新型電力系統(tǒng)建設(shè)環(huán)境下的“西電東送”發(fā)展研究

劉哲，唐成鵬，周青，吳呂呂，孫坤，朱一兵

(1.中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司，廣東 廣州 510663；2.中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司貴陽局，貴州 貴陽 550081；3.中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司梧州局，廣西 梧州 543002；4.華北電力大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，北京 102206)

2021年3月15日，中央財(cái)經(jīng)委員會第九次會議首次提出“要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”，逐漸降低化石能源消耗，提高新能源發(fā)電占比。我國新能源資源與負(fù)荷需求呈逆向分布，風(fēng)光資源多數(shù)分布在西部和西北部地區(qū)，負(fù)荷中心則主要集中在東部沿海地區(qū)，“西電東送”作為聯(lián)接西部能源基地和東部負(fù)荷中心的橋梁，是統(tǒng)籌東西部能源資源、實(shí)現(xiàn)資源在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置的有效途徑[1]。隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的不斷深入，電力系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、控制基礎(chǔ)和運(yùn)行機(jī)理發(fā)生深刻變化，使得跨省區(qū)輸電通道的利用率和經(jīng)濟(jì)性發(fā)生改變，該新形勢為“西電東送”生產(chǎn)運(yùn)營的各環(huán)節(jié)帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和重大機(jī)遇。

為保障新型電力系統(tǒng)建設(shè)的穩(wěn)妥有序推進(jìn)，促進(jìn)“西電東送”的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，本研究首先根據(jù)國家相關(guān)政策和專家觀點(diǎn)，梳理新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征；然后從主網(wǎng)架形態(tài)、電網(wǎng)規(guī)劃和投資以及跨省區(qū)輸電價(jià)格機(jī)制等多個(gè)方面，探究新型電力系統(tǒng)建設(shè)對于“西電東送”造成的影響；最后針對性提出“西電東送”的發(fā)展建議，以期為適應(yīng)新型電力系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展，助力我國“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供重要參考。

1 新型電力系統(tǒng)內(nèi)涵特征

在以化石能源為主的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的過程中，電力系統(tǒng)的特性和內(nèi)涵特征發(fā)生深刻變化。本研究主要通過梳理中央、各部委等發(fā)布的新型電力系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)政策以及國內(nèi)外專家的主流觀點(diǎn)，深入剖析新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征，為后續(xù)分析新型電力系統(tǒng)對于“西電東送”的影響奠定政策和理論基礎(chǔ)。

1.1 政策和專家觀點(diǎn)

在中央層面上，《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完善準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》提出積極發(fā)展非化石能源，實(shí)施可再生能源替代行動，大力發(fā)展風(fēng)能、太陽能以及生物質(zhì)能等可再生能源，并且結(jié)合加快抽水蓄能和新型儲能規(guī)?；瘧?yīng)用，用以構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)[2]。在國家部委級省級層面上，國資委在《關(guān)于推進(jìn)中央企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展做好碳達(dá)峰碳中和工作的指導(dǎo)意見》中，對如何構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提出了指導(dǎo)意見，即提升供電保障能力，提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，鼓勵(lì)建設(shè)智慧能源系統(tǒng)和微電網(wǎng)，積極推進(jìn)虛擬電廠、抽水蓄能以及新型儲能的相關(guān)建設(shè)等[3]；國家能源局在《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》中對新型電力系統(tǒng)進(jìn)行了更深層次的解釋，指出新型電力系統(tǒng)具備安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合四大基本特征，其中安全高效是基本前提，清潔低碳是核心目標(biāo)，柔性靈活是重要支撐，智慧融合是基礎(chǔ)保障，共同構(gòu)建了新型電力系統(tǒng)的“四位一體”框架體系[4]。

與此同時(shí)，國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜谊懤m(xù)對新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征進(jìn)行研究和探討。文獻(xiàn)[5]中指出，新型電力系統(tǒng)包括以新能源為主體的電源結(jié)構(gòu)、數(shù)字化和智能化的電網(wǎng)建設(shè)、源網(wǎng)荷儲的多元互動，以及以電為中心建立的綜合能源服務(wù)體系等；文獻(xiàn)[6]中提出，應(yīng)從安全性、開放性以及適應(yīng)性三方面考慮新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵；文獻(xiàn)[7]則將新型電力系統(tǒng)的豐富內(nèi)涵和顯著特征分為了綠色高效、柔性開放、數(shù)字賦能三方面；文獻(xiàn)[8]總結(jié)凝練了新型電力系統(tǒng)的“源網(wǎng)荷儲碳數(shù)”六大關(guān)鍵要素，并系統(tǒng)闡述六要素之間的耦合關(guān)系；文獻(xiàn)[9]認(rèn)為新型電力系統(tǒng)在構(gòu)建和發(fā)展的過程中應(yīng)具備“三自”的內(nèi)在性質(zhì)，分別為自平衡、自組織以及自相似。

綜上所述，現(xiàn)階段國內(nèi)政策和現(xiàn)有文獻(xiàn)對新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征進(jìn)行了較為清晰的闡釋，但尚未將其細(xì)化至電力系統(tǒng)的發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)以及電網(wǎng)側(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)，一定程度上弱化了其指導(dǎo)作用。

1.2 新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征

綜合對國家政策和相關(guān)專家觀點(diǎn)的梳理分析，我國新型電力系統(tǒng)應(yīng)建成為以新能源為供應(yīng)主體，以保障電力安全穩(wěn)定供應(yīng)為前提，以滿足日益增長的電力需求為目標(biāo)，以智能電網(wǎng)為樞紐平臺，以源網(wǎng)荷儲互動與多能互補(bǔ)為支撐的電力系統(tǒng)，并具有“安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合”的顯著特征。

由于新型電力系統(tǒng)建設(shè)涵蓋發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)以及用戶側(cè)的軟硬件升級，并催生出一系列的新場景與新模式，為進(jìn)一步清晰闡述和系統(tǒng)分析新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征，本研究將上述新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征具體細(xì)化到至發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)以及用戶側(cè)，如圖1所示。

圖1 新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵特征Fig.1 Connotative characteristics of the new power system

1.2.1 發(fā)電側(cè)的內(nèi)涵特征

一是傳統(tǒng)能源作為系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源的需求凸顯。根據(jù)國家能源局發(fā)布的《2022年全年電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》，截止到2022年底，我國新能源裝機(jī)容量達(dá)7.58億kW，占發(fā)電總裝機(jī)容量的29.6%。其中：風(fēng)電裝機(jī)容量約3.7億kW，同比增長11.2%；太陽能發(fā)電裝機(jī)容量約3.9億kW，同比增長28.1%[10]。相應(yīng)的，以燃煤火電為主的傳統(tǒng)化石能源由于其裝機(jī)容量和發(fā)電量占比不斷下降，其功能定位也將由電力系統(tǒng)主體電源逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏﹄娏坎⒅氐闹涡院驼{(diào)節(jié)性電源[11]，用以全面降低因新能源電力嵌入而導(dǎo)致的電網(wǎng)頻率波動[12]，使得其作為電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源的需求逐漸凸顯。

二是新能源將以集中式和分布式并存的方式進(jìn)行多元布局。由于我國資源稟賦和能源需求呈逆向分布，未來風(fēng)光等新能源廠址的選取將主要集中在我國西部地區(qū)和東部沿海地區(qū)，距離東部負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，將導(dǎo)致源荷分布的地域矛盾逐漸增大，加之新能源發(fā)電特性相較于傳統(tǒng)能源較為復(fù)雜，所以隨著新型電力系統(tǒng)不斷發(fā)展，未來將呈現(xiàn)出大型風(fēng)光基地與分布式電源并存的多元布局。

1.2.2 用戶側(cè)的內(nèi)涵特征

一是電力用戶的最大負(fù)荷和用電量逐漸提高。近年來，我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)型升級，在穩(wěn)中向好、長期向好的大形勢下，社會經(jīng)濟(jì)對電能的需求日益擴(kuò)大。與此同時(shí)，將非化石能源使用轉(zhuǎn)化成電能資源是目前實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的有效途徑，所以未來終端用戶的最大負(fù)荷和用電量將顯著提高[13]。

二是負(fù)荷結(jié)構(gòu)和負(fù)荷特性將發(fā)生變化。隨著電能替代工作的穩(wěn)步推進(jìn)，以電代煤、以電代油和以電代氣將引入更多不同類型的電力負(fù)荷，并且由于上述電能替代的負(fù)荷特性與傳統(tǒng)用戶的負(fù)荷特性有較大差異，各類負(fù)荷曲線相互疊加會導(dǎo)致總負(fù)荷特性受到影響。

三是溫控負(fù)荷、電動汽車等新型負(fù)荷不斷涌現(xiàn)，用戶側(cè)分布式儲能的推廣應(yīng)用，以及電力市場現(xiàn)貨交易機(jī)制的不斷完善，使得負(fù)荷從以往的單一流向分布逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閰⑴c電網(wǎng)側(cè)的雙向能量互動；所以，靈活深入的供需互動將改變新型電力系統(tǒng)的負(fù)荷形態(tài)，提升電網(wǎng)供需互動水平是實(shí)現(xiàn)新型電力系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的客觀要求和必要基礎(chǔ)。

1.2.3 電網(wǎng)側(cè)的內(nèi)涵特征

一是潮流時(shí)空分布多變。與傳統(tǒng)能源不同，以風(fēng)電和光伏為主的新能源出力取決于風(fēng)速和光照等自然條件，并且大規(guī)模集中式和分布式新能源接入電源中心和負(fù)荷中心，可能會影響電力系統(tǒng)潮流在時(shí)間和空間上的分布[14]。

二是電網(wǎng)投資顯著增加。在輸電線路容量投資方面：一方面新能源出力由于具有隨機(jī)性、間歇性以及波動性等特征，與傳統(tǒng)能源相比在特定時(shí)間發(fā)出同樣的電能則需要更大規(guī)模的裝機(jī)容量，使得電網(wǎng)需要進(jìn)行更大規(guī)模的投資來容納新能源電源的接入；另一方面，大規(guī)模新能源的接入可能會加重系統(tǒng)高峰時(shí)段輸電通道容量的稀缺程度，負(fù)荷增長高峰時(shí)段輸電通道容量將日益稀缺，使得未來的輸配電網(wǎng)容量投資提前，提高輸配電網(wǎng)容量投資的折現(xiàn)值，給終端電價(jià)水平上漲造成壓力。

2 新型電力系統(tǒng)建設(shè)對于“西電東送”的影響

目前，“西電東送”的經(jīng)營發(fā)展正處于并將長期處于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、建設(shè)新型電力系統(tǒng)和全國統(tǒng)一電力市場的多重復(fù)雜環(huán)境之中，“西電東送”的內(nèi)外部形勢也將緊密圍繞新能源發(fā)展和統(tǒng)一市場建設(shè)而不斷演化，該新形勢為“西電東送”帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和重大機(jī)遇。

2.1 對主網(wǎng)架形態(tài)和規(guī)模的影響

新型電力系統(tǒng)復(fù)雜的動態(tài)特征將對電網(wǎng)主網(wǎng)架形態(tài)和規(guī)模造成重要影響，主要體現(xiàn)在新能源遠(yuǎn)距離消納、用電負(fù)荷需求增長，以及海量數(shù)據(jù)分析與高性能計(jì)算等方面。

2.1.1 新能源遠(yuǎn)距離消納方面

我國新能源資源與負(fù)荷中心呈逆向分布，這就決定了構(gòu)建新型電力系統(tǒng)必須依托新能源豐富地區(qū)，以“建設(shè)大基地、融入大電網(wǎng)”的方式，堅(jiān)持“西電東送”，促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。新能源未來將在電源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，電網(wǎng)作為消納大規(guī)模新能源的核心樞紐作用將更加顯著。

2.1.2 用電負(fù)荷增長方面

在新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中，新能源大規(guī)模開發(fā)及終端用能的新電氣化，提出了增量電網(wǎng)建設(shè)和電能輸送的需求，促進(jìn)資源互濟(jì)共享的作用也將進(jìn)一步提升。隨著統(tǒng)一電力市場的不斷實(shí)踐與完善，市場主體、交易手段、交易標(biāo)的將日趨豐富，跨省區(qū)電力交易電量也將逐漸增多[15]，對“西電東送”主網(wǎng)架的規(guī)模和堅(jiān)強(qiáng)性提出了更高的要求，同時(shí)也需要主網(wǎng)架進(jìn)一步提升更大范圍的資源配置的能力。

2.1.3 數(shù)字化和智能化電網(wǎng)方面

新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)數(shù)字與物理系統(tǒng)深度融合的特征，其中如何對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、快速處理、挖掘分析和高性能計(jì)算，以及如何以數(shù)據(jù)引領(lǐng)和優(yōu)化能量流、業(yè)務(wù)流等問題逐漸凸顯。

2.2 對電網(wǎng)規(guī)劃和投資的影響

在推動新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中，新能源出力特性以及“西電東送”輸電通道在高峰時(shí)段的稀缺性，可能會對電網(wǎng)規(guī)劃和投資規(guī)模和時(shí)序、通道建設(shè)以及建設(shè)資金需求等方面造成一定的影響。

2.2.1 投資時(shí)序和規(guī)模方面

新能源出力具有一定的隨機(jī)性和波動性，將會導(dǎo)致未來新型電力系統(tǒng)輸電通道阻塞與低利用率共存，輸電通道潮流阻塞的雙向性等現(xiàn)象將會成為常態(tài)。并且受環(huán)保、征地等政策因素的影響，西部與西北部清潔能源基地潛在送出工程在投資規(guī)模時(shí)序和規(guī)模上存在一定的不確定性，進(jìn)一步增加了“西電東送”項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)難度。

2.2.2 輸電走廊資源方面

“西電東送”自1996年實(shí)施開始，截至目前已經(jīng)形成了以北通道、中通道以及南通道為主的三大跨省區(qū)輸電通道[16]，跨省區(qū)輸電通道和其他省網(wǎng)公司輸電通道也相應(yīng)占用了區(qū)域內(nèi)過境省份和負(fù)荷中心城市大量輸電走廊資源。同時(shí)隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展以及向綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型，新建成的城市化密集區(qū)、發(fā)展規(guī)劃區(qū)和各類環(huán)境敏感區(qū)大量出現(xiàn)，嚴(yán)重制約了線路建設(shè)選線，如何開辟和充分利用新的輸電走廊通道是“西電東送”發(fā)展面臨的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。

2.2.3 建設(shè)資金需求方面

新型電力系統(tǒng)對于“西電東送”建設(shè)資金需求的影響主要體現(xiàn)在2個(gè)方面：一方面，新能源的大規(guī)模接入將會顯著增加電源接入工程和電網(wǎng)配套送出工程投資成本、共用電網(wǎng)擴(kuò)容成本，與此同時(shí)，調(diào)相機(jī)、阻抗適配器、靜止同步補(bǔ)償裝置(static synchronous compensation，STATCOM)等大量穩(wěn)定支撐成本，以及大規(guī)模抽蓄或新能源儲能等調(diào)節(jié)資源的配套建設(shè)[17]，都將導(dǎo)致投資成本大大增加；另一方面，增量投資主要用于滿足新能源消納、提高供電質(zhì)量和服務(wù)方面，與終端用戶的電量增長并無直接關(guān)聯(lián)。在我國目前將輸配電網(wǎng)投資與電量掛鉤的機(jī)制下，未來能夠納入核價(jià)范圍的電網(wǎng)投資規(guī)模將難以滿足新能源大規(guī)模接入帶來的投資需求，電網(wǎng)投資建設(shè)的資金壓力較大[18]。

2.3 對安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響

在國家鼓勵(lì)“沙戈荒”清潔能源基地發(fā)展的背景下，送端弱電網(wǎng)、交直流混聯(lián)大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定問題將愈發(fā)突出。

2.3.1 直流安全穩(wěn)定運(yùn)行方面

高比例新能源和高比例電力電子接入電網(wǎng)，將引發(fā)諧波、諧振以及振蕩問題進(jìn)一步突出，可能會威脅到直流的安全穩(wěn)定運(yùn)行。具體來說，隨著新能源和電力電子設(shè)備的大規(guī)模接入電網(wǎng)，新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定問題由傳統(tǒng)的工頻段擴(kuò)展到中高頻段，將呈現(xiàn)寬頻振蕩等新特征，電網(wǎng)的系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行機(jī)理將出現(xiàn)深刻變化，電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定、寬頻振蕩等問題進(jìn)一步突出，電網(wǎng)諧波諧振帶來直流閉鎖或停運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)增大，相關(guān)基礎(chǔ)理論、運(yùn)行特性、控制技術(shù)等亟待開展系統(tǒng)研究。

2.3.2 輸電通道運(yùn)維方面

為保障新能源的應(yīng)接盡接、高效足額消納，電力電量時(shí)空平衡難度將顯著加大，“西電東送”參與系統(tǒng)調(diào)峰、調(diào)頻等的頻次可能會增加，通道運(yùn)維保安全、保暢通的壓力進(jìn)一步增大。

并且，傳統(tǒng)“西電東送”運(yùn)維模式也將難以適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的發(fā)展。隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)，各類新設(shè)備、新技術(shù)、新的自然環(huán)境、區(qū)外新管控模式等的出現(xiàn)，必然要求“西電東送”運(yùn)維模式進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，充分運(yùn)用數(shù)字化、智能化技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)運(yùn)維手段和生產(chǎn)組織模式的創(chuàng)新，以適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的發(fā)展。

2.4 對現(xiàn)有跨省區(qū)輸電價(jià)格機(jī)制的影響

我國目前跨省區(qū)專項(xiàng)工程輸電價(jià)格，主要采用以經(jīng)營期方法計(jì)算的單一制電量輸電價(jià)格機(jī)制，其定價(jià)方法相對簡單且在前期執(zhí)行中取得了良好效果。隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)和電力市場化改革的逐漸深化，未來全國范圍內(nèi)各省各區(qū)域之間的電力電量交換和電價(jià)將逐步由市場競爭機(jī)制決定，將導(dǎo)致現(xiàn)有的價(jià)格機(jī)制難以實(shí)現(xiàn)輸電工程準(zhǔn)許收入回收、成本公平分?jǐn)偂?/p>

2.4.1 準(zhǔn)許收入回收方面

跨省區(qū)專項(xiàng)工程準(zhǔn)許收入的是否實(shí)現(xiàn)，主要受其輸電價(jià)格和預(yù)測輸電量影響。電力現(xiàn)貨市場環(huán)境下，跨省區(qū)專項(xiàng)工程年預(yù)測送電量的水平，明顯受送端機(jī)組發(fā)電能力和受端市場負(fù)荷需求的影響。在新型電力系統(tǒng)建設(shè)的過程中，大量的集中式和分布式新能源接入電力系統(tǒng)，一方面將使得送端電源的新能源電源裝機(jī)占比不斷提高，其發(fā)電能力將會受到天氣因素等多方面影響，另一方面受端用戶接入大量分布式新能源電源，其負(fù)荷需求難以通過現(xiàn)有方法準(zhǔn)確預(yù)測；所以，上述因素將導(dǎo)致跨省區(qū)專項(xiàng)工程的年輸電預(yù)測量存在較大的不確定性，進(jìn)而影響年準(zhǔn)許收入的足額回收[19]。

2.4.2 成本公平分?jǐn)偡矫?/p>

一方面，隨著新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)，由于新能源出力波動較大且就地消納有限，原有的“西電東送”輸電通道容量難以滿足新能源出力高峰時(shí)段的輸送需求，使得電網(wǎng)公司不得不對“西電東送”線路進(jìn)行擴(kuò)容和建設(shè)，以及時(shí)消納和送出新能源發(fā)電；另一方面，新能源發(fā)電機(jī)組由于邊際成本較低，在未來電力市場交易中可能會獲得相比原政府定價(jià)情況的超額利潤。在此情況下，根據(jù)“誰受益，誰分?jǐn)偂痹瓌t，僅由終端用戶支付的單一制電量電價(jià)的形式難以保證跨省區(qū)專項(xiàng)工程輸電成本的公平分?jǐn)偂?/p>

2.5 “西電東送”的發(fā)展機(jī)遇

在新形勢下，“西電東送”在促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、引領(lǐng)輸電技術(shù)進(jìn)步、推動電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展等方面發(fā)揮著不可替代的關(guān)鍵性作用，在國家“雙碳”戰(zhàn)略和新型電力系統(tǒng)建設(shè)大背景下，在“十四五”期間及中長期，將面臨著重大的歷史機(jī)遇，主要表現(xiàn)在“五個(gè)更加凸顯”。

一是“西電東送”作為輸送清潔能源的樞紐平臺地位更加凸顯，“西電東送”有望再次迎來跨越式發(fā)展。“雙碳”目標(biāo)下，西部和北部風(fēng)能、太陽能等富集地區(qū)的新能源裝機(jī)容量快速增長，跨區(qū)跨省外送需求強(qiáng)烈。

二是“西電東送”在新型電力系統(tǒng)中的合理分區(qū)、柔性互聯(lián)、安全可控、開放互濟(jì)作用更加凸顯。新型電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)大電網(wǎng)為主導(dǎo)、多種電網(wǎng)形態(tài)相融并存的格局。

三是“西電東送”數(shù)字化轉(zhuǎn)型推動數(shù)字賦能價(jià)值更加凸顯。數(shù)字技術(shù)是支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)營、服務(wù)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵載體，數(shù)字電網(wǎng)將成為承載新型電力系統(tǒng)的最佳形態(tài)。為推動主網(wǎng)架規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)維、物資等多專業(yè)高效協(xié)同，提升企業(yè)數(shù)字化運(yùn)營能力，必然要求“西電東送”主網(wǎng)架加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐。

四是“西電東送”多能互補(bǔ)、余缺平衡能力更加凸顯。隨著新能源在電源結(jié)構(gòu)中逐步占據(jù)主導(dǎo)地位，“西電東送”的配套電源將由以水火為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐燥L(fēng)光水火儲打捆送出為主，“西電東送”電量將呈現(xiàn)更大范圍的“水火風(fēng)光互濟(jì)”“南北峰枯互補(bǔ)”，保障跨省區(qū)電力安全穩(wěn)定供應(yīng)，確保清潔能源充分消納。

五是全國統(tǒng)一電力市場建設(shè)促進(jìn)“西電東送”高質(zhì)量發(fā)展的作用更加凸顯。新型電力系統(tǒng)構(gòu)建主體的逐漸多元化、復(fù)雜化，全國統(tǒng)一電力市場的建設(shè)與完善存在進(jìn)一步完善的必要與空間?！拔麟姈|送”將推動制訂適應(yīng)高比例新能源市場主體參與的中長期、現(xiàn)貨電能量市場交易機(jī)制，開展綠色電能交易、建立電能量市場與碳市場的銜接機(jī)制，引導(dǎo)市場發(fā)現(xiàn)“西電東送”綠色能源價(jià)值，為新能源的充分利用提供市場支撐。

3 “西電東送”的發(fā)展方向和建議

在新型電力系統(tǒng)建設(shè)環(huán)境下，“西電東送”在促進(jìn)電能資源優(yōu)化配置、加快區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、引領(lǐng)輸電技術(shù)進(jìn)步等方面發(fā)揮著不可替代的關(guān)鍵性作用。結(jié)合前述影響分析，對“西電東送”未來發(fā)展提出以下建議。

a)逐步建立適應(yīng)新型電力系統(tǒng)發(fā)展的主網(wǎng)架形態(tài)。

我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)的主要任務(wù)，就是要在保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、終端電價(jià)水平相對平穩(wěn)的前提下，促進(jìn)可再生能源的消納?！拔麟姈|送”主網(wǎng)架形態(tài)應(yīng)與新型電力系統(tǒng)建設(shè)有機(jī)結(jié)合，在確保完成新型電力系統(tǒng)建設(shè)任務(wù)的同時(shí)，保障自身的健康經(jīng)營及可持續(xù)發(fā)展，統(tǒng)籌電力能源安全、促進(jìn)新能源消納、全社會用能成本有效控制等發(fā)展目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)電力全產(chǎn)業(yè)鏈的健康、全面發(fā)展。

未來“西電東送”的主網(wǎng)架形態(tài)應(yīng)以跨省區(qū)輸電工程建設(shè)為主，充分發(fā)揮高壓直流和海纜的核心競爭力，輔以數(shù)字化轉(zhuǎn)型、新型儲能等新型電力系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)業(yè)務(wù)，加快推進(jìn)數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)和現(xiàn)代化電網(wǎng)進(jìn)程，推動以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)構(gòu)建，助力“雙碳”的實(shí)現(xiàn)。其中，跨省區(qū)輸電工程建設(shè)將圍繞深化“西電東送”、拓展“北電南送”、接續(xù)存量通道的路徑，以提升電網(wǎng)對新能源大規(guī)模開發(fā)、大范圍消納的支撐能力，其投資格局應(yīng)由遠(yuǎn)距離跨省區(qū)輸電為主，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離跨省區(qū)輸電與中距離接續(xù)外送、短距離近海送電的兼容并舉、協(xié)同發(fā)展。

b)逐步發(fā)展和創(chuàng)新電網(wǎng)投資優(yōu)化策略。

一是做強(qiáng)做優(yōu)電網(wǎng)資產(chǎn)規(guī)模，夯實(shí)電力保供及核價(jià)參數(shù)基礎(chǔ)。電網(wǎng)有效資產(chǎn)是電網(wǎng)公司提供電力供應(yīng)服務(wù)的基礎(chǔ)，更是電網(wǎng)公司獲得經(jīng)營收益的關(guān)鍵參數(shù)，電網(wǎng)公司的資產(chǎn)管理策略應(yīng)緊緊圍繞有效資產(chǎn)的定義和范圍進(jìn)行業(yè)務(wù)整合與拓展。

二是優(yōu)化電網(wǎng)投資策略，落實(shí)精準(zhǔn)投資要求。在保供穩(wěn)價(jià)的要求下，電網(wǎng)公司的投資策略應(yīng)同時(shí)滿足新增負(fù)荷需求以及電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展需要，要加快建立銜接輸配電價(jià)、滿足經(jīng)營約束、與產(chǎn)出效益掛鉤的精益投資管理機(jī)制，將貫徹落實(shí)國家重大決策部署，建設(shè)安全、可靠、綠色、高效、智能的現(xiàn)代化電網(wǎng)以及構(gòu)建新型電力系統(tǒng)結(jié)合起來，精準(zhǔn)保障重點(diǎn)工程投入，以穩(wěn)定的電網(wǎng)投入和重大項(xiàng)目建設(shè)帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游持續(xù)擴(kuò)大有效投資。

三是積極參與電力市場建設(shè)，解決未來新線路資金短缺問題。對于現(xiàn)有線路，應(yīng)充分發(fā)揮“西電東送”主網(wǎng)架的基礎(chǔ)物理平臺優(yōu)勢，積極參與全國統(tǒng)一電力市場建設(shè)，利用市場機(jī)制促進(jìn)可再生能源的大范圍資源優(yōu)化配置，以“西電”的成本優(yōu)勢提升通道利用率；對于規(guī)劃線路，充分挖掘規(guī)劃線路的發(fā)電容量保障作用，積極參與容量市場建設(shè)，爭取將未來規(guī)劃建設(shè)的線路納入容量市場，以提前獲取部分建設(shè)資金。

c)結(jié)合新型電力系統(tǒng)建設(shè)，通過底層技術(shù)層面保障“西電東送”安全穩(wěn)定運(yùn)行。

在工程規(guī)劃階段，統(tǒng)籌處理好新能源發(fā)展與電力保障、電網(wǎng)安全之間的關(guān)系；在工程建設(shè)階段，深入研究新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制、自然災(zāi)害防護(hù)預(yù)警等重大技術(shù)問題，做好高地震烈度、高海拔地區(qū)設(shè)備安全性和適應(yīng)性的校核；在工程運(yùn)維階段，形成清晰的設(shè)備管控策略及適應(yīng)發(fā)展的生產(chǎn)組織模式。

積極開展柔性直流技術(shù)、多端直流技術(shù)等示范和推廣，充分利用多端直流輸電技術(shù)，推動海上風(fēng)電集群大規(guī)模電源開發(fā)利用和風(fēng)光水互補(bǔ)能源基地的開發(fā)送出；各同步電網(wǎng)之間主要以直流相聯(lián)，發(fā)揮好柔性直流的突出優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)大電網(wǎng)平臺協(xié)同互補(bǔ)及大規(guī)模新能源傳輸消納，有效增強(qiáng)能源資源跨省區(qū)優(yōu)化配置能力；推動柔性互聯(lián)主網(wǎng)架技術(shù)路線，新建直流受端以柔性直流為主，對存量直流逐步實(shí)施柔性直流改造，通過柔性直流互聯(lián)技術(shù)構(gòu)建同步電網(wǎng)規(guī)模合理的柔性互聯(lián)大電網(wǎng)。通過上述底層技術(shù)層面根本性緩解交直流混聯(lián)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行問題。

d)實(shí)行兩部制的跨省區(qū)專項(xiàng)工程輸電價(jià)格機(jī)制。

新型電力系統(tǒng)建設(shè)和全國統(tǒng)一電力市場建設(shè)，可能造成諸如跨省區(qū)專項(xiàng)工程難以實(shí)現(xiàn)其準(zhǔn)許收入回收和成本公平分?jǐn)偟葐栴}，所以應(yīng)綜合考慮單一電量輸電價(jià)格的不適應(yīng)性和價(jià)格機(jī)制調(diào)整的難度，通過開展兩部制輸電價(jià)格形式提升輸電價(jià)格機(jī)制靈活性，來合理反映跨省區(qū)專項(xiàng)工程在聯(lián)網(wǎng)、安全和輸送電力電量等方面的作用，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)許收入回收與輸電量的部分解耦。其中，較低的電量電價(jià)可以避免阻礙區(qū)外清潔能源的外送，合理的容量電價(jià)可以激勵(lì)送、受雙方履行協(xié)議，提高線路利用率和投資經(jīng)濟(jì)性。

具體設(shè)計(jì)時(shí)，容量電費(fèi)與電量電費(fèi)的比例可參考《區(qū)域電網(wǎng)輸電價(jià)格定價(jià)辦法》(發(fā)改價(jià)格規(guī)〔2020〕100號)中所提出的比例確定方法，即按照折舊費(fèi)與人工費(fèi)之和與運(yùn)行維護(hù)費(fèi)的比例，確定容量電費(fèi)與電量電費(fèi)之比[20]，電量電價(jià)可根據(jù)“西電東送”發(fā)電側(cè)的電源結(jié)構(gòu)和用電側(cè)的負(fù)荷結(jié)構(gòu)實(shí)行分時(shí)電價(jià)價(jià)格機(jī)制。例如，當(dāng)發(fā)電側(cè)電源結(jié)構(gòu)以水電為主時(shí)，可根據(jù)送出地區(qū)的來水情況制訂豐枯季節(jié)性輸電價(jià)格，通過提高豐水期的電量電價(jià)和降低枯水期的電量電價(jià)，促進(jìn)水電的跨省區(qū)消納，提高“西電東送”通道的利用率[21]。

在容量電費(fèi)分?jǐn)偡矫?，為促進(jìn)成本的公平分?jǐn)偤突厥诊L(fēng)險(xiǎn)的公平分擔(dān)，容量電費(fèi)理應(yīng)由受端省區(qū)電力用戶與送出方(送端省、“點(diǎn)對網(wǎng)”電廠)共同分?jǐn)?。但由于我國尚未存在向送電省收取輸電費(fèi)的先例，為確保方案實(shí)施的可行性，容量電費(fèi)在初期可向廣東、廣西等受端電網(wǎng)收取，逐步過渡至向送、受兩端收取。

4 結(jié)論與展望

隨著西部和西北部的清潔能源基地加快開發(fā)，“西電東送”作為聯(lián)接我國西部能源基地和東部負(fù)荷中心的重要橋梁，是推動新型電力系統(tǒng)建設(shè)的有效途徑。與此同時(shí)，新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)給“西電東送”生產(chǎn)經(jīng)營各環(huán)節(jié)帶來了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

本研究圍繞新型電力系統(tǒng)“安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧融合”的特點(diǎn)，深入探究新型電力系統(tǒng)發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)以及電網(wǎng)側(cè)的內(nèi)涵特征，并從主網(wǎng)架形態(tài)和規(guī)模、電網(wǎng)規(guī)劃和投資，以及跨省區(qū)輸電價(jià)格機(jī)制等多個(gè)方面，梳理分析新型電力系統(tǒng)的新特點(diǎn)對“西電東送”的影響。最后提出應(yīng)逐步建立適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，逐步發(fā)展和創(chuàng)新電網(wǎng)規(guī)劃方法，制訂科學(xué)合理的跨省區(qū)專項(xiàng)工程輸電價(jià)格機(jī)制，以及提高“西電東送”安全穩(wěn)定運(yùn)行等建議，以適應(yīng)新型電力系統(tǒng)發(fā)展建設(shè)。

新型電力系統(tǒng)建設(shè)逐漸擴(kuò)寬了“西電東送”的發(fā)展空間，引領(lǐng)了“西電東送”的發(fā)展規(guī)劃。同時(shí)，“西電東送”的發(fā)展則進(jìn)一步推進(jìn)了新型電力系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)程，是建設(shè)新型電力系統(tǒng)的必然選擇。未來，“西電東送”與新型電力系統(tǒng)應(yīng)協(xié)同發(fā)展，共同促進(jìn)“雙碳”目標(biāo)的加速實(shí)現(xiàn)，為我國經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)健康發(fā)展提供有力支撐。