中國儲能網(wǎng)訊：構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是規(guī)劃建設(shè)新型能源體系的核心，是我國能源電力行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的根本途徑。隨著“靠天吃飯”的新能源逐漸成為新型電力系統(tǒng)的主力電源，電力系統(tǒng)的“氣象驅(qū)動”特征愈發(fā)顯著，極熱無風(fēng)、極旱缺水、極寒故障、晚峰無光等“大裝機小電量”的特征突出，日內(nèi)功率涌動幅值和速率陡增，“潮汐式”運行成為常態(tài)，與電力系統(tǒng)連續(xù)運行、實時平衡的要求不匹配，對系統(tǒng)調(diào)節(jié)和電力供應(yīng)提出了更高的要求。
近年來，受全球氣候變暖影響，我國氣象呈現(xiàn)降雨帶北移、覆冰帶北擴、臺風(fēng)北上、零度線南移、旱澇急轉(zhuǎn)等變化特征。2022年夏季，長江流域遭遇罕見高溫干旱天氣，水電出力銳減，四川等地啟動有序用電；2023年冬季，華北地區(qū)遭遇強寒潮，部分新能源機組因低溫脫網(wǎng)，局部電網(wǎng)面臨電力供應(yīng)缺口。極端天氣的出現(xiàn)頻次和強度明顯增加，已呈現(xiàn)常態(tài)化趨勢，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)設(shè)計已難以適應(yīng)極端天氣帶來的不確定性，亟需從政策、技術(shù)、市場等多維度提升新型電力系統(tǒng)應(yīng)對氣候變化的韌性。
極端天氣對新型電力系統(tǒng)的多維沖擊
極端天氣常態(tài)化趨勢不僅直接影響電力供應(yīng)和需求，而且通過影響民生、經(jīng)濟發(fā)展、輿情等，對電力系統(tǒng)安全運行造成間接或次生、衍生影響。
一是觸及電網(wǎng)安全保障能力底線。設(shè)備方面，極端天氣可能引發(fā)冰凍、酷熱、暴雨、強風(fēng)等氣候現(xiàn)象，對輸電線路、變電裝置等電網(wǎng)設(shè)備造成直接物理外力損壞或嚴(yán)重降低設(shè)備性能，考驗電網(wǎng)設(shè)備抵御外力破壞的能力。如2021年，河南發(fā)生歷史罕見洪澇水災(zāi)，全省近1/3的供電設(shè)施受到影響，造成河南主網(wǎng)N-7故障，電網(wǎng)強度和供電能力被嚴(yán)重削弱；2023年，臺風(fēng)“杜蘇芮”襲擊福建，導(dǎo)致多條特高壓線路跳閘，部分海上風(fēng)電機組因超出抗風(fēng)極限受損；2024年，受大范圍高溫影響，川渝負(fù)荷連創(chuàng)新高，疊加降水減少，致使西南地區(qū)水電頂峰能力下降，平衡極為困難，存在較大平衡缺口。網(wǎng)架方面，電網(wǎng)設(shè)備因故障退出運行，將迫使電網(wǎng)進入不完整運行方式，造成部分地區(qū)停電事故。如2008年，南方冰災(zāi)造成電網(wǎng)大規(guī)模倒塔斷線，疊加“負(fù)荷驟增、風(fēng)光跌落”趨勢同步演進，電力保供更加困難，易出現(xiàn)全網(wǎng)電力供應(yīng)緊張的局面。
二是加劇電力系統(tǒng)供需矛盾。極端天氣往往導(dǎo)致電力需求激增與供應(yīng)能力下降并存。發(fā)電能力方面，受極寒天氣影響，煤炭運輸路況惡劣、天然氣輸送管道壓力降低、光照強度減弱、發(fā)電廠燃料供應(yīng)受到影響，同時，極低溫度、雨夾雪等天氣導(dǎo)致煤電廠設(shè)備損壞、風(fēng)機葉片結(jié)冰，破壞發(fā)電廠相關(guān)設(shè)備，造成出力障礙。負(fù)荷尖峰特征方面，推高用電負(fù)荷峰值，隨著天氣對電力負(fù)荷的影響愈發(fā)顯著，極端天氣會加劇冬夏負(fù)荷的雙尖峰化特征。如2022年夏季，華東地區(qū)連續(xù)40攝氏度以上高溫，空調(diào)負(fù)荷占比超40%，電網(wǎng)峰谷差創(chuàng)歷史新高。
三是電力市場與應(yīng)急機制失靈風(fēng)險加大?？缡】鐓^(qū)交易受阻，災(zāi)害天氣常伴隨著交通中斷，影響電煤運輸，導(dǎo)致跨省支援能力下降。電價機制僵化，缺乏極端場景下的動態(tài)電價調(diào)整機制，難以激勵需求響應(yīng)與儲能快速投運。如2022年西南水電危機時，跨省交易結(jié)算延遲，導(dǎo)致受端省份額外支付偏差考核費用1.2億元。應(yīng)急響應(yīng)滯后，部分地區(qū)災(zāi)害預(yù)警與電力調(diào)度協(xié)同不足，導(dǎo)致?lián)屝拶Y源調(diào)配低效。
四是引發(fā)多領(lǐng)域的連鎖反應(yīng)。極端天氣直接破壞基礎(chǔ)設(shè)施，其影響將迅速擴散至各個領(lǐng)域，引發(fā)社會性輿論壓力。局部地區(qū)水、氣、熱等供應(yīng)中斷，嚴(yán)重影響正常的生產(chǎn)生活，而電力是眾多公共事業(yè)的基礎(chǔ)，電力系統(tǒng)遭受破壞之后會進一步加重極端天氣對生產(chǎn)生活的影響范圍和程度，出現(xiàn)一系列連鎖反應(yīng)，不當(dāng)舉措經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)傳播放大后易形成輿論旋渦，引發(fā)謠言蔓延、人心浮動等問題，制約了需求響應(yīng)等保證電網(wǎng)安全運行的合理手段的實施。
現(xiàn)行政策體系不適應(yīng)氣候變化的四大挑戰(zhàn)
一是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范滯后于氣候現(xiàn)實?，F(xiàn)行電力安全標(biāo)準(zhǔn)仍以“N-1”為基本原則，但2023年華北暴雨顯示，某區(qū)域變電站同時失去4回進線的“N-4”場景已非小概率事件。此外，國內(nèi)光伏組件抗冰雹、抗風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)低于國際水平，風(fēng)機抗臺風(fēng)設(shè)計缺乏強制性要求，海上風(fēng)電的防腐、防浪標(biāo)準(zhǔn)亟待完善。
二是規(guī)劃建設(shè)缺乏氣候穿透性。電力系統(tǒng)規(guī)劃未充分納入氣候風(fēng)險評估，輸電走廊選址未綜合考慮未來氣候變遷，風(fēng)光大基地建設(shè)存在“重資源評估、輕氣象風(fēng)險”傾向，如部分沙漠光伏項目未充分考慮沙塵暴導(dǎo)致的組串失配損失等。
三是應(yīng)急管理存在協(xié)調(diào)壁壘。氣象、能源、應(yīng)急管理部門數(shù)據(jù)共享不暢，災(zāi)害預(yù)警未能有效轉(zhuǎn)化為電力調(diào)度指令。地方電力應(yīng)急預(yù)案缺乏實戰(zhàn)演練，災(zāi)后恢復(fù)效率參差不齊。2023年，在臺風(fēng)“?？睉?yīng)對中，氣象紅色預(yù)警與電力應(yīng)急響應(yīng)存在時間差，暴露出氣象數(shù)據(jù)與調(diào)度系統(tǒng)未實現(xiàn)分鐘級對接。
四是市場激勵缺位。儲能、需求響應(yīng)等靈活性資源缺乏極端場景下的補償機制，災(zāi)害保險與金融工具在電力行業(yè)應(yīng)用不足。
優(yōu)化路徑建議
通過豐富渠道、加強共享等方式，提升應(yīng)急信息統(tǒng)籌利用水平。針對極端天氣貫穿社會全領(lǐng)域的影響特征，電網(wǎng)需對公共事業(yè)等信息有總體把握并加強協(xié)同共享。一是加強氣象、供水、供熱等系統(tǒng)中與電網(wǎng)安全運行緊密相關(guān)的信息分析，并連同輿情監(jiān)測等一并納入應(yīng)急信息系統(tǒng)，提升信息掌控的全面性。二是把信息協(xié)同、交互分享等平臺建設(shè)作為重點攻堅任務(wù)，加強總體框架設(shè)計和基本功能建設(shè)并動態(tài)完善，以便充分發(fā)揮信息共享的重大作用?？煽紤]將客戶搶修信息、輿情信息等及時提供給相應(yīng)的調(diào)度人員，使其全面掌握社會環(huán)境，以便及時掌握應(yīng)急形勢，作出恰當(dāng)?shù)恼{(diào)度決策。
通過增加底線保障相關(guān)內(nèi)容、增進政企相互了解等措施，提升企業(yè)應(yīng)急預(yù)案兜底能力。針對極端天氣觸底保障能力的影響特征，需要強化“底線思維”的落實，在應(yīng)急預(yù)案中增加底線保障相關(guān)內(nèi)容，并提升政府對電網(wǎng)底線保障的了解程度。一是充分考慮多重偶發(fā)因素疊加開展極端場景構(gòu)建，針對場景中資源掣肘等問題，深入分析人員培訓(xùn)、專項資金、備品備件、區(qū)域互助等方面的需求，明確觸發(fā)條件、人員分工、風(fēng)險分析等內(nèi)容，將其作為底線保障相關(guān)內(nèi)容，納入專項預(yù)案。二是進一步加強與政府相關(guān)部門溝通，增進相互了解，推動電網(wǎng)底線保障的相關(guān)措施更深層次納入政府相關(guān)預(yù)案，為企業(yè)應(yīng)急工作創(chuàng)造有利條件。
通過健全“自下而上”機制、加強基層資源支撐等手段，提升應(yīng)急預(yù)案落地性。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)急預(yù)案編制雖然已非常強調(diào)基層主導(dǎo)的重要性，但部分地區(qū)仍存在“自上而下”“照搬照抄”的“套娃式”處理方式，需要進一步健全應(yīng)急預(yù)案“自下而上”的機制，提升對基層的資源保障水平。一是在充分發(fā)揮頂層設(shè)計、知識分享等宏觀指導(dǎo)作用的基礎(chǔ)上，通過問卷調(diào)查、專家研討等多種方式，讓應(yīng)急預(yù)案實施者能夠深度參與相關(guān)編制工作，實現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案“自下而上”層層完善，提升可操作性。二是在崗位設(shè)置、獎勵機制、物資保障等方面，給予基層充分的資源支撐，深入打造“宏觀”“中觀”層層服務(wù)“微觀”的局面，激發(fā)“基層主導(dǎo)”機制活力。通過制度創(chuàng)新與技術(shù)革命實現(xiàn)從“災(zāi)后搶修”到“事前預(yù)防”的范式轉(zhuǎn)變。
