如何看待电力系统的供需局面？

随着光伏、风电占比的不断提高，电力系统的供需均面临强不确定性。

1.电力系统供需均面临强不确定性，大规模新能源并网压力大

我们在9月20日发布的南网科技跟踪报告中介绍了电网运行特点。电力系统是由发电、 输电、配电、和售用电等环节组成的电力生产与消费系统。电网是将电力从电源侧 输送到用电侧的输送网络，包含电力系统中间的输电、配电环节。电力是一种标准 化产品，其唯一的运输手段是通过输电线路进行传输。从能量形式角度看，电能本 身不能以任何形式存储，但它可以转化为其他形式的能量来实现存储，最后重新转 化为电能。由于电力本身较难储存的特点，电力的生产和使用需要保持实时平衡， 否则会导致频率、电压偏离正常范围，影响供电系统的安全和电能质量。根据基尔 霍夫电流定律、节点电流定律，电路中任一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和，即不存在规定的供电路径。

在现阶段，我国电力系统仍然是以煤电为主导，电力电量的平衡以及发电充裕度以 确定性思路为主（2022年6月底，我国燃煤发电11.1亿千瓦，占全国24.4亿千瓦发电 装机容量的45%）。电力的调度，是以“发电跟踪用电”的原则，根据自然规律安排 发电出力大小及其网络布局使电力“选择性”地流向需要的用户，实现电力供需平 衡，可再生能源出力仅作为电力系统的补充。 随着光伏、风电占比的不断提高，电源结构将由可控连续出力的煤电装机占主导， 向强不确定性、弱可控性的新能源发电装机占主导转变。电力系统的供需，即发电 侧和用电侧均面临强不确定性。供需平衡机理将向概率化、多区域、多主体的源网 荷储的平衡模式转变。

2.火电可以缓解弃风弃光外同时产生的电力短缺问题

在国家电网主管的《电网技术》杂志刊印的《新能源电力系统电力电量平衡问题研 究》指出，考虑新能源随机性与波动性的电力系统时序生产模拟模型，对未来新能 源高比例情形下存在的电力平衡问题进行量化研究表明，新能源装机或时间尺度越 大，新能源出力波动越大。随着新能源装机占比的不断提升，新能源出力波动越来 越大，并且新能源月度电量分布与负荷需求不匹配。“三北”地区负荷表现为夏、冬 高峰，风电为春、秋高峰，光伏发电为夏、秋高峰。夏季负荷电量高，而新能源发电 量低，存在季节性电量平衡难题。

在未来新能源装机继续增长的情况下，除了现有的弃风弃光问题以外，还会同时产 生新的电力短缺问题。电力短缺主要发生在夏季和冬季，集中在负荷晚高峰时段。 通过增加火电装机容量可以缓解此问题，但火电的利用小时数将继续下降。 西北地区陆上风资源、光照资源好，但是电力负荷中心聚集在人口密集、工业发达 的东部沿海地区，因此风电、光伏消纳问题一直存在。电力短缺早在2017年就已出 现，至今年的四川缺电，在既有的电源投资框架下，问题趋严重。2022年8月23日自 然资源保护协会（NRDC）与中国能源研究会碳中和产业合作中心合办的西北新能源 高比例发展研讨会上，中电联专家委员会首席专家肖创英指出，四川缺电带给西北的重要启示是，要保障高比例可再生能源地区的供电可靠性，就要充分提升电网的 调节能力；其次，火电在未来相当长一段时间仍然是保供的主力。

3.要实现“碳达峰、碳中和”目标，储能是有效缓解技术手段

传统火电机组也面临着超低负荷深度调峰、频繁启停调峰等新形势。部分煤电机组 还会因冬季承担供热负荷，而需要“以热定电”的方式来运行，调节能力下降。要实 现“碳达峰、碳中和”目标，多元储能技术无疑是有效缓解大规模可再生能源并网压 力的一种有效技术手段。如我们在9月20日发布的南网科技跟踪报告中介绍的，储能 在电力系统中的作用包括但不限于参与电网调峰调频、缓解阻塞、提供电压支撑、 无功控制和在故障时提供紧急用电等，可以延缓输配电设备投资、提升系统运行的 安全稳定性、为电网提供灵活控制资源、高效消纳新能源发电等。