摘要:隨著全球氣候變化不斷加劇,極端天氣對電力系統的影響日益增強,電網在電力安全保供中發揮的作用愈發受到關注。歐洲電網作為世界上規模最大的跨國互聯電網,其在極端天氣下的電力安全保供中發揮的作用值得研究借鑒。首先,對歐洲電網跨國互聯進程、跨國電力配置、跨國互聯目的進行梳理,并從電力交易與調度的關系、跨國電網耦合機制、跨國輸電通道容量分配機制等角度分析歐洲跨國電網的交易與調度特征。其次,以 2022 年夏季極端高溫干旱天氣下的歐洲電力供應緊張事件為例,從電量余缺互濟、平衡資源共享、統一電力市場支撐、可再生能源消納等方面分析歐洲跨國互聯電網在電力安全保供中發揮的 “四個平臺” 作用。然后,對歐洲跨國互聯電網面臨的問題進行剖析。最后,提出對中國電網發展的思考及建議。
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0 引言
隨著全球氣候變化不斷加劇以及電力系統中可再生能源滲透率不斷提高,極端天氣對電力系統的影響日益增強,電力安全保供問題變得尤為關鍵。2019 年 7 月 20 日,受雷暴、大風和冰雹等極端天氣影響,美國威斯康星州、密歇根州和紐約州等地發生大規模停電事故,84 萬用戶受到影響。2019 年 11 月 28 日,受大雪、強風影響,美國密歇根州、俄亥俄州和加利福尼亞州近 30 萬用戶失去電力供應。2021 年 10 月 29 日,超強風暴襲擊澳大利亞墨爾本,最高風速高達 143 km/h,造成眾多輸電線路毀壞,52 萬用戶停電數日。2022 年 1 月 11 日,由于連日高溫導致用電需求激增引發供電線路故障,阿根廷首都布宜諾斯艾利斯發生大規模停電事故,超 70 萬用戶受到影響。
在極端天氣影響日益增強的背景下,電網可以采取的應對措施以及發揮的作用愈發受到關注。文獻 [4] 提出了一種極端天氣下電網故障預警及風險評估模型。文獻 [5] 基于歷年氣象數據分析了風暴對電網停電的影響。文獻 [6] 考慮極端天氣與絕緣材料老化的影響,建立了一種提高輸電系統應對短路故障能力的多狀態模型。文獻 [7] 提出了一種數據驅動的輸電系統防御規劃模型,用于提高電力系統在極端天氣條件下的恢復能力。但是,現有研究成果對實際大規??鐕娋W在應對極端天氣中的保障作用的分析較少。
歐洲是全球應對氣候變化的倡導者,重視通過加強跨國電網互聯等方式,應對極端天氣影響、保障電力供應安全。雖然歐洲曾多次出現因極端天氣引起的局部電力供應緊張情況,但在歐洲跨國互聯電網等設施或機制的保障下,尚未出現大規模停電事故。例如,2019 年 6 月,因天熱無風導致風電等可再生能源發電出力大幅低于預測值,德國電網在多個時段出現可用電力嚴重不足,需求峰值時電力缺口達到 1000 萬 kW。在此過程中,周邊國家通過擴大對德國電力出口極大緩解了電力供應緊張情況。此外,2022 年夏季,極端高溫干旱天氣引起的電力供應緊張導致歐洲電價創下歷史新高,跨國互聯電網同樣在電力保供過程中發揮了重要作用。該輪電力供應緊張整體規模大、持續時間長、社會關注度高,對于研究極端天氣下的歐洲電力安全保供問題具有較高代表性。
近年來,關于歐洲跨國互聯電網的研究主要集中在新能源并網與電網規劃、電網互聯的成本效益分析、運行和交易機制研究、電網解列后的事故分析等方面,較少有研究關注歐洲跨國互聯電網在極端天氣下的電力保供中發揮的作用。
本文聚焦歐洲跨國互聯電網在極端天氣下的電力安全保供中發揮的作用開展研究。首先,在梳理歐洲跨國互聯電網發展進程與跨國電力配置趨勢的基礎上,研究提出歐洲電網跨國互聯的目標體系;其次,分析歐洲跨國互聯電網支撐電力保供的交易與調度特征;然后,以 2022 年夏季極端天氣下的歐洲電力供應緊張為例,分析歐洲跨國互聯電網發揮的作用,并剖析歐洲互聯電網仍面臨的問題;最后,提出對中國電網發展的思考和建議。
1 歐洲大規??鐕ヂ撾娋W發展概況
1.1 跨國互聯歷程與跨國電力交易
20 世紀中期至 21 世紀初,隨著經濟快速發展與電力需求不斷提高,歐洲電網互聯規模持續擴大、電壓等級不斷提升,歐洲電網跨國互聯與輸電運營商聯盟發展相互交織、協調推進。目前,歐洲已形成歐洲大陸、北歐、波羅的海國家、英國、愛爾蘭 5 大同步電網,受地理、技術、政治等因素影響,各同步電網之間通過直流線路異步互聯。其中歐洲大陸、北歐、英國及愛爾蘭電網主網架為 400 (380) kV,波羅的海國家主網架為 330 kV。目前,歐洲共有 35 個國家的 39 家輸電運營商加入歐洲輸電運營商聯盟(European Network of Transmission System Operator for Electricity, ENTSO-E),形成世界上最大的跨國互聯電網。
隨著跨國電網互聯不斷加強,歐洲跨國跨區電量交換規模日益擴大。2010—2018 年,ENTSO-E 內部跨國交換電量從 3472 億 kWh/a 提高至 4349 億 kWh/a,增長約 25%,2018 年跨國交換電量約占全年用電量的 12%。若根據文獻 [16] 將歐洲劃分為西歐、東歐、北歐、南歐、波羅的海國家、不列顛群島 6 個區域,則 2010 年至 2018 年歐洲跨區交換電量從 1088 億 kWh/a 提高至 1474 億 kWh/a,增長約 35%。
1.2 跨國互聯目標
本文將歐洲推動電網大規??鐕ヂ摰哪繕藲w納為以保障電力供應安全為基礎,以促進能源電力綠色轉型為方向,以電量余缺互濟、平衡資源共享、電力市場一體化、可再生能源消納為支撐的目標體系。
保障電力供應安全。歐洲大陸最早形成跨國互聯電網的是德國、法國、意大利等 8 個國家,其對保障電力安全高效供應的強烈需求是推動電網跨國互聯的內在動因。同時,由于跨國互聯電網在共享發用電資源、事故緊急支援、構建統一電力市場、平抑發電波動等方面具有明顯優勢,有助于進一步提高電力供應的安全性,因此 8 國同步電網逐步擴大,最終形成了世界上規模最大的跨國互聯電網。
實現電量余缺互濟。歐洲各國根據資源稟賦與發展階段,逐步形成了各具特色的電源裝機結構,如波蘭煤電資源豐富,法國電源以核電為主體,意大利氣電裝機規模較大,不同類型機組具有差異化的出力特性,使得各國電源具有極大的互濟優勢。此外,各國由于產業結構、氣候環境、需求響應政策等因素差異,用電曲線存在一定的互補性。歐洲跨國互聯電網能夠有效利用各國發用電資源的相對優勢,在更大范圍推動電量余缺互濟。
推動平衡資源共享。為應對不斷提高的不確定性對電力供需平衡的挑戰,歐洲在跨國互聯電網基礎上推動形成一套跨國電力平衡市場管理規則與方法,希望建立覆蓋多國的電力平衡資源共享機制。各國輸電運營商可以借助該機制購買鄰近國家的靈活性調節服務,從而實現平衡資源的跨國共享,降低單個國家的平衡成本與不平衡風險。
加速電力市場一體化。一方面,隨著電網跨國互聯不斷加強,歐洲可以持續推動電力市場跨國交易與電網跨國運行機制的交叉融合及協調;另一方面,歐洲允許輸電系統運營商(transmission system operator, TSO)通過收取阻塞盈余(congestion revenue, CR)以及輸電容量拍賣費用等方式回收跨國輸電線路的投資,進一步夯實跨國電力交易的物理基礎。此外,在跨國電網與統一電力市場交叉融合的過程中,基于跨國電力交易的區域價格耦合機制(price coupling of regions, PCR)初步形成,有助于縮小各國電價差,促進歐洲各國電價趨同。
促進可再生能源大規模消納。歐洲可再生能源發電與實際電力需求存在較大的時空錯配。時間特性方面,風電、太陽能發電具有較高的季不平衡性、波動性和間歇性,難以匹配歐洲在冬夏兩季出現的較強剛性電力需求;空間特性方面,歐洲風電資源主要集中在北海、波羅的海、挪威海周邊地區,太陽能資源主要集中于西班牙、意大利、希臘等歐洲南部地區,水電資源主要集中在北歐等地,而歐洲電力需求主要集中在西歐等地。為實現《巴黎協定》目標,近年來歐洲可再生能源裝機規模不斷提高,在此背景下,加強歐洲電網跨國互聯,將北歐水電、北海風電、南歐太陽能發電等清潔電力以互補互濟的方式進行大規模消納,有助于提高可再生能源高滲透率條件下的供電安全性。
總體而言,歐洲是全球主要電力消費地區之一,但是受限于自身資源稟賦、可再生能源開發現狀、可再生能源出力特性等因素,每年仍需進口大量石油、天然氣等傳統化石能源。這使得歐洲電力系統具有天然的脆弱性,具體表現為對內要解決電力供應的不確定性風險,尤其是極端天氣下的電力安全保供問題,對外要解決一次能源供應的高依賴度問題,同時在結構上要減少化石能源消費占比較高的問題。而通過加強跨國電網互聯,可以推動歐洲各國電量余缺互濟與平衡資源共享,為統一電力市場搭建物理平臺,促進具有高不確定性的可再生能源在更大范圍內互補互濟,從而加快可再生能源開發與相關產業鏈升級,降低發電用化石能源消費及對外依存度,最終有助于從技術、產業、資源、機制等多方面提高歐洲電力供應的安全性。
2 歐洲跨國互聯電網支撐電力保供的交易與調度特征
在統一電力市場已基本形成的背景下,歐洲跨國電力交換主要由市場行為驅動。因此,跨國互聯電網對電力保供能力的提升,與歐洲電力市場交易、電力調度方式緊密相關,其主要特征如下。
2.1 分區定價且調度與交易分離
歐洲從運行角度將電力系統分為同步區、負荷頻率控制區、監視區、控制區等不同層級的分區,同時從市場角度劃分了競價區、容量計算區等。在現有分區方式下,歐洲單個國家包含一個或多個競價區,且同一個競價區內的日前電價相同,這使得競價區內部的電能交換可以打包成標準產品在二級市場交易,且對于儲能、需求響應等靈活性調節技術具有更好的適應性,這有助于提高電力系統的抗擾動能力。
歐洲分設電力交易機構與輸電系統運營機構,實現了市場范圍和調度區解耦。歐洲電力交易機構負責電能市場的組織、出清與結算,而以各輸電運營商為代表的調度機構則負責電網安全分析、交易結果確認與潮流校核等,同時并不要求交易范圍與調度范圍一致。相較于美國部分集中式電力市場中市場出清與電網安全分析融為一體的方式,歐洲的交易與調度方式出清邏輯簡單、透明度高、計算復雜度較低。因此,歐洲調度與交易方式相對更適合跨國電力交易規模的擴展,且對于部分突發情況具有較快的市場響應能力。
2.2 自調度模式下市場成員靈活性較高
目前,西歐、北歐各國電網主要采用自調度模式,即發電商等市場成員可以自主選擇如何在規定時間和地點交付規定的能量。在集中式調度方式的機組組合中,每個機組在日前市場中都具有各自的組合方式與個性化合同,這使其在日內市場中難以調整出力計劃,因此集中式調度方式對日前市場關閉后出現的波動響應較為遲緩。而在歐洲的自調度模式下,市場成員具有較大的自主決策權,可以自行安排機組組合和出力計劃,自行優化發電、用電、儲能、調節電源的配置,能夠在市場成員層級上進行資源優化配置,在系統平衡、新能源消納等方面充分調動市場成員的積極性。
2.3 跨國電網耦合機制循序漸進
歐洲長期以來主要采用基于凈輸電容量(net transfer capacity, NTC)和可用輸電容量(available transfer capacity, ATC)的機制來解決跨價區輸電容量分配問題,并在跨區電力交易的出清中采用簡化電網模型。NTC 指扣除輸電可靠性裕度(transmission reliability margin, TRM)后的區域間最大輸電容量,ATC 指區域間可以用于電力交易的輸電容量,由輸電斷面兩端的電力調度機構負責計算。該機制主要考慮競價區之間而非競價區內部的輸電能力,出清結果對應到各個價區,規則簡潔透明、解釋性強,在跨國 / 跨區電力交易規模較小及主要由雙邊交易構成的市場中適應性較好。對于競價區內部阻塞問題,可以通過改變網絡拓撲結構、再調度、對沖交易等方式,實現市場與調度的協調運行。NTC 是根據未來較長一段時間內預想較為惡劣的系統運行狀態計算的,因此可以在較大程度上保障跨國電力的安全供應。
隨著歐洲跨區電力交易規模的擴大以及可再生能源持續大量接入,不同跨區斷面之間、跨區斷面與區域內部輸電通道之間的相互影響日益增強,部分跨區斷面的阻塞更加嚴重,且各區域內部面臨不斷增大的再調度壓力。因此,歐洲進一步提出 “基于潮流的市場耦合機制”(flow-based market coupling mechanism, FBMCM),在跨區輸電容量分配中進一步考慮各區域內部電網的等值參數。該機制有助于增大跨區輸電斷面的容量可行域,并減少再調度壓力,減少非計劃潮流與電網阻塞,提高跨國輸電通道的電力保供能力。然而該機制計算過程相對復雜,出清結果可解釋性有所下降。
2.4 跨區輸電容量分配方法靈活適應不同場景
歐洲跨區輸電容量分配主要由市場驅動,貫穿了中長期市場、日前市場、日內市場與平衡市場,并且在不同時間尺度的市場之間、輸電系統運營商與其他市場主體之間形成了緊密的耦合關系,保障了大范圍電力配置的順利進行。在不同的市場場景中,歐洲靈活調整跨區輸電容量分配方式,實現社會福利最大化或安全優先。例如,在日前市場中,歐洲采用價格耦合出清算法,由市場統一出清得到跨區輸電容量分配結果,在此過程中以提升整體社會福利為優化目標;而在日內市場中,由于容量分配更加靠近實際運行時刻,為保障供電安全,歐洲采用 “先到先得” 的連續交易方式分配可用跨區輸電容量,而非以統一出清方式分配,因此有效提升了市場效率,提高了跨國互聯電網應對日內突發情況的能力。
3 歐洲跨國電網在極端高溫干旱天氣下的電力保供案例分析
3.1 2022 年夏季歐洲供電緊張基本情況
2022 年夏季(7、8 月份),受極端高溫干旱天氣等因素疊加影響,歐洲出現區域性、結構性電力供應不足,引發了以電價大幅波動為代表的電力供應緊張問題。受數據獲取來源等因素限制,本文在統計歐洲總體數據時主要覆蓋歐盟 27 國。
電力需求方面,與往年同期相比,歐盟國家 2022 年夏季用電量并未出現明顯增長。雖然遭遇了大范圍高溫干旱天氣,但受高電價、政府政策、需求側管理等因素共同作用,歐盟國家 2022 年夏季總用電量為 4001 億 kWh,略低于 2021 年同期水平。電力消費大國德國、法國、意大利、西班牙、波蘭 2022 年夏季最大負荷與 2018—2021 年同期最高水平基本相當。
電力供給方面,2022 年夏季歐洲清潔能源發電量占比大幅下降,化石能源發電量占比同比回升。2022 年夏季,歐盟國家清潔能源發電量占比 58%,比 2021 年同期下降 6 個百分點;水電、核電發電量占比共 31%,為 2018 年以來最低水平;煤電、氣電、油電發電量占比共 32%,同比提高 5 個百分點;太陽能發電量占比上升至 12.3%,為同期最高水平。
電價方面,水電、核電等價格較為低廉、可控性強的電力供應不足,可再生能源受限于規模及出力特性難以補足用電缺口,疊加俄烏沖突造成的供氣危機、化石能源自給率低、市場價格機制不完善等問題,導致歐洲出現結構性、區域性電力短缺,引發電價升高、各國電價差增大等問題。
3.2 跨國電網在電力保供中的 “四個平臺” 作用
3.2.1 電量余缺互濟平臺
2022 年夏季,歐洲電力缺口最大的國家是法國。為緩解國內電力緊張狀況,法國 7 月僅出口電量 18 億 kWh,同比減少 60 億 kWh,進口電量大幅增至 51 億 kWh,同比增加 46 億 kWh,凈進口電量同比增加 106 億 kWh,占其當月用電量的 32%,由傳統的電力凈出口國轉變為電力凈進口國。
法國電網與周邊國家緊密互聯,起到了重要的電量余缺互濟作用??鐕苯铀碗姺矫?,德國、英國、西班牙、瑞士、比利時等國都不同程度地擴大了對法國的電力出口規模。德國、意大利 7 月份向法國送電最大功率創下自 2018 年以來的最高值,而法國向德國、西班牙送電功率明顯下降。跨國轉送方面,與 2021 年 7 月份相比,挪威大幅減少向丹麥、瑞典、荷蘭的電力出口,對英國電力出口增加 4.7 億 kWh,同期英國對法國電力出口增加 16.6 億 kWh,挪威 - 英國 - 法國輸電通道起到了重要的電量轉送作用。7 月份法國最大凈進口功率達到 1087 萬 kW,約占其最大負荷的 20%,而同期法國最大凈出口功率僅為 115 萬 kW,有效保障了法國電力供應安全。
3.2.2 平衡資源共享平臺
歐洲通過靈活調節跨國線路輸電功率保障電力平衡,充分發揮跨國輸電通道尤其是直流輸電通道的雙向傳輸作用,提升跨國電力互補與平衡資源共享能力。挪威與周邊國家潮流反轉次數明顯增加,充分發揮了挪威水電在跨國平衡資源共享中的重要作用。例如,2022 年 7 月,挪威 - 德國(直流)、挪威 - 英國(直流)、挪威 - 瑞典輸電通道小時級潮流反轉次數比 2021 年同期分別增加 157%、1225%、45%。由于氣電是歐洲在發電側的最主要調節資源之一,在天然氣短缺、光伏出力大增的背景下,跨國互聯電網對挪威水電出力進行優化配置,降低了周邊國家平衡資源不足的風險,保障了歐洲電力的安全供應。
3.2.3 電力市場統一性支撐平臺
歐洲跨國互聯電網根據各競價區之間的電價差從低價區向高價區送電,降低高電價地區用電成本,保障市場統一性。以法國和西班牙為例,兩國分屬相鄰的不同競價區,2018—2021 年每年的夏季,通常是西班牙電價高于法國電價,因此多為法國向西班牙送電,且送電規模隨著價差的提高而擴大。2022 年 7 月,法國由于電力短缺導致其電價顯著高于西班牙,受此影響,西班牙低價電力通過兩國邊境的 2 回 400kV 交流、2 回 220kV 交流、1 回 132kV 交流、2 回直流線路流向法國,使法國獲得大量低價電力,進一步保障了法國電力供應的安全性。
3.2.4 可再生能源消納保障平臺
跨國輸電功率的靈活調整有效保障了歐洲各國可再生能源消納。以荷蘭為例,2022 年 7 月 1 日至 7 日,荷蘭風光總發電功率占負荷比重最高為 31%、最低為 2%。在此期間,荷蘭整體跨國送受電方向改變次數達到近 20 次,最大凈受入、凈輸出功率分別占最大負荷的 30%、22%。通常當風電大發時,荷蘭會增加電力出口,反之會通過進口電力滿足實時平衡。通過跨國互聯電網保障風電等可再生能源消納,可以減少該時期供應較為緊張的天然氣等化石能源消費,將有限的天然氣發電資源作為備用,從而有助于提高歐洲供電安全水平。
3.3 面臨的問題
跨國電網安全運行與市場經濟運營矛盾不斷凸顯。由于競價區劃分不夠完善、電網模型較為簡化、對機組出力特性考慮不足等原因,歐洲頻頻出現市場交易結果與實際執行情況偏差較大的情況,從而引起明顯的非計劃潮流,給再調度等環節帶來較大壓力。雖然歐洲提出將對競價區開展進一步優化,但競價區的調整將為近中期市場運營帶來諸多不便。此外,盡管為了維護電力市場的統一性,西班牙在電力供應緊張期間持續向法國送電,使法國獲得大量低價電力,但這進一步加劇了西班牙國內的電力短缺,給西班牙電網運行帶來更大風險。因此,如何協調跨國電網安全運行與市場經濟運營之間的關系,平衡整體與局部的利益及風險,是歐洲仍需解決的問題。
跨國電力市場價格機制仍不完善,存在傳導和放大供電緊張的風險。歐洲電力與天然氣價格具有高度耦合性,在現有邊際電價機制下,大部分時段氣電為定價機組,天然氣價格一旦上升,電價必然隨之上漲。自 2021 年下半年開始,天然氣需求快速增長、供給減少、儲備不足,使得歐洲天然氣價格與電力價格經歷了多個階段的同步上漲。在正常情況下,這種機制可以使可再生能源發電獲得與氣電相同的電價,有助于提升可再生能源發電收益,促進可再生能源發展。但在天然氣價格飆升的非正常情況下,這種機制會為低發電成本的電源帶來大規模超額收益,即使一個國家的電力大部分來源于成本相對低廉的可再生能源發電,用戶也需要按照天然氣機組的出清價格支付高電價,從而引起市場電價失控,這在跨國電網互聯與統一電力市場背景下將進一步傳導和放大電力危機。
電網規劃落地困難,影響跨國電力互濟能力提升。歐洲雖然建立了由 ENTSO-E 主導的電網規劃體系,并每 2 年發布一版《能源網絡十年規劃》,但是由于成本、環保等多方面挑戰,歐洲部分重點輸電通道建設仍落后于規劃。例如,受極端環保主義和地方保護主義影響,德國南北輸電通道規劃遭到途經地區的不斷抗議,導致線路建設滯后于規劃,北海風電送出受阻,德國的南北向潮流被迫借道波蘭、捷克等國電網通過。這在一定程度上降低了該地區電網的跨國互濟潛力,影響歐洲跨國電網的安全運行。因此,如何持續推動電網規劃落地,也是歐洲提高跨國互聯電網安全保供能力過程中需要重點關注的問題。
4 對中國電網發展的啟示
中國能源資源與負荷中心呈逆向分布,隨著中東部負荷和 “三北” 地區新能源裝機規模持續增長,僅依賴本省、本區域的電力電量平衡及清潔能源消納將愈發困難。同時,中國當前也面臨著能源轉型加速推進、受極端天氣影響增多、電力市場機制不完善等壓力。2022 年夏季受持續高溫干旱影響,中國以水電為主的川渝地區迎來歷史同期最少降水量,豐水期來水偏枯嚴重,電力供應能力腰斬。通過有序用電、增大水電留川規模、跨省跨區電力余缺互濟等措施,最大限度緩解了川渝地區電力供應短缺問題。但長期來看,中國電力需求持續剛性增長,疊加新型電力系統生產和消費雙側面臨愈加明顯的波動性,未來迎峰度冬、度夏時期如何有效保障供電,已成為迫在眉睫的問題。借鑒歐洲經驗,并結合中國電力系統發展情況,本文提出如下思考和建議。
進一步加快全國大電網互聯互通進程,為保障電力安全提供基礎和條件。隨著能源電力綠色轉型的持續推進,電力系統將在保障中國能源安全、穩定供應中發揮更大作用,為此要加快提升區域互濟、多能互補水平,充分發揮全國大電網的配置調節作用,為清潔能源的大范圍消納及跨省跨區互補互濟提供基礎平臺。一方面,要統籌好互聯通道在送電與互濟兩方面的作用,在保障送電能力的同時,通過優化運行機制等措施,提高部分關鍵互聯通道的調節能力;另一方面,互聯通道規劃與運行過程中要為應對極端情況留出裕量,不僅要考慮線路經濟效益,還要考慮社會風險防范效益。
加快全國統一電力市場建設,持續優化覆蓋省間省內、多時間尺度協同的電力市場體系。推動電網互聯的同時,需要加強全國統一電力市場的頂層設計和統籌協調,加快推進現貨市場和輔助服務市場建設。一方面,需要強化電力市場與電網運行、中長期市場與現貨市場的統籌銜接,推動在中長期交易中適當考慮部分實際運行約束,并在落實跨省跨區中長期電力交易的基礎上,推動省間電力現貨交易。另一方面,近中期內跨省跨區電力現貨交易可以考慮以省為主體,并綜合考慮電力供應安全與社會福利最大化,在日前市場、日內市場選擇合適的跨省輸電通道容量分配方式,當送受端存在互濟需求且輸電通道存在富余容量時,組織有關單位開展跨省現貨交易。此外,逐步建立適應新能源出力特性的省間現貨交易與電網運行協調機制,使市場交易進一步貼近實時運行情況,避免將系統平衡壓力全部壓到實時運行環節。
健全電力價格形成機制,推進反映供需關系并具有保障性的電力價格改革。進一步完善一、二次能源的價格傳導機制,并在電價中體現支撐性、調節性電源的價值,科學疏導新型電力系統建設成本,并充分發揮市場價格信號的引導作用,通過價格輔助用戶科學有序用電,降低極端天氣等風險情況下的電力不平衡風險。此外,還要完善適應極端條件的電力價格保障機制,通過控制風電、光伏等低邊際成本可再生能源的超額收益等措施,避免電價在短期內過快上漲。
完善電力供應保障機制,提升全國大電網應對極端天氣等突發事件的電力保供能力。要協調好電力安全保供與低碳轉型的關系,在大力建設風電、光伏等低碳電源的同時,不可忽視煤電、大水電、核電等傳統電源在極端天氣下的 “壓艙石” 作用。同時,應高度重視極端天氣對全國大電網發展的影響,加強電力氣象研究,深入分析風電、光伏發電占比較高以后全國大電網在極端天氣下的應對舉措,進一步提高電力系統韌性。此外,加強應急管理,堅持開展一、二次能源聯動分析,定期評估電力供給風險,制定風險防控與應急響應預案,構建起新型電力系統的一道安全底線。
5 結語
歐洲目前已經形成了互聯較為緊密的跨國電網,互聯容量與跨國電力配置規模不斷增長,跨國電力交易與調度體系初步形成,為應對極端天氣等風險事件提供了物理與機制保障。在 2022 年夏季極端高溫干旱天氣發生期間,歐洲充分發揮跨國互聯電網在電量余缺互濟、電力平衡資源共享、電力市場統一性支撐、可再生能源消納等方面的平臺作用,有效保障了電力安全供應。但是,歐洲仍面臨跨國電網安全運行與市場經濟運營矛盾不斷凸顯、跨國電力市場價格機制有待完善等問題。
借鑒歐洲經驗,跨省跨區大電網與統一電力市場可以在中國應對極端天氣與電力安全保供中發揮關鍵作用。在加強跨省跨區電力互聯的基礎上,利用市場之手挖掘電源側、負荷側、電網側、儲能側的靈活性資源,實現資源的高效分配,同時健全應急處理機制,發揮政府在電力領域的宏觀調控、秩序監管、兜底保障等作用,使堅強電網、有效市場、有為政府形成合力,共同保障中國電力高效、安全供應。
趙騰;高藝;鄔煒;毛宇晗,全球能源互聯網發展合作組織;國網南京供電公司,202401