您的位置> 首页->能源观察

适应供需新形势 做好电力电量平衡预测

来源: 电力决策与舆情参考作者: 李江涛 日期: 16.09.02

  2016年初,国家发展改革委印发《关于做好2016年电力运行调节工作的通知》。文件开篇便对把握电力供需形势做出部署,要求充分认识经济运行新常态的内涵,准确把握电力需求走势;积极和气象、水利等部门联系,及早把握天气、自然灾害对电力供需的影响;强化对水电来水、火电存煤、天然气供应等情况的监测,加强对风电、光伏发电出力的预测。电力电量平衡是判断电力供需形势的基础,相关工作已经开展数十年,是什么原因造成文件如此突出强调?

  从概念上讲,电力平衡是对“一定时期内可发电力能否满足最高负荷”这一问题进行分析与预测;电量平衡是对“一定时期内可发电量能否满足用电需求”这一问题进行分析与预测。简单来讲,电力余缺通过对比综合可调容量与最高负荷得到,并考虑了一定比例的备用容量,其中综合可调容量的计算考虑了统调装机容量、新增容量、退役容量、检修容量、受阻容量和输入输出电力。电量余缺通过对比可发电量与用电需求得到,并考虑了政府计划或地方协议已经确定的输入输出电量,其中可发电量的计算采用了不同发电技术设备利用小时数的理论值。电力平衡针对于最高负荷发生的某一个时刻,电量平衡针对于月度或季度等某一段时期。

  虽然理论相对完善、实践经验丰富,但在电力需求增长乏力、清洁能源迅猛发展、电力供需相对宽松的新形势下,电力电量平衡面临着来自多个方面的挑战,以往行之有效的方法变得粗放低效。本文中,笔者总结了当前电力电量平衡工作存在的问题,并提出了相关改进建议。

  (一)负荷变化易受气候影响,电力电量平衡需考虑异常情景。

  2015年,我国全社会用电量同比增长0.5%,三次产业及居民生活用电的同比增速分别为2.5%、-1.4%、7.5%、5.0%。第三产业及居民生活用电增长已经成为全社会用电量增长的重要驱动力,但其易受气温、降水等气候因素影响。据国家电网公司电力供需实验室测算,部分地区夏季降温负荷可达最高负荷的40%~45%;而随着“电采暖”的推广应用,采暖负荷占冬季最高负荷的比重也将稳步提升。气温、降水等气候条件的预测难度大,从而降低了采暖用电与降温用电的预测精准度。当前电力电量平衡中,仅基于多年平均气温及降水对最高负荷和用电需求进行预测,忽略了异常气候条件带来的影响,不能有效发现可能出现的电力电量缺口,降低了电力电量平衡工作的预警价值。

  笔者建议,在电力电量平衡中,对最高负荷、用电需求进行双情景预测,一种情景基于多年平均气温及降水,一种情景基于异常气候情况,如在夏季考虑高气温、少降水的极端酷暑天气以及较长持续时间,在冬季考虑低气温、多降水的极端严寒天气以及较长持续时间。第一种情景用于分析电力供需的基本形势,第二种情景针对可能的异常气候情况,未雨绸缪早做分析,及时发出电力电量缺口预警,保障电力安全可靠供应。

  (二)风力发电具有间歇特性,电力电量平衡需区别对待。

  截至2015年底,我国风力发电装机容量达到12830万千瓦,占总装机的8.5%。2015年,风电发电量1863亿千瓦时,占全部发电量的3.3%。近年来风力发电发展迅猛,但受限于资源特性和技术瓶颈,短期内风电只是绿色、清洁电力的重要提供者,而不是可控、可靠电力的坚实提供者。当前电力平衡中,有的省份将风电装机设为全部受阻,即不考虑风电对最高负荷的贡献;有的省份将风电设为部分受阻,但没有固定比例且缺乏理论支撑。当前电量平衡中,仅利用风电设备利用小时数的理论值计算风电可发电量,没有考虑电网约束、负荷波动、调峰需求等对风电出力的限制,忽视了部分地区目前存在的严峻弃风现象。

  笔者建议,在电力平衡中,对风力发电进行容量可信度(capacity credit)折算,以反映其在最高负荷时段提供电力的可依赖程度。对于风电装机占比较小的地区,折算系数可以取0;但对风电装机占比较大(超过10%)的地区,折算系数应基于该地区风力资源禀赋、历史发电数据等进行科学设定,形成明确的折算标准。在电量平衡中,风电可发电量应采用该地区风电设备利用小时的多年历史平均值。类似的国外经验有,英国国家电网公司《电网接入与使用规则》(Connectionand Use of System Code)采用风电近五年平均负载系数(load factor)来表征风电对电网的使用程度。

  (三)水电来水不可控且预测难度大,电力电量平衡需精细测算。

  截至2015年底,水电、火电占全国总装机的比重分别为21.1%和65.7%;2015年,水电、火电占全部发电量的比重分别为19.9%和73.1%。在全国层面,火电提供绝大部分的电力与电量,水电提供重要补充;但在部分省份,水电与火电的地位却发生对调。截止到2015年底,湖北、四川、青海、西藏水电的装机占比分别达到57.0%、80.0%、54.7%、68.9%;2015年,四省水电发电量占比分别为55.3%、86.3%、64.3%、89.5%。以往电力电量平衡主要关注电煤、天然气等易于运输和存储的发电能源,而对于水电来水的判断主要依据气象、水利部门的预测。在当前电煤供应充足、价格低迷的背景下,造成青海、西藏等省份“不缺电力而缺电量”的主要原因为水能资源的预测难度较大且存储容量有限。以往的电力电量平衡分析考虑了水电出力受阻,但对来水丰枯给发电量造成的影响却考虑得较为粗放,难以发现可能出现的电量缺口。

  笔者建议,通过提高对气象、水利等因素的预测准确度,对水电来水的丰枯进行精细预测。在电力平衡中,对水电的最大出力进行科学测算;在电量平衡中,通过细化对不可控制的水电来水的预测,在可发电量计算中剔除因缺水造成的“电量损失”,提高可发电量的测算准确度。

附件:
Copyright © 2011-2014 All Rights Reserved. 
中电传媒股份有限公司 中国电力新闻网 版权所有 未经授权 严禁转载