新型电力系统下广东灵活调节能力分析及提升举措

新型电力系统下广东灵活调节能力分析及提升举措 电力圆桌项目课题组 2024年12月 电力圆桌项目 电力圆桌（全称电力可持续发展高级圆桌会议）项目于2015年9月启动，旨在紧扣应对气候变化、调整能源结构的国家战略，邀请业内专家和各利益方参与，共同探讨中国电力部门低碳转型的路径和策略。通过建立一个广泛听取各方意见的平台机制，电力圆桌将各方关心的、有争议的、目前决策困难的关键问题提交到平台讨论，选出核心问题委托智库开展高质量研究，并将研究成果和政策建议提交到平台征求意见，从而支持相关政策的制定和落地，推动中国电力行业的改革和可持续发展，提高电力行业节能减排、应对气候变化的能力。 项目课题组 中国能源研究会双碳产业合作分会于2021年8月成立，是中国能源研究会分支机构，定位为“双碳”产业领域的合作交流服务平台，发挥桥梁纽带作用。在中国能源研究会的领导下，分会始终以推动落实国家“双碳”战略目标为宗旨，以促进双碳产业广泛深度合作为己任，本着共创市场、共享资源、共同发展的理念，与有关政府机构、企事业单位、学术团体、国际组织广泛联系、密切合作，积极推进“双碳”目标下的产业合作、政策研究、路径探讨、标准制定、交流活动等工作。分会设有强大的专家委员会，依托各成员单位、行业专家及顾问团队的优势资源和专业力量开展工作。 新型电力系统下广东灵活调节能力分析及提升举措 Research on Flexibility Resources and Improvement Strategiesfor Guangdong’s New Power System 2024年12月 目 录 摘要.........................................................................................................11.研究背景与意义.................................................................................32.广东建设新型电力系统面临的形势和挑战.........................................52.1广东电力供需基本情况..........................................................................52.2广东电力系统灵活调节需求预测..........................................................102.3广东系统灵活调节面临的主要挑战......................................................113.广东灵活调节资源现状及功能定位..................................................123.1电源侧调节资源...................................................................................123.2电网侧调节资源...................................................................................143.3用户侧调节资源...................................................................................163.4各类调节资源调节性能及经济性能比较...............................................194.广东系统灵活调节能力提升路径及具体举措...................................224.1广东灵活调节提升路径及具体举措（2025-2030年）.......................224.2广东灵活调节提升路径及具体举措（2030-2035年）.......................245.研究发现和行业建议........................................................................295.1研究发现.............................................................................................295.2行业建议.............................................................................................30参考文献................................................................................................31 摘要 推进能源绿色转型进程，达成“双碳”战略目标，亟待加速构建以新能源为核心主体的新型电力系统。然而，新能源具有间歇性、波动性的出力特性，其大规模接入电网将导致电力系统的灵活调节需求急剧攀升，传统的调节手段或难以满足系统调节需求。 作为我国经济强省与西电东送受端，广东在灵活调节资源发展方面具备优势，但也面临困境。广东电力市场起步早、市场化程度高，灵活调节资源类型多样，但因灵活调节资源发展缺少系统性规划且价值评估体系不够完善，现阶段系统优化配置能力不足，灵活调节潜力尚待挖掘。本课题通过剖析广东新型电力系统的发展现状以及面临的挑战，结合广东灵活调节资源的实际情况及其功能定位，提出了广东电力系统灵活调节能力的分阶段提升路径以及具体实施举措，并就广东在提升灵活调节能力过程中存在的问题提出了应对建议。 课题组研究发现，在未来新能源大规模发展、系统灵活需求急剧增加的形势下，灵活调节资源及能力不足仍将是广东新型电力系统建设的主要挑战。面对春节调峰、汛期调峰、特殊天气、西电东送影响和新能源消纳等诸多难题，广东仍需进一步挖掘其调节潜力。源侧在较长时间内仍将作为灵活调节能力的主要手段，需持续加强其能力建设；网侧亟待提升智能化手段，包括预测、监测、调控能力；荷侧将是重点挖掘领域，在系统平衡中发挥更大作用，潜力有待激发；储侧建设发展迅速，一般作为新能源发电的重要辅助设施，平滑新能源出力，作为新能源发展的重要支撑。 综合广东经济社会发展与新型电力系统建设推进情况，课题组提出了广东系统灵活调节能力的分阶段提升路径： 2025-2030年：广东将采取煤电灵活性改造、新建抽水蓄能、辅以新型储能发展、发挥用户侧资源应用等措施提升系统灵活调节能力。 2030-2035年：广东将发挥气电调节作用、扩大抽水蓄能应用、深化煤电灵活性改造、推动需求响应规模化应用、优化新型储能应用、电动汽车车辆到电网（V2G），通过多元化资源的协调优化提升系统灵活调节能力。 为提升广东电力系统近中期的灵活调节能力，课题组建议：强化规划统筹和协同提升、完善电力辅助服务市场机制、推动统一电力市场建设、完善灵活调节电价机制、持续提升市场化需求响应能力、提升南方区域电力市场交易灵活性、加强政企联动，进一步健全负荷管理工作体系、以共享模式推动新型储能规模化发展。 研究背景与意义 全球能源格局变革与气候变化挑战下，我国以“双碳”为导向，将构建清洁低碳、安全高效的新型电力系统作为能源发展的重要战略，既是我国能源转型与经济高质量发展的关键，也是应对气候变化、履行国际承诺的重要举措[1]。传统电力系统的灵活调节能力主要依赖于火电、水电等常规电源的调峰调频功能[2]。然而，随着可再生能源特别是风电和光伏的大规模接入，电力系统的运行特性发生了根本性的变化。新能源的间歇性和波动性给电力系统的安全稳定运行带来了新的挑战，传统的调节手段已难以满足系统运行需求[3]。 在新型电力系统中，灵活调节能力需要被重新定义，其“能力”特征变得尤为重要，更加强调“源-网-荷-储”的协同发展和系统的充裕性[4]。从源侧看，多元化清洁电源协同发展。从网侧看，智能电网提升调控能力。从荷侧看，用户侧积极参与调节。从储侧看，多元化储能提升系统弹性。因此，新型电力系统对灵活调节的要求，不再仅仅是单一环节的优化，而是需要“源-网-荷-储”全方位的协同，共同提高系统整体的调节能力和充裕性，确保在高比例新能源接入的情况下，电力系统依然能够安全、稳定、高效运行[5]。 广东作为我国经济最发达的省份之一，也是能源消费大省，同时还是西电东送的受端省份，其新型电力系统建设具有典型意义，受到广泛关注。近年来，广东的新能源发展取得显著成绩，但也面临一些问题与挑战。以海上风电和分布式光伏为代表的大量新 能源正在接入电网，新能源出力的不确定性和波动性加大了系统供应压力和消纳难度；其他类型电源（煤电、气电）项目的规划和投建在确保电力供应的同时，也可能推高碳排放，有待深入研究和统筹考虑；广东电力负荷类型多样且受时间、季节、天气等多种因素影响，特性复杂，灵活调节资源在需求端仍有潜力可挖，市场价值未能得到充分体现[6]。 广东亦具备不少提升系统灵活调节能力和资源充裕度的独特优势和有利条件。广东在能源转型政策和机制创新方面一直走在全国前列，电力市场建设起步早且市场化程度高；当地经济社会发展水平较高，储能、需求侧响应、虚拟电厂、综合能源服务存在较好的发展基础；省内聚集大量的新能源企业、装备制造企业和科技研发机构，在新能源、智能电网、储能技术等方面处于全国领先水平，有利于通过科技、产业的多维度融合发展促进提升。 作为改革开发的排头兵和电力市场的先行者，广东可靠、经济的电力低碳转型，以及在新型电力系统建设和能源转型方面的探索和实践，不仅有助于实现自身双碳目标，进而对全国乃至全球其他区域的能源绿色转型具有重要的参考价值。本课题以广东新型电力系统建设为背景，剖析了广东电力系统当下面临的新形势，阐述了增强电力系统灵活调节能力的重要性以及面临的主要挑战。同时，梳理了广东在源、网、荷、储多个环节中灵活性资源的发展现状和功能定位。并基于上述分析，对广东系统灵活调节能力提升路径及相关举措进行了科学合理的研究和设计，为其他省份提供可借鉴的参考范例。 2广东建设新型电力系统面临的形势和挑战 2.1广东电力供需基本情况 2.1.1负荷总体情况 作为国内最大的省级电网，2023年广东统调最高负荷达1.475亿千瓦，同比增长2.1%；截至2024年8月底，广东电网系统最高负荷为1.567亿千瓦（7月某日，较2023年增长6.24%），稳居全国省级电网首位。2024年1-6月广东全社会用电量累计4134.2亿千瓦时，同比增加8.1%[14]。 广东电力负荷整体呈现“三峰三谷”的特点。三峰：早峰（约11时）、午峰（15-17时）、晚峰（19-20点）；三谷：凌晨（4-6时）、中午（12-13时）、下午（18-19时）。广东夏季典型统调负荷曲线（高峰在下午）和冬季典型统调负荷曲线（高峰在晚上）分别如图2-1和图2-2所示。 近年来，广东零点负荷出现了不降反升的现象，这与多种因素的共同作用有关。首先，峰谷电价政策和现货市场运行机制引导用能习惯改变。自2022年起，广东两部制工业用户峰平谷电价系数1.7:1:0.38（高峰10-12时，14-19时，低谷0-8时），且实施夏季尖峰电价机制[15]。凌晨0-8点，电动车充电电价低于0.3元/度。由于凌晨电价较低，电动汽车与用户侧储能在夜间充电的行为对零点负荷产生了显著影响。在零点过后，大量电动汽车和用户侧储能进入充电状态，使得此时的负荷平均增长幅度达到200-300万千瓦。 其次，分布式光伏的广泛应用改变了系统的负荷分布[16]