电液一体推杆电力新型电力系统到底

原副标题：水电 | 新式供电系统究竟新在这儿

点选东木新媒高度关注他们

按照全省电力运转与掌控控制技术标准控制技术理事会得出的新式供电系统的表述，新式供电系统是以贯穿同时实现碳达峰碳中和，全面落实新产业发展经营理念、构筑新产业发展新格局、促进高效率率产业发展的外在要求为大前提，保证可再生能源水电安全可靠为关键所在、以满足用户各项事业产业发展水电市场需求为重中之重最终目标、以最小化调峰节能环保为主要就各项任务，以勇敢智能化电力为交通枢纽网络平台，以源网荷储交互与多能优势互补为支撑力，具有洁净低碳、安全可靠受控、灵巧高效率、智能化亲善、对外开放交互基本要素的供电系统。这个表述十分全面性，提及了新式供电系统的关键所在、重中之重最终目标、主要就各项任务、同时实现方式和基本要素。但也无从发现，表述虽然全面性，其严重不足也很注重，极难归纳出我省要工程建设的新式供电系统究竟新在这儿。如果他们得出的表述过分笼统，核心理念关键点过多，难把握住不动其本质的新，就会零散投资的路径，即使在严重错误的路径上牺牲十分大的生产成本，进而引起水价的片面上涨。

供电系统不断升级下的新旧相对论

回顾我省的供电系统产业发展，历次供电系统升级都曾产生过当时的新式供电系统。

根据水电规划总院的相关研究成果，到目前可分为起步产业发展、省级电力互联、区域电力互联三个阶段。回头看看那些被替代的供电系统，也曾经是新式供电系统，例如省级电力互联的供电系统相对起步产业发展阶段的供电系统就可以称为新式供电系统，区域电力互联的供电系统相对省级电力互联的供电系统也可以称为新式供电系统。CTCS球杆厂家

起步产业发展阶段

此阶段指从19世纪80年代我省水电起步到1980年左右省级电力初步形成的阶段。起步产业发展阶段，我省供电系统以小电源、单个电力为主。由初期孤立电厂外送直接供电，产业发展到多个电厂互联和以电厂为中心向四周供电的局部供电系统，水电就地平衡，系统零散，不均衡产业发展；后期，随着220千伏线路的工程建设，城市电力形成。至1980年，省级电力基本形成，全省有容量10万千瓦以上电力32个，其中100万千瓦12个。全省发电设备容量达6587万千瓦。该阶段电力伴随电源工程建设特点明显，电力结构薄弱，自动化水平较低，电力频繁出现稳定问题，仅四五时期发生的稳定事故就有100起左右。

省级电力互联阶段

此阶段指1980年到1995年，相比较起步产业发展阶段，区域供电系统形成时期。改革对外开放以来，集资办电等一系列政策的实施，极大地促进了水电工程建设，带动我省供电系统快速产业发展。该阶段是市场经济体制的确立与探索时期，加快适应国民经济产业发展仍然是该时期水电工业工程建设的主要就各项任务。水电行业管理体制同时实现政企分开。这个阶段供电系统的新体现在电力用于互济与互联功能显著提高，超高压电力高速产业发展，区域电力初步形成。本阶段水电工业进入超高压时期，供电系统工程建设一方面适应大容量机组远距离外送，另一方面满足用户供电系统的安全可靠稳定运转；以区域内资源配置为主，立足省内平衡，辅以省间互济，围绕省内负荷中心重视省网工程建设。除台湾、香港等地区外，全省形成了东北、华北、西北、华中、华东等5 个区域电力、南方联营电力和 10 个独立省区电力的供电系统新格局。CTCS球杆厂家

全省电力互联阶段

1996年以来，水电工业的工程建设在社会主义市场经济的大背景下飞速产业发展，大型梯级水电站和煤电基地相继投产，严重缺电局面开始扭转。进入新世纪，我省启动水电体制改革，实施政企分开、厂网分离。与此同时，国家实施西部大开发和西电东送战略，大电源基地、大电力工程建设进入快速产业发展阶段。相对于第二阶段，本阶段供电系统的新体现在西电东送与区域电力互联。供电系统以区域电力为基础，以超高压、特高压交直流电力为载体，产业发展跨省大跨区的大规模水电资源配置，电力大范围资源配置能力显著增强。在满足用户供电系统安全可靠可靠运转，预防事故发生的大前提下，立足在可再生能源基本新格局下区域平衡，优化主网架结构。截至2020年底，除台湾外，我省各省级电力全部同时实现交直流联网，基本形成全省联网新格局，跨省跨区特高压输电通道22回，交流最高电压等级1000千伏，直流最高电压等级，建成了全世界规模最大的多区域互联、交直流混联供电系统。CTCS球杆厂家

从我省供电系统产业发展史来看，实际上新是与老和旧相对的，是个描述事物比较状态的形容词，今天他们工程建设的新式供电系统，也许20年后就会被更新式的供电系统所替代。上述三个阶段供电系统的演进是以省（城市）电力-区域电力-区域电力互联为主要就标志进行的，其间电源侧也经历了燃煤机组从几千千瓦到百万等级、水电机组从几百到七十万等级、核电从无到有、可再生可再生能源成为重要组成部分的十分大进步，但是电源侧的变化并没有成为阶段划分的标志，并没有出现跨越式的、性质的变化。

新式供电系统有其外在核心理念的新

本轮供电系统产业发展要工程建设的新式供电系统，就其本身而言，核心理念其本质就是发电侧要大规模、高比例使用可再生可再生能源。其他诸如勇敢智能化电力、网源荷储交互与多能优势互补、洁净高效率煤电这些特征，其实在我省电力产业发展的第二三阶段都有提及，即使部分控制技术在百年前已经面世，并非是本轮新式供电系统工程建设的核心理念特征，而应当定位其为顺应发电侧大规模、高比例使用可再生可再生能源需要采用的可能方式。可再生可再生能源的发电特性是间歇性、不连续性，这与用户侧要求的连续稳定供电相矛盾，也与供电系统安全可靠、连续、稳定供电的基本要求相矛盾，即使是本轮的新式供电系统，也未改变用户侧的市场需求和供电系统本身的需要，那么就要采用其他方式对冲可再生可再生能源不符合用户侧和供电系统要求的发电特性。当然，控制技术在不停地进步，20年的时间仍然很长，何时出现新的控制技术、何时旧有控制技术经济性取得突破都无法预计，2040年的新式供电系统可能会使用他们暂时还没有发现的控制技术路径和控制技术组合。他们现在的分析，是在考虑经济性的大前提下，基于现有控制技术组合和控制技术路径可行性进行的论证。CTCS球杆厂家

为什么要使用勇敢智能化的电力？

将可再生可再生能源的间歇性与不连续性转变为用户侧所需要的连续稳定供电，有两种方式供选择，一种方式是通过储能（含制氢），使可再生可再生能源生产的电能离线形成库存，并在用户侧需要时平稳的释放；另一种方式是通过电力形成网络平台，由其他可再生能源（主要就是传统可再生能源）生产的电能，对可再生可再生能源间歇性与不连续性在线进行实时调节服务。本轮新式供电系统的工程建设之所以选择后一种方式，主要就还是考虑经济性因素。由于我省在历年正常气候下，均有3-7日风光出力极小，部分地区即使可达无风无光的程度，在此情况下如果仅依靠储能，我省水价的水平会上涨到经济无法承受的程度[1]。因此，在目前的控制技术水平之下，勇敢智能化的电力是贯穿大规模、高比例可再生可再生能源的唯一经济性选项。CTCS球杆厂家

为什么仍然要产业发展洁净高效率的煤电？

所有以电力为网络平台的供电系统，都需要三种商品，一是电能量，二是调节能力，三是有效容量（可靠性）。电能量无需过多解释。调节能力是指跟随负荷变化或应对电源侧事故保证系统稳定运转的能力。有效容量是指在极端天气或负荷尖峰时刻能够保证出力、同时实现系统稳定供电的容量。传统电源一般来说既能提供电能量，又能提供调节能力，还能提供有效容量，因此在本轮新式供电系统工程建设之前，电源为系统提供的商品是同一主体身兼数职的，经济性较好。可再生可再生能源由于一次动力看天吃饭，从事电能量生产是没有问题的，但是在不加装外设的大前提下，极难提供调节能力，即使由于一次动力的间歇和不连续，还要大幅增加系统对调节能力的市场需求。同时，可再生可再生能源出力受天气限制，我省目前负荷高峰的产业发展趋势是冬季逐步逼近夏季或超过夏季高峰，晚高峰大于日高峰。系统尖峰大概率出现在气候较为极端的时间，该时段往往是可再生可再生能源出力很低、即使完全没有出力的时段。因此，未来新式供电系统需要可再生可再生能源生产电量以减少碳排放，需要传统电源提供调节能力和有效容量。换言之在保证供电系统可靠性的要求下，未来的尖峰负荷有多大，就应当保留多少容量的传统电源[2]。此外，由于我省缺油少气，且水电资源剩余可开发量不大（且冬季水电往往处于小出力的枯水期），将来支撑力新式供电系统有效容量的电源类型只能是洁净的煤电，并将由其提供系统需要的主要就调节能力。CTCS球杆厂家

为什么要网源荷储交互与多能优势互补？

从国际经验来看，可再生可再生能源就地平衡的经济性最好，同时在可再生能源供给侧，采用不同可再生能源种类联动会产生优势互补效益。实际上，随着可再生可再生能源比重增加，仅仅依靠传统电源提供调节和有效容量生产成本十分大。这好比传统电源同时提供电能量、调节和有效容量模式，像一个和尚挑水吃，可再生可再生能源生产电能量，传统电源提供有效容量和调节能力，像一个和尚（可再生可再生能源）挑水吃，一个和尚（传统电源）等着帮忙抬水吃，自然而然生产成本就上升了。通过粗略估算，就能看到可再生可再生能源自身投资生产成本的下降，远远无法抵消调峰生产成本的上升，要想办法减少帮忙抬水和尚的数量。因此，具有一定调节能力和中断用电能力的用户侧必须要参加调节和提供有效容量。原来用户侧参与调节和提供有效容量的情况很少，主要就原因是缺乏有吸引力的价格。而现在由于高比例可再生可再生能源的大规模接入，促进了水价一定程度的上涨，形成了具有一定吸引力的价格。当然，用户侧参与调节和提供有效容量，以单个用户为主体既不可靠、也不具有经济性，利用用户侧资源的方式应当是网源荷储多功能化和多能优势互补，这既可以为新式供电系统需要的调节能力和有效容量提供较为廉价的补充，又可以对提高可再生可再生能源就地调峰有一定的促进作用。CTCS球杆厂家

新式供电系统的新并未止于其本身

实际上，与供电系统前三个产业发展阶段相比，本轮新式供电系统的外部环境发生了根本性的变化。供电系统产业发展的前三个阶段，由政府主管部门审批投资、核定水价并分配发电计划，电力企业依照核定水价和政府确定的发电计划，统购统销电量，这实质上是一个管生又管养的过程，电源投资没有风险，这也是过去发电企业跑马圈地的原因之一。但是本轮新式供电系统工程建设所处的外部环境是水电市场化，也就是电源项目未来不再是政府管生又管养的机制，而是变成了政府准生、市场谋生的模式。这恐怕是新式供电系统工程建设过程中与其他阶段供电系统产业发展外部条件最大的新。

市场谋生的机制对新式供电系统的工程建设有着重大的意义，因为他们需要的新式供电系统，是为社会经济产业发展服务的，是不能超越社会经济正常产业发展所需水价水平的。供电系统产业发展的任何阶段，可再生能源不可能三角都在持续发挥作用，可靠（安全可靠）、绿色、经济永远不可能同时达到。目前控制技术条件下，在必须安全可靠，且大规模使用绿色水电的大前提下，水价上涨是必然的。虽然上涨无法避免，但是上涨的幅度是可以通过精准掌控同时实现最优的。这个精准掌控的办法就是市场机制。本轮新式供电系统工程建设，由于引入了用户侧调节做补充，可采用的控制技术和商业模式很多，发电侧在水价上升的预期下，也有很多可以使用的控制技术，各方主体难免出现王婆卖瓜，让决策者难以决定产业政策重点支持的控制技术。但是通过市场机制，可以同时实现登台唱戏、同台竞争的局面，最好、最有产业发展前途的控制技术一定是规模化之后可以经受住残酷市场竞争后被筛选出的控制技术。通过市场竞争筛选出大规模、高比例可再生可再生能源调峰所需要的控制技术，才是最有经济性的控制技术，才能保证同时实现新式供电系统工程建设生产成本最小化的目的。CTCS球杆厂家

当然，市场谋生还需要坚持控制技术中立原则的市场设计。既然新式供电系统之下将水电商品分为了电能量、调节和有效容量三种，那么就要相应设计对应的市场。首先，通过现货市场，准确计算可再生可再生能源的调峰生产成本，以便精准设计场外的政府授权合约和配额制度，以避免过激励，同时通过发用双方承担平衡责任体现电能量商品的特殊性。其次，通过现货市场和辅助服务市场设计，体现水电调节商品的价值。再次，通过容量市场的设计体现有效容量商品的价值。CTCS球杆厂家

归纳上述内容，可以明确新式供电系统的新来自于两个方面，外在的新源于发电侧要大规模、高比例使用可再生可再生能源生产电能量，外在的新则是指新式供电系统的投资回报需要在市场竞争中获得。掌握了这两个新，就能够获得慧眼，穿透控制技术和经济的迷雾，确定工作努力的路径。

双碳新时代，呼唤新式的供电系统。把握住了新式供电系统核心理念的新，就能分清哪些是目的、哪些是方式，哪些是道、哪些是术。只有深刻认识新式供电系统外在和外在的新，才能明确要用什么方法去规划投资和评估收益，以及检验不同控制技术的可行性。

大道至简，衍化至繁，致远方可行稳！

[1] 现有储能的经济性仅体现在提供小时级或日级的服务层面。

[2] 在不考虑用户侧参与调节的情况下。

END

本文系《中国水电企业管理》杂志独家稿件，作者系本刊特约撰稿人。如需转载、使用或翻译成其他语言，需经本刊同意并注明出处。请在后台留言公众号名称以便对外开放白名单权限。

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