府对电网底线保障的了解程度。一是充分考虑多重偶发因素叠加开展极端场景构建,针对场景中资源掣肘等问题,深入分析人员培训、专项资金、备品备件、区域互助等方面的需求,明确触发条件、人员分工、风险分析等内容,将其作为底线保障相关内容,纳入专项预案。二是进一步加强与政府相关部门沟通,增进相互了解,推动电网底线保障的相关措施更深层次纳入政府相关预案,为企业应急工作创造有利条件。
通过健全“自下而上”机制、加强基层资源支撑等手段,提升应急预案落地性。电网企业应急预案编制虽然已非常强调基层主导的重要性,但部分地区仍存在“自上而下”“照搬照抄”的“套娃式”处理方式,需要进一步健全应急预案“自下而上”的机制,提升对基层的资源保障水平。一是在充分发挥顶层设计、知识分享等宏观指导作用的基础上,通过问卷调查、专家研讨等多种方式,让应急预案实施者能够深度参与相关编制工作,实现应急预案“自下而上”层层完善,提升可操作性。二是在岗位设置、奖励机制、物资保障等方面,给予基层充分的资源支撑,深入打造“宏观”“中观”层层服务“微观”的局面,激发“基层主导”机制活力。通过制度创新与技术革命实现从“灾后抢修”到“事前预防”的范式转变。




