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新型電力系統(tǒng)報(bào)告:電網(wǎng)加速智能化,推動(dòng)AI實(shí)際應(yīng)用

西南證券發(fā)布時(shí)間:2023-04-12 11:55:51  作者:池天惠、劉洋

 

  (報(bào)告出品方/作者:西南證券,池天惠、劉洋)

  1 構(gòu)建新型電力系統(tǒng),調(diào)控技術(shù)手段及調(diào)控機(jī)制亟待升級(jí)

  1.1 電力智能化驅(qū)動(dòng)力之一:新型電網(wǎng)建設(shè)加快

  雙碳政策推動(dòng),風(fēng)光未來將成電源裝機(jī)主力。隨著雙碳政策的推動(dòng),能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)加速 轉(zhuǎn)型,根據(jù)《中華人民共和國 2022 年國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》數(shù)據(jù)顯示,2022 清潔 能源消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的比重為 25.9%,五年間提高 3.8pp。在《中國 2030 年能源電 力發(fā)展規(guī)劃研究及 2060 年展望》中,預(yù)計(jì) 2030 年電力系統(tǒng)中風(fēng)電/光伏裝機(jī)占比分別達(dá)到 21.0%/27.0%,合計(jì)裝機(jī)占比達(dá) 48%,清潔能源成為主導(dǎo)電源,裝機(jī)占比達(dá) 67.5%; 到 2060 年,風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模合計(jì)達(dá) 80%,發(fā)電量超 70%,清潔能源裝機(jī)規(guī)模合計(jì)達(dá) 96%, 風(fēng)電光伏迎來快速發(fā)展。

  新能源發(fā)電具備隨機(jī)性、波動(dòng)性以及間歇性。風(fēng)電、光伏電站由于對(duì)風(fēng)能、光能的依賴 性強(qiáng),其發(fā)電功率會(huì)隨季節(jié)、時(shí)間、天氣等發(fā)生巨大變化,具備不確定性,從而導(dǎo)致供電的 間歇性和波動(dòng)性。 新能源使電網(wǎng)來源復(fù)雜性加劇,對(duì)電力系統(tǒng)提出了更高要求,調(diào)控技術(shù)手段亟待升級(jí)。 光伏、風(fēng)力發(fā)電出力與負(fù)荷不匹配的特點(diǎn)違背電力系統(tǒng)需保持實(shí)時(shí)平衡的要求,使電壓控制、 調(diào)峰調(diào)頻難度加大。“十四五”期間,隨著陸上九大新能源基地和五大海上風(fēng)電基地的持續(xù) 建設(shè),新能源裝機(jī)和發(fā)電量將保持高速增長,未來風(fēng)光的大比例接入電網(wǎng)將使電網(wǎng)來源復(fù)雜 性加劇,電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力受到考驗(yàn),適配問題亟待解決。在此背景下,電力系統(tǒng)需要提高 感知能力,做到全面可觀、可測(cè)、可控,以適應(yīng)新形勢(shì)發(fā)展要求。

  構(gòu)建新型電力系統(tǒng),電力轉(zhuǎn)型加速。在 2021 年 3 月中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議中,首 次提出構(gòu)建以清潔能源為供給主體的新型電力系統(tǒng),并明確了新型電力系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)碳中和、 碳達(dá)峰目標(biāo)中的基礎(chǔ)地位。隨著近兩年的不斷完善,2023 年 1 月 6 日,國家能源局發(fā)布《新 型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書(征求意見稿)》,文件中指出安全高效、清潔低碳、柔性靈活、智慧 融合為新型電力系統(tǒng)的四大基本特征,其中,智慧融合是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)保障。

  電網(wǎng)是電源側(cè)和用電側(cè)的連接樞紐,電網(wǎng)智能化是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵一環(huán)。“新 型電力系統(tǒng)”一詞提出后,南方電網(wǎng)、國家電網(wǎng)相繼研究制定了相關(guān)行動(dòng)方案,南方電網(wǎng)提 出在 2030 年前基本建成新型電力系統(tǒng),國家電網(wǎng)提出 2050 年全面建成新型電力系統(tǒng)的目 標(biāo)。在南方電網(wǎng)及國家電網(wǎng)提出的行動(dòng)方案中,均提及“電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型”、“數(shù)字電網(wǎng)”等 類似字樣,在南方電網(wǎng)舉行的數(shù)字電網(wǎng)推動(dòng)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)專家研討會(huì)上,指出數(shù)字電網(wǎng) 將成為承載新型電力系統(tǒng)最佳形態(tài)。

  1.2 電力智能化驅(qū)動(dòng)力之二:電力體制改革

  從我國電價(jià)政策機(jī)制發(fā)展歷程來看,我國電價(jià)政策機(jī)制發(fā)展歷程大致可以分成四個(gè)階段: 1)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)階段(1949-1984 年):1950 年,我國成立電力行業(yè)管理局,初步形成以中央 領(lǐng)導(dǎo)為主、地方領(lǐng)導(dǎo)為補(bǔ)充的政企合一的垂直電力管理體制;2)電價(jià)初始調(diào)整階段 (1985-2001 年):1985 年,以國家經(jīng)濟(jì)委員會(huì)、國家計(jì)劃委員會(huì)、水利電力部、國家物價(jià) 局發(fā)布的《關(guān)于鼓勵(lì)集資辦電和實(shí)行多種電價(jià)的暫行規(guī)定》為標(biāo)志,開啟分類定價(jià);3)電力 市場(chǎng)化過渡階段(2002-2014 年):2002 年國務(wù)院發(fā)布《電力體制改革方案》,標(biāo)志著我國 電力行業(yè)定價(jià)正式告別政府定價(jià),進(jìn)入市場(chǎng)競價(jià)新時(shí)代。4)全面深化電力改革階段(2015 年至今):2015 年,中共中央國務(wù)院下發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》(中發(fā) [2015]9 號(hào)),確定了“三放開、一獨(dú)立、三強(qiáng)化"的改革基本路徑以及"放開兩頭、管住中間" 的體制框架。 新一輪電力體制改革加速推進(jìn)。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)調(diào)度模式為“源隨荷動(dòng)”,根據(jù)用電側(cè)來 調(diào)整電源側(cè)的發(fā)電量,新型電力系統(tǒng)下電源側(cè)發(fā)電量和負(fù)荷側(cè)用電量均不可控,加大了電力 調(diào)度難度。而目前電網(wǎng)調(diào)度方式主要是面向常規(guī)電源為主的計(jì)劃調(diào)度機(jī)制,電力體制改革隨 之深化。

  新能源逆向分布格局凸顯消納壓力,建立電力統(tǒng)一市場(chǎng)為解決新能源消納的重要一環(huán)。 從能源分布情況來看,我國能源資源與負(fù)荷中心逆向分布,新能源主要集中于西部、北部地 區(qū),用電需求集中在中部、東部地區(qū),隨著新能源大規(guī)模發(fā)展,消納問題日漸突出。完善統(tǒng) 一的電力市場(chǎng)體系是適應(yīng)高規(guī)模新能源,打破電力跨省跨區(qū)交易存在的市場(chǎng)壁壘,緩解新能 源消納壓力的重要保障,為此我國出臺(tái)了多項(xiàng)政策以推動(dòng)全國統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系的建設(shè)。

  全國市場(chǎng)化交易電量占全社會(huì)用電量的比重逐年上升。新一輪電改實(shí)施以來,我國電力 市場(chǎng)建設(shè)穩(wěn)步有序推進(jìn),價(jià)格機(jī)制也愈加完善,市場(chǎng)化交易電量占全社會(huì)用電量的比重大幅 提升。2022 年全國市場(chǎng)交易電量約 5.3 萬億千瓦時(shí),同比高增 39.0%,占全社會(huì)用電量比 重為 60.8%,較 2021 年提升 15.3pp。據(jù)中電聯(lián)《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報(bào)告 2022》顯示, 截至 2021 年底,全國各電力交易中心累計(jì)注冊(cè)市場(chǎng)主體 46.7 萬家,數(shù)量較 2020 年增長 76.0%。電力市場(chǎng)化建設(shè)具備先進(jìn)性,一方面,市場(chǎng)化價(jià)格有利于充分反映電力市場(chǎng)真實(shí)供 需變化,煤價(jià)上漲等成本壓力通過更高電價(jià)傳導(dǎo)到下游的機(jī)制更順暢;另一方面,電力市場(chǎng) 化交易有利于實(shí)現(xiàn)電力資源在全國范圍內(nèi)的優(yōu)化配置,更好實(shí)現(xiàn)跨省跨區(qū)電力傳送。

  電力市場(chǎng)化改革再提速,企業(yè)能效管控的意愿日益增強(qiáng)。《關(guān)于加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力 市場(chǎng)體系的指導(dǎo)意見》中提出,到 2025 年全國統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系初步建成,到 2030 年, 全國統(tǒng)一電力市場(chǎng)體系基本建成。隨著“雙碳”政策的推進(jìn),企業(yè)能源監(jiān)測(cè)、降低用電成本 變得尤為重要,未來工商業(yè)用戶將全面參與電力交易市場(chǎng),電力的商品屬性得以還原。目前 已初步形成在空間范圍上覆蓋省間、省內(nèi),在時(shí)間周期上覆蓋年度、月度、月內(nèi)的中長期交 易及日前、日內(nèi)現(xiàn)貨交易,在交易標(biāo)的上覆蓋電能量、輔助服務(wù)、綠電交易等交易品種的全 市場(chǎng)體系結(jié)構(gòu),以省內(nèi)電力市場(chǎng)為基礎(chǔ),省內(nèi)市場(chǎng)和跨省跨區(qū)市場(chǎng)協(xié)同推進(jìn)的全國統(tǒng)一電力 市場(chǎng)逐步建立。 然而目前主要以面向常規(guī)電源為主的計(jì)劃調(diào)度機(jī)制不能適應(yīng)電力市場(chǎng)環(huán)境下交易計(jì)劃 頻繁調(diào)整,電力信息化為其適應(yīng)高比例新能源并網(wǎng)條件下源網(wǎng)荷儲(chǔ)“多向互動(dòng)”的靈活變化 提供解決方案。

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