2 需求暴涨
川渝地区用电需求高速增长,用电结构中第三产业和居民用电比重较高,第三产业和居民用电负荷曲线具有较为显著的时段性和季节性变化特征。目前来看,多地用电负荷曲线呈现 “尖峰化” “双峰化” 特征,会拉低平均负荷率、抬升最大负荷、增大电力平衡难度。
此次四川夏季高温打破了60年来的最高记录,使得空调负荷大幅上涨。据统计,四川居民日用电量最高达到4.73亿千瓦时,较日常居民日用电量增长3.6倍,一般工商业日用电量增长1.5倍。电力消费激增主要来自于降温空调负荷,根据公开信息粗略估算,四川温控负荷要占到全网负荷的60%-70%左右,将全省用电负荷推升至6500万千瓦,较2021年最大负荷上涨25% [6]。
3 入川输电通道容量偏小
四川是外送大省,与外省的联络线主要是单向的外送输电线路。目前四川外送电能力达到了3000万千瓦左右,例如复奉直流、宾金直流、锦苏直流、德宝直流、雅中-江西、白鹤滩-江苏等多条线路。
图3四川电网主要网络通道示意图|图源:四川电力交易中心平台
其中,500千伏德阳—宝鸡直流输电工程(德宝直流)是四川电网为数不多可双向输电的直流外联通道,季节性调整运行方向,夏秋季四川电网向西北电网输送富余水电,春冬季西北电网向四川电网输送新能源和部分火电,以此实现两地资源 “丰枯互济”。为缓解四川缺电问题,陕西宝鸡送四川德阳的直流输电通道满功率运行,再加上来自南方电网、甘肃和湖北等的共计八条支援线路,入川的省外每日支援电量已达1.32亿千瓦时、支援电力约600万千瓦。即便如此,相对于外送通道,入川电力通道明显偏小。
4 火电和新能源容量难以补足缺口
据《四川日报》,8月22日,水电大幅减发的情况下,四川省内67座火力发电厂迅速补位,当日发电出力达到了1275万千瓦,占当日省内电网最大负荷约25%。但是,火电实际出力较额定容量偏小,仅提供了全部装机容量三分之二的有效出力,分析原因,可能与四川煤电长期亏损下机组性能不能保持最好状态、部分煤电机组按照丰水期处于计划检修状态、严重干旱导致冷却水不足、本地煤炭资源供应能力有限和煤质不高、部分机组为避免高温故障而不能满负荷运行等因素有关。但即使全部火电机组满负荷运行,即再增加550万千瓦出力,也难以完全弥补电力缺口。
同时,高温干旱时风力较小,风电整体出力不足。虽然光伏发电与日间用电负荷高度契合,但高温会影响光伏的发电效率,因此723万千瓦的新能源装机的实际出力水平可能仅在300万千瓦左右。也就是说,四川省内除水电外的本地电源实际出力在1600万千瓦左右。
相比之下,虽然重庆也受高温侵袭,但其火电为主、少量水电的电力供给能力并未出现大幅削减,最大用电负荷2600万千瓦左右,在依托西南电网的情况下,缺电状况相对较轻。这并非是鼓励多建火电来保障供电安全,其背后的深层次教训是要通过多元化手段来强化电力系统可靠供应能力。
综上,四川本地电源供应能力约4400万千瓦,入川支援电力约600万千瓦,即四川供给侧供电能力为5000万千瓦,能勉强满足常规夏季时的用电需求,但距离此次高温季最大负荷6500万千瓦还有近1500万千瓦的硬缺口(往年电力缺口在200万千瓦左右)。因此,不得不启动四川省突发事件能源供应保障一级应急响应,企业减产、让电于民。
总结来看,持续高温干旱,一方面大幅推高了电力需求,另一方面又使得水电为主的四川电网电力供应能力腰斩,火电和新能源受限于规模难以补足用电缺口,而作为清洁能源外送基地能够支援四川的线路能力有限。作为事件的触发器和放大器,持续高温干旱天气激化了四川重庆的电力供需失衡局面,直接导致了严重缺电。
3
川渝地区需提前部署
应对未来的持续缺电风险
此次四川电力紧缺事件反映出,即使是水电这种相对可靠的可再生能源,仍会使得电力系统遭遇较大的气候风险,未来新型电力系统面临的挑战更大。川渝地区的水电虽然仍有很大的技术可开发规模,但基本都是要纳入国家统筹开发体系下,主要用于外送调度,留给自身的电力指标有限,未来本地新增用电需求主要靠新能源和火电来满足,预计未来会形成 “水电为主,火电、新能源并举” 的电力格局。