廣東靈活調(diào)節(jié)能力現(xiàn)狀及提升路徑分析

　　——《新型電力系統(tǒng)下廣東靈活調(diào)節(jié)能力分析及提升舉措》摘編

　　王雪辰/整理

　　(中能傳媒能源安全新戰(zhàn)略研究院)

　　在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)進(jìn)程中，電力系統(tǒng)的運行特性發(fā)生了根本性的變化。新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)需求急劇攀升，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力主要依賴于火電、水電等常規(guī)電源的調(diào)峰調(diào)頻功能，已經(jīng)難以滿足系統(tǒng)運行和調(diào)節(jié)需求。

　　廣東是我國經(jīng)濟最發(fā)達(dá)的省份之一，也是能源消費大省，同時還是西電東送的受端省份，其新型電力系統(tǒng)建設(shè)具有典型意義，受到廣泛關(guān)注。近年來，廣東的新能源發(fā)展取得顯著成績。以海上風(fēng)電和分布式光伏為代表的新能源大量接入電網(wǎng)，新能源出力的不確定性和波動性加大了系統(tǒng)壓力和消納難度;其他類型電源(煤電、氣電)項目的規(guī)劃和投建在確保電力供應(yīng)的同時，也可能推高碳排放;廣東電力負(fù)荷類型多樣且受時間、季節(jié)、天氣等多種因素影響，特性復(fù)雜，靈活調(diào)節(jié)資源在需求端仍有潛力可挖。廣東將分兩個階段不斷提升系統(tǒng)靈活性資源調(diào)節(jié)能力。

　　一、廣東電力供需基本情況

　　近年來，廣東新能源發(fā)展迅猛。其中，風(fēng)電與光伏發(fā)電的發(fā)展尤為突出，不僅裝機容量持續(xù)攀升，發(fā)電滲透率也顯著提高。從2018年至2024年，廣東新能源裝機規(guī)模與發(fā)電量均呈現(xiàn)出顯著的增長趨勢。在裝機規(guī)模方面，從2018年的586.9萬千瓦逐步攀升至2024年的6212萬千瓦，其占比也從5.10%提升至30%。同時，新能源發(fā)電量也在逐年增加，2018年發(fā)電量為83.8億千瓦時，到2023年已達(dá)到501億千瓦時，占比從1.30%上升至6.10%。2025年春節(jié)期間，廣東新能源電力滲透率超過50%。

　　截至2024年6月底，廣東電源裝機2.054億千瓦，同比增長15.3%，其中燃煤、燃?xì)狻⑸镔|(zhì)、水電、核電、蓄能(含儲能)、風(fēng)電、光伏、其他的裝機容量占比分別為35.1%、21.1%、2.2%、4.6%、7.9%、4.9%、8.1%、15.6%、0.6%。截至2025年第一季度，廣東累計發(fā)電裝機容量達(dá)2.27億千瓦，同比增長14.1%。廣東發(fā)電裝機電源類型涵蓋傳統(tǒng)與新興能源，煤電、氣電、水電、核電、風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)發(fā)電、儲能電源等多元互補。

　　作為國內(nèi)最大的省級電網(wǎng)，2024年廣東統(tǒng)調(diào)最高負(fù)荷達(dá)1.567億千瓦，同比增長6.25%，穩(wěn)居全國省級電網(wǎng)首位，也是全國首個用電負(fù)荷突破1.5億千瓦的省級電網(wǎng)。廣東電力負(fù)荷整體呈現(xiàn)“三峰三谷”的特點。三峰：早峰(約11時)、午峰(15—17時)、晚峰(19—20點);三谷：凌晨(4—6時)、中午(12—13時)、下午(18—19時)。

　　二、廣東靈活調(diào)節(jié)資源現(xiàn)狀

　　(一)電源側(cè)調(diào)節(jié)資源

　　煤電靈活性改造技術(shù)成熟、成本低、施工周期短，是短期提升系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力的較優(yōu)選擇。在能源轉(zhuǎn)型初期，煤電機組仍是廣東電力主力，其靈活性改造乃提升系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力關(guān)鍵。截至2024年6月底，廣東煤電裝機規(guī)模7217.9萬千瓦，占比35.1%。改造后的煤電機組可快速啟停、深度調(diào)峰且在較寬的負(fù)荷范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。

　　燃?xì)獍l(fā)電機組具有啟停迅速、運行靈活等特點，啟停速度遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)燃煤機組，能夠迅速響應(yīng)電網(wǎng)的需求變化。一是功率調(diào)節(jié)能力優(yōu)異，可以在30%～100%的額定功率范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，且爬坡速率高，可達(dá)每分鐘額定容量的8%～12%;二是頻率調(diào)節(jié)特性顯著，能夠快速響應(yīng)電網(wǎng)頻率的變化，提供一次調(diào)頻和二次調(diào)頻服務(wù)。廣東是我國氣電裝機容量最大的省份，到2024年底統(tǒng)調(diào)燃?xì)鈾C組裝機容量超5000萬千瓦。省內(nèi)燃?xì)獍l(fā)電廠主要集中在珠江三角洲地區(qū)，包括廣州、深圳、佛山、東莞、珠海等城市，這些地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展迅速且電力需求量大，同時又接近LNG接收站和跨省天然氣管道，易于獲取天然氣資源。

　　抽水蓄能作為一種大規(guī)模儲能方式，具有啟停時間短、調(diào)節(jié)速度快、工況轉(zhuǎn)換靈活的特性。抽水蓄能調(diào)節(jié)速度快于部分儲能技術(shù)，不僅可以調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓，還可以通過對電網(wǎng)頻率的調(diào)節(jié)來提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。此外，抽水蓄能憑借其快速靈活的運行特點，是承擔(dān)電力系統(tǒng)緊急事故的備用容量。截至2024年6月底，廣東抽水蓄能(含儲能)裝機容量1004.0萬千瓦，占比4.9%。全省目前已投運的抽水蓄能電站總裝機容量約900萬千瓦，每年可提供約80億千瓦時的調(diào)峰電量。

　　(二)電網(wǎng)側(cè)調(diào)節(jié)資源

　　電網(wǎng)側(cè)儲能能夠有效緩解局部電網(wǎng)壓力，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在平衡電網(wǎng)負(fù)荷方面，電網(wǎng)側(cè)儲能可以在負(fù)荷集中區(qū)域的用電高峰時釋放電能，用電低谷時儲存電能;在輔助服務(wù)方面，可以為電網(wǎng)提供調(diào)頻、電壓支撐等多種服務(wù)。電網(wǎng)側(cè)主要通過獨立儲能、智能控制和西電東送來提升電網(wǎng)的靈活調(diào)節(jié)能力。

　　廣東新型儲能技術(shù)得到快速發(fā)展和應(yīng)用。2024年廣東省投產(chǎn)、新開工和前期預(yù)備的新型儲能項目共43個，總裝機規(guī)模超過23吉瓦時。截至2024年11月，廣東新型儲能裝機規(guī)模達(dá)312萬千瓦/492萬千瓦時，已經(jīng)大幅超過《廣東省推動新型儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》設(shè)計要求。

　　智能電網(wǎng)技術(shù)具有信息化、自動化、互動化的特點。智能電網(wǎng)技術(shù)涵蓋發(fā)電、輸電、配電、用電等各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了對整個電力系統(tǒng)的智能化管理。廣東已建成覆蓋全省的智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對95%以上電力設(shè)備的實時監(jiān)控，智能變電站的覆蓋率達(dá)到80%。

　　跨區(qū)域電力交換發(fā)揮跨省區(qū)電網(wǎng)互濟能力，擴大平衡區(qū)域范圍，實現(xiàn)時間和空間上的擴展和互補。一定程度上可減少因系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力不足導(dǎo)致的棄電現(xiàn)象，同時也能有效解決新能源由于多日、周時間尺度出力不穩(wěn)定而導(dǎo)致的供需失衡問題。廣東與周邊省份的電力互聯(lián)互通能力不斷提升。

　　(三)用戶側(cè)調(diào)節(jié)資源

　　廣東用戶側(cè)資源主要包括工業(yè)負(fù)荷、建筑負(fù)荷、電動汽車、分布式發(fā)電、分布式儲能等。2024年，廣東電網(wǎng)接入需求響應(yīng)資源已超過最大負(fù)荷的5%，并推出靈活避峰需求響應(yīng)，篩選完成負(fù)荷控制改造的用戶作為響應(yīng)儲備，提升應(yīng)對日內(nèi)臨時缺口的能力。預(yù)計到2025年，可參與需求響應(yīng)的負(fù)荷規(guī)模可能達(dá)到1000萬千瓦以上。

　　工業(yè)靈活調(diào)節(jié)資源主要有可轉(zhuǎn)移與可削減負(fù)荷，工業(yè)負(fù)荷需求側(cè)管理尚處探索示范階段。建筑負(fù)荷主要包括工商業(yè)建筑、居民建筑等，智能家居和樓宇是需求響應(yīng)的重要場景，可借智能控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程操控、優(yōu)化管理用電設(shè)備，根據(jù)電力系統(tǒng)需求自動調(diào)整用電行為。2024年1—10月，廣東建筑業(yè)用電量87.12億千瓦時，第三產(chǎn)業(yè)用電量1804.56億千瓦時，同比增長9.62%，城鄉(xiāng)居民生活用電量1358.02億千瓦時，同比增長7.93%。

　　電動汽車主要憑借其移動儲能特質(zhì)同電網(wǎng)之間進(jìn)行交互。南方電網(wǎng)公司探索V2G技術(shù)，利用電動汽車移動儲能特性促進(jìn)其與電網(wǎng)互動。2024年上半年廣東電動汽車滲透率超50%。

　　工業(yè)園區(qū)和商業(yè)中心分布式發(fā)電可以實現(xiàn)能源的自給自足，提高能源利用效率，降低用電成本。2024年5月、6月廣東儲能項目備案數(shù)量共計318個，用戶側(cè)工商業(yè)儲能居多。從2024年6月儲能項目備案類型來看，用戶側(cè)(包含工商業(yè)/分布式)儲能數(shù)量有166個，占比接近95%。國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2024年上半年，廣東光伏發(fā)電新增光伏裝機容量752.7萬千瓦，累計光伏裝機容量3274萬千瓦。其中，工商業(yè)分布式光伏新增360.1萬千瓦，位列全國第三。

　　(四)各類調(diào)節(jié)資源調(diào)節(jié)性能及經(jīng)濟性能比較

　　不同調(diào)節(jié)資源在性能、成本和配置要求等方面存在差異。單純就經(jīng)濟性而言，煤電靈活性改造和需求側(cè)資源成本較低，氣電、抽水蓄能等資源投資成本高，而電化學(xué)儲能盡管成本已降至較低水平，但受制于鋰電池等短時儲能技術(shù)持續(xù)放電能力不強及儲能收益機制不完善，以電化學(xué)儲能為代表的短時儲能技術(shù)整體經(jīng)濟性不佳。此外綠氫、其他新型儲能仍處于推廣或試點階段，技術(shù)成熟度不高。需要綜合考慮各類調(diào)節(jié)資源特點和應(yīng)用場景需求，因地制宜合理配置。

　　廣東在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)都建立了多元化的靈活調(diào)節(jié)資源體系。然而，隨著可再生能源占比的不斷提高，未來仍需進(jìn)一步擴大靈活調(diào)節(jié)資源的規(guī)模，并不斷優(yōu)化其局部調(diào)節(jié)能力。

　　三、廣東靈活調(diào)節(jié)提升路徑及具體舉措

　　當(dāng)前廣東靈活調(diào)節(jié)能力整體未見明顯短缺。長期來看，隨著電氣化提速，廣東用電量持續(xù)維持較高增速。到2030年，廣東用電量預(yù)計將突破1萬億千瓦時，如不采取措施，工作日調(diào)峰缺口約1000萬千瓦。廣東計劃2025年可再生能源裝機比重超35%，2030年將達(dá)45%左右。為應(yīng)對其快速波動，預(yù)計2025年1分鐘內(nèi)快速響應(yīng)需求或超1000萬千瓦。電力市場化改革深入推進(jìn)，預(yù)計2025年廣東電力市場化交易電量占比超70%，調(diào)頻、調(diào)壓等輔助服務(wù)需求大增，2025年AGC調(diào)頻容量需求或超500萬千瓦。

　　在未來新能源大規(guī)模發(fā)展，系統(tǒng)靈活需求急劇增加的發(fā)展形勢下，靈活調(diào)節(jié)資源能力不足仍將是廣東新型電力系統(tǒng)建設(shè)的主要挑戰(zhàn)。面對春節(jié)調(diào)峰、汛期調(diào)峰、特殊天氣、西電東送影響和新能源消納等諸多難題，廣東仍需進(jìn)一步挖掘其調(diào)節(jié)潛力。

　　在新型電力系統(tǒng)中，靈活調(diào)節(jié)能力需要被重新定義，其“能力”特征變得尤為重要，涉及的不僅是單一環(huán)節(jié)的優(yōu)化，而是需要“源—網(wǎng)—荷—儲”全方位的協(xié)同，共同提高系統(tǒng)整體的調(diào)節(jié)能力和充裕性。結(jié)合廣東靈活調(diào)節(jié)資源稟賦條件及其功能定位，源側(cè)在較長時間內(nèi)仍將作為靈活調(diào)節(jié)能力的主要手段，需持續(xù)加強其能力建設(shè);網(wǎng)側(cè)亟待提升智能化手段，包括預(yù)測、監(jiān)測、調(diào)控能力;荷側(cè)將是重點挖掘領(lǐng)域，在系統(tǒng)平衡中發(fā)揮更大作用，潛力有待激發(fā);儲側(cè)建設(shè)發(fā)展迅速，一般作為新能源發(fā)電的重要輔助設(shè)施，平滑新能源出力，作為新能源發(fā)展的重要支撐。

　　綜合廣東經(jīng)濟社會發(fā)展與新型電力系統(tǒng)建設(shè)推進(jìn)情況，將廣東系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力提升路徑分為2025—2030年、2030—2035年兩個發(fā)展階段。

　　在2025—2030年這一發(fā)展階段：

　　一是推動煤電靈活性改造。綜合《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》中新型電力系統(tǒng)建設(shè)“三步走”發(fā)展路徑中對煤電機組發(fā)展規(guī)劃和廣東煤電發(fā)展實際情況，2025—2030年廣東煤電定位為基荷電源，逐步向支撐性兼調(diào)節(jié)性電源轉(zhuǎn)變，在2027年或稍后實現(xiàn)煤電裝機、發(fā)電量和碳排放的“三達(dá)峰”。2025—2030年，廣東可通過推動具備改造條件的煤電機組“應(yīng)改盡改”、推動存量煤電機組靈活性改造、探索煤電機組深度調(diào)峰等舉措，持續(xù)推動煤電靈活性改造，計劃“十五五”內(nèi)完成約3000萬千瓦的煤電靈活性改造目標(biāo)。

　　二是加快抽水蓄能建設(shè)發(fā)展速度。通過增強大容量高水頭機組科技創(chuàng)新，研究中小型及可變速抽水蓄能技術(shù)，落實在建項目投產(chǎn)，力爭2025年抽水蓄能裝機超1000萬千瓦，力爭2030年末裝機容量達(dá)1588萬千瓦。

　　三是加強新型儲能發(fā)展規(guī)劃，加快項目布局。考慮“十五五”期間新增煤電和調(diào)峰氣電規(guī)模，抽水蓄能建設(shè)提速及積極推動煤電靈活性改造等因素，2025—2030年廣東新型儲能整體建設(shè)規(guī)模有限，主要針對系統(tǒng)削峰填谷能力、頂峰支撐能力、新能源調(diào)節(jié)消納能力等局部場景發(fā)揮作用，包括為局部斷面提供頂峰支撐、提高暫態(tài)電壓穩(wěn)定性、改善電網(wǎng)末端電能質(zhì)量和為新能源送出通道提供能量時移。

　　四是推動需求側(cè)資源建設(shè)和應(yīng)用。積極開發(fā)電動汽車調(diào)節(jié)資源;推動柔性負(fù)荷資源接入，積極開發(fā)智能空調(diào)調(diào)節(jié)資源;積極開發(fā)分布式光伏、風(fēng)電等調(diào)節(jié)資源;完善負(fù)荷管理機制和標(biāo)準(zhǔn)，研究多元負(fù)荷市場化機制，促進(jìn)柔性負(fù)荷參與需求側(cè)主動調(diào)節(jié)。2030年，預(yù)計廣東接入需求響應(yīng)資源占最大負(fù)荷比例將超過10%，有序用電資源占最大負(fù)荷比例將超過50%，負(fù)荷控制能力占比同步提升。

　　在2030—2035年中長期發(fā)展階段，廣東電力系統(tǒng)因可再生能源滲透率攀升，靈活調(diào)節(jié)挑戰(zhàn)加劇，需具備更系統(tǒng)、更強的短時間尺度(秒級到分鐘級)和長時間尺度(小時級到天級)的調(diào)節(jié)能力。

　　一是發(fā)揮氣電的重要作用。第一，加強燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)，加快建成應(yīng)急調(diào)峰儲氣庫;第二，加強天然氣調(diào)度與電力調(diào)度協(xié)同，統(tǒng)一氣量計劃申報與電力市場出清時間，提高氣量計劃申請的準(zhǔn)確性;第三，加快調(diào)峰氣電項目建設(shè)，提升系統(tǒng)短時頂峰和深度調(diào)節(jié)能力;第四，嚴(yán)格把關(guān)供熱機組審核流程，定期抽查供熱機組熱電比，動態(tài)調(diào)整機組供熱資質(zhì);第五，探索并推動天然氣發(fā)電與新能源因地制宜融合;第六，逐步提高氣電的容量電價水平，合理回收氣電固定成本;第七，提出適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的同臺競價機制，加強氣電聯(lián)動，實現(xiàn)一次能源價格有效向電力市場傳導(dǎo)。整體來看，廣東燃?xì)忭椖客懂a(chǎn)帶動全省發(fā)電用氣量持續(xù)增長，到2030年，發(fā)電用氣預(yù)計將達(dá)340億立方米，超過廣東省天然氣消費量的60%。結(jié)合廣東省內(nèi)電源項目建設(shè)的實際進(jìn)度，預(yù)測2035年氣電運行規(guī)模約5600萬～6800萬千瓦。

　　二是擴大抽水蓄能的應(yīng)用。2030—2035年，在前期規(guī)劃和建設(shè)的基礎(chǔ)上，更多的抽水蓄能電站將投入使用，2035年廣東抽蓄裝機總規(guī)模預(yù)計將達(dá)到1980萬～2200萬千瓦，相比2024年倍增。

　　三是深化煤電靈活性改造。在前期改造的基礎(chǔ)上，煤電機組的靈活調(diào)節(jié)能力將進(jìn)一步提升。通過先進(jìn)的控制技術(shù)和運行策略，使煤電在保證效率的同時，能夠更好地配合可再生能源的出力特性。“十五五”后，廣東新增電力需求主要將由新能源滿足，原則上不再新建煤電機組。屆時煤電定位為系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源為主，基礎(chǔ)保障性為輔。預(yù)計2030—2035年，煤電機組將加速完成存量機組靈活性改造，發(fā)電小時數(shù)穩(wěn)步下降。

　　四是加大需求響應(yīng)的規(guī)模化應(yīng)用。隨著系統(tǒng)對負(fù)荷的監(jiān)測電壓等級繼續(xù)下沉，監(jiān)測頻度增加，實現(xiàn)分鐘級的監(jiān)控成為可能。廣東電網(wǎng)接入更多可控用戶，提升可控負(fù)荷，實現(xiàn)更高水平的有序用電，為靈活調(diào)節(jié)釋放更多的需求側(cè)資源。通過持續(xù)開發(fā)需求響應(yīng)交易品種、設(shè)計差異化的收益機制、擴大需求響應(yīng)補償資金來源、拉大電力現(xiàn)貨市場峰谷價差等措施，激勵大規(guī)模的工業(yè)、商業(yè)和居民用戶積極地參與到電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)中。

　　五是加大新型儲能應(yīng)用。新型儲能與區(qū)域電力系統(tǒng)發(fā)展相結(jié)合，以需求為導(dǎo)向，分層分區(qū)布局，在區(qū)域內(nèi)調(diào)節(jié)發(fā)揮更多作用。同時，在電力市場規(guī)則的不斷優(yōu)化下，獨立儲能將在新能源密集地區(qū)和負(fù)荷中心地區(qū)迎來更多發(fā)展機遇，并大幅提升區(qū)域靈活調(diào)節(jié)能力。要完善新型儲能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提升并網(wǎng)設(shè)備質(zhì)量與建模精度，探索構(gòu)網(wǎng)型新型儲能應(yīng)用;優(yōu)化完善新型儲能運行調(diào)用機制，逐步建立健全新型儲能參與現(xiàn)貨市場及各類輔助服務(wù)市場規(guī)則，優(yōu)先以市場化方式提升新型儲能調(diào)用率;持續(xù)完善新型儲能參與市場化交易機制，推動其市場化交易。

　　2030—2035年，廣東將著力構(gòu)建多元化、協(xié)同化的靈活調(diào)節(jié)資源體系。通過先進(jìn)的能源管理系統(tǒng)和市場機制，實現(xiàn)氣電、抽水蓄能、煤電、需求響應(yīng)、儲能和電動汽車等多種資源的優(yōu)化配置和協(xié)調(diào)運行。