“十四五”云南電力供需形勢(shì)分析

鄭超銘，游廣增，陳姝敏

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)研究中心，云南 昆明 650011）

0 前言

“十四五”時(shí)期是我國(guó)開(kāi)啟全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家新征程、向第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)進(jìn)軍的第一個(gè)五年，同時(shí)也是碳達(dá)峰[1-3]與新型電力系統(tǒng)[4-6]建設(shè)的關(guān)鍵期、窗口期。

電力是經(jīng)濟(jì)建設(shè)的先行官，也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)[7-8]。經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)是電力需求增長(zhǎng)的內(nèi)在動(dòng)力，而提供安全可靠的電力供應(yīng)、保障電力供需平衡成為經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)健康發(fā)展的基礎(chǔ)和前提[9-10]。

云南致力于打造國(guó)家級(jí)新型電力系統(tǒng)先行示范區(qū)，綠色能源資源基礎(chǔ)條件扎實(shí)，新能源資源開(kāi)發(fā)潛力位居全國(guó)前列，風(fēng)光新能源技術(shù)可開(kāi)發(fā)規(guī)模合計(jì)約1.85億千瓦[11]。相比“十三五”電力整體盈余的局面[12]，“十四五”期間電解鋁、電解硅等高載能產(chǎn)業(yè)用電持續(xù)增長(zhǎng)，而無(wú)新增大型電源，云南電力供需逐步偏緊。本文根據(jù)“十四五”云南負(fù)荷發(fā)展與電源規(guī)劃情況，對(duì)“十四五”云南不同負(fù)荷發(fā)展與電源建設(shè)場(chǎng)景進(jìn)行電力供需形勢(shì)分析，并結(jié)合平衡計(jì)算結(jié)果提出相關(guān)建議，為“十四五”云南電力發(fā)展規(guī)劃提供一定參考。

1 “十四五”云南負(fù)荷發(fā)展情況

1.1 省內(nèi)負(fù)荷發(fā)展預(yù)測(cè)

“十三五”期間，受電解鋁、電解硅高載能產(chǎn)業(yè)用電需求驅(qū)動(dòng)，云南全社會(huì)用電量保持較快增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，年均用電量增速7.1%，最大用電負(fù)荷增速6.1%。2020年，省內(nèi)用電量達(dá)2026億千瓦時(shí)，最大用電負(fù)荷達(dá)3230萬(wàn)千瓦。

“十四五”期間，云南將進(jìn)一步聚焦產(chǎn)業(yè)鏈延伸，建設(shè)以電解鋁、電解硅為重點(diǎn)的先進(jìn)制造業(yè)集群，推動(dòng)綠色能源和綠色制造產(chǎn)業(yè)鏈深度融合與高端躍升，服務(wù)云南從“發(fā)電送電”大省向“發(fā)電用電”大省轉(zhuǎn)變。

根據(jù)《南方電網(wǎng)“十四五”輸電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)》[13]預(yù)測(cè)，負(fù)荷高方案與基礎(chǔ)方案下2025年云南省內(nèi)用電量分別達(dá)3400/3000億千瓦時(shí)，最大負(fù)荷分別達(dá)5400/4900萬(wàn)千瓦?；A(chǔ)方案下“十四五”云南省內(nèi)負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1所示：

表1 基礎(chǔ)方案下“十四五”云南省內(nèi)負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果

1.2 云電外送規(guī)劃情況

“十四五”期間，隨著“直流800萬(wàn)千瓦”全部投產(chǎn)后，云南已建成“十直”輸電通道，為貫徹國(guó)家西電東送發(fā)展戰(zhàn)略和保障兩廣能源安全提供強(qiáng)有力支撐。

根據(jù)《“十四五”云電送粵框架協(xié)議》和《“十四五”云電送桂框架協(xié)議》要求，“十四五”云南西電東送年送協(xié)議電量1452億千瓦時(shí)，協(xié)議最大電力3450萬(wàn)千瓦。“十四五”云南西電東送協(xié)議電量明細(xì)如表2所示。

表2 “十四五”云南西電東送協(xié)議電量明細(xì)

此外，考慮“十四五”云南送電越南等周邊國(guó)家合計(jì)年送電量33億千瓦時(shí)。

2 “十四五”云南電源規(guī)劃情況

“十四五”期間，為推動(dòng)國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)高質(zhì)量發(fā)展，加快以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)，云南將重點(diǎn)圍繞以風(fēng)光為主的新能源發(fā)展建設(shè)，進(jìn)一步促進(jìn)新能源電量跨區(qū)域消納。

根據(jù)《南方電網(wǎng)“十四五”輸電網(wǎng)規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)》統(tǒng)計(jì)，“十四五”云南較明確新增電源合計(jì)3225萬(wàn)千瓦，其中含水電540萬(wàn)千瓦、煤電480萬(wàn)千瓦、新能源2205萬(wàn)千瓦（風(fēng)電893萬(wàn)千瓦、光伏1312萬(wàn)千瓦），另外退役煤電160萬(wàn)千瓦?！笆奈濉痹颇想娫匆?guī)劃裝機(jī)明細(xì)如表3所示。

表3 “十四五”云南電源規(guī)劃裝機(jī)明細(xì) 萬(wàn)千瓦

此外，“十四五”期間，云南規(guī)劃新增新能源規(guī)模除較明確的2205萬(wàn)千瓦外，還將規(guī)劃新增2800萬(wàn)千瓦新能源，計(jì)劃至2024年實(shí)現(xiàn)新增投產(chǎn)5000萬(wàn)千瓦新能源。

3 電力平衡計(jì)算原則

進(jìn)行電力供需形勢(shì)分析時(shí)，采用的電力平衡計(jì)算原則不同，電力平衡的計(jì)算結(jié)論也不同。對(duì)于以水電為主的云南電力系統(tǒng)，計(jì)算原則中對(duì)水電參與平衡的方式處理對(duì)計(jì)算結(jié)果至關(guān)重要；此外，隨著新能源大規(guī)模投產(chǎn)建設(shè)，新能源裝機(jī)占比和出力占比不斷提升，計(jì)算原則中對(duì)新能源參與平衡的方式處理對(duì)計(jì)算結(jié)果影響顯著。

目前，國(guó)內(nèi)使用度較高的電力平衡計(jì)算軟件為華中科技大學(xué)研發(fā)的HUST_ProS仿真軟件，其能夠?qū)λ姾托履茉从休^好的模擬處理，并且支持8760小時(shí)級(jí)仿真計(jì)算。本文結(jié)合云南電力系統(tǒng)實(shí)際，依托HUST_ProS仿真軟件，在此基礎(chǔ)上設(shè)置電力平衡計(jì)算原則如下：

①備用：負(fù)荷備用、事故旋轉(zhuǎn)備用、事故停機(jī)備用分別取省內(nèi)最大負(fù)荷的3%、4%、5%，事故備用不小于系統(tǒng)最大單機(jī)容量；

②檢修：干流水電按枯期1個(gè)月檢修1臺(tái)機(jī)組考慮，單機(jī)60萬(wàn)及100萬(wàn)千瓦火電按50天檢修時(shí)間考慮，單機(jī)30萬(wàn)及35萬(wàn)千瓦火電按40天檢修時(shí)間考慮；

③水電：“十三五”投產(chǎn)的干流水電出力特性按多年平均參與平衡，新投產(chǎn)的水電按設(shè)計(jì)水文年出力特性參與平衡；

④新能源：風(fēng)電、光伏出力特性分別按多年平均參與平衡；

⑤西電東送曲線：西電東送曲線按協(xié)議要求繪制送電曲線參與平衡。

4 “十四五”云南電力供需形勢(shì)

基于上述負(fù)荷電源邊界條件及電力平衡計(jì)算原則，采用HUST_ProS仿真軟件計(jì)算不同水文年與負(fù)荷場(chǎng)景下電力電量平衡結(jié)果，以此分析“十四五”云南電力供需形勢(shì)。

4.1 負(fù)荷基礎(chǔ)方案

考慮“十四五”省內(nèi)負(fù)荷采用基礎(chǔ)方案，新增新能源規(guī)模按2205萬(wàn)千瓦考慮，則不同水文年下“十四五”逐年電力電量平衡結(jié)果可知：

平水年下，“十四五”云南最大電力缺口達(dá)570萬(wàn)千瓦，逐年最大電力缺口均出現(xiàn)在汛枯交替的11月晚間大方式時(shí)段，原因主要為水電豐枯期出力懸殊較大，枯期水電由于水頭較低導(dǎo)致出力較小，而此時(shí)段為省內(nèi)負(fù)荷全年最高峰，電力缺口持續(xù)時(shí)間較短，建議結(jié)合需求側(cè)響應(yīng)錯(cuò)峰用電；此外，“十四五”逐年電量平衡。

枯水年下，“十四五”云南最大電力缺口達(dá)1200萬(wàn)千瓦，逐年最大電力缺口均出現(xiàn)在汛枯交替的11月晚間大方式時(shí)段，原因主要為枯水年水電由于缺電量導(dǎo)致的缺電力問(wèn)題凸顯，水電由于來(lái)水驟減導(dǎo)致出力較小，而此時(shí)段為省內(nèi)負(fù)荷全年最高峰；此外，火電利用小時(shí)控制在5000小時(shí)以?xún)?nèi)，“十四五”云南最大電量不足達(dá)340億千瓦時(shí)。

4.2 負(fù)荷高方案

考慮“十四五”省內(nèi)負(fù)荷采用高方案，新增新能源規(guī)模按5000萬(wàn)千瓦考慮，則不同水文年下2025年電力電量平衡結(jié)果可知：平水年下，2025年云南最大電力缺口達(dá)520萬(wàn)千瓦，電量基本平衡；枯水年下，2025年云南最大電力缺口達(dá)1130萬(wàn)千瓦，火電利用小時(shí)控制在5000小時(shí)以?xún)?nèi)，電量不足達(dá)190億千瓦時(shí)。

此外，考慮“十四五”云南新增5000萬(wàn)千瓦新能源配置10%的儲(chǔ)能，平水年下2025年云南豐期電力基本平衡，全年棄電量可減少30億千瓦時(shí)，火電利用小時(shí)可減少170小時(shí)，折合原煤節(jié)約燃煤210萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放量370萬(wàn)噸。

綜上，對(duì)于以水電為主的云南電力系統(tǒng)，電力供應(yīng)受來(lái)水豐枯影響顯著，枯水年下電力電量雙缺問(wèn)題更為突出；此外，新能源作為“十四五”云南增量主體電源，大規(guī)模新能源發(fā)展可以增加電量效益，然而因其有效裝機(jī)不足無(wú)法提供可靠的電力支撐，“十四五”云南電力保供形勢(shì)依然嚴(yán)峻。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)“十四五”云南負(fù)荷發(fā)展與電源規(guī)劃情況，開(kāi)展了“十四五”云南不同負(fù)荷發(fā)展與電源建設(shè)場(chǎng)景下電力供需形勢(shì)分析，得出以下結(jié)論：

1）“十四五”負(fù)荷基礎(chǔ)方案下，新增新能源規(guī)模按2205萬(wàn)千瓦考慮，平水年云南最大電力缺口達(dá)570萬(wàn)千瓦，逐年電量平衡；枯水年云南最大電力缺口達(dá)1200萬(wàn)千瓦，火電利用小時(shí)控制在5000小時(shí)以?xún)?nèi)，最大電量不足達(dá)340億千瓦時(shí)；

2）2025年負(fù)荷高方案下，新增新能源規(guī)模按5000萬(wàn)千瓦考慮，平水年云南最大電力缺口達(dá)520萬(wàn)千瓦，電量基本平衡；枯水年云南最大電力缺口達(dá)1130萬(wàn)千瓦，火電利用小時(shí)控制在5000小時(shí)以?xún)?nèi)，最大電量不足達(dá)190億千瓦時(shí)。若新增5000萬(wàn)千瓦新能源按10%配置儲(chǔ)能，云南豐期電力基本平衡，全年棄電量可減少30億千瓦時(shí)，火電利用小時(shí)可減少170小時(shí)，折合原煤節(jié)約燃煤210萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放量370萬(wàn)噸；

3）“十四五”云南電力供需偏緊，需進(jìn)一步落實(shí)規(guī)劃電源盡快投產(chǎn)，提高電煤供應(yīng)能力，增加儲(chǔ)能配置規(guī)模，加強(qiáng)需求側(cè)響應(yīng)研究以保障電力可靠供應(yīng)；此外，大規(guī)模新能源發(fā)展下通過(guò)配置一定規(guī)模的儲(chǔ)能，可以提高新能源裝機(jī)效益和減少棄風(fēng)棄光，促進(jìn)新能源消納并減少電煤燃燒，推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)更好發(fā)展。