論壇丨西北抽水蓄能發(fā)展要加強網(wǎng)源協(xié)同
來源：中國電力報 時間：2023-10-18 09:18
“雙碳”目標對能源電力低碳化轉(zhuǎn)型提出更高要求，最直接的就是強化電力生產(chǎn)端的減碳，鼓勵光伏、風(fēng)電等清潔能源發(fā)展。為此，國家加速以沙漠、戈壁、荒漠為重點的大型風(fēng)光基地規(guī)劃建設(shè)。西北區(qū)域依托資源優(yōu)勢，將迎來新能源的高速發(fā)展。與此同時，西北區(qū)域內(nèi)電力需求仍保持高速增長，但水電規(guī)模幾近飽和、火電建設(shè)收緊、需求側(cè)管理空間有限，系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力將嚴重不足，“十五五”及遠期西北電網(wǎng)將同時面臨保供和消納雙重壓力。
西北抽水蓄能具備規(guī)模開發(fā)條件
目前，西北電網(wǎng)的平衡是建立在電量富余的基礎(chǔ)上，是源隨荷動、以用定發(fā)的平衡。由于新能源出力的波動性、間歇性，電量分布不均，不同時間尺度的電量平衡開始出現(xiàn)問題，同時電網(wǎng)向下調(diào)峰和向上調(diào)峰問題也將更加凸顯。因此，在新型電力系統(tǒng)下，首先要解決電量平衡問題，在電量滿足的前提下依靠儲能實現(xiàn)“電量搬移”。在新能源發(fā)展不同階段，系統(tǒng)對儲能的需求不同，需要日內(nèi)、跨日、跨季多種類型儲能共同發(fā)展。在電力電量平衡的前提下，再進一步研究新能源消納問題，即儲能的配置原則應(yīng)以“保供為主，兼顧消納”。
抽水蓄能作為現(xiàn)階段最安全、最穩(wěn)定的儲能方式，是保障電力可靠供應(yīng)、增強系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的重要手段。2021年，國家能源局印發(fā)《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021~2035年）》，明確西北地區(qū)重點實施項目74個，總規(guī)模9795萬千瓦，占全國的23.2%；儲備項目47個，總規(guī)模5740萬千瓦，占全國的18.8%。從開發(fā)時序來看，西北地區(qū)“十四五”重點實施項目50個，“十五五”重點實施項目17個，西北區(qū)域抽水蓄能電站迎來空前發(fā)展機遇。
當(dāng)前，西北抽水蓄能已具備大規(guī)模開發(fā)建設(shè)的客觀需求、技術(shù)能力和政策保障，投資熱情高漲，前期工作大幅提速。僅2022年一年時間就完成可研審查12項。截至2023年3月，新增開工項目11項，容量1230萬千瓦。按照目前工程前期進度，預(yù)計到2030年，西北抽水蓄能電站總規(guī)模將超過6000萬千瓦，在不足10年的時間，規(guī)模將遠超西北電網(wǎng)水電，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。
西北抽水蓄能發(fā)展存在四大問題
抽水蓄能電站建設(shè)駛?cè)肟燔嚨溃S之部分地區(qū)出現(xiàn)了無序建設(shè)現(xiàn)象，帶來了新的問題和挑戰(zhàn)。
一是資源分布不均衡，規(guī)模需求不匹配。西北各省（區(qū)）抽水蓄能資源分布極不均衡。青海規(guī)劃抽水蓄能近4000萬千瓦，單體電站容量普遍高于其他省（區(qū)），平均單位造價較其他?。▍^(qū)）低1000元/千瓦；寧夏電站規(guī)模最小，僅4座共420萬千瓦，平均單位造價為西北五?。▍^(qū)）最高。預(yù)計2030年，陜西、青海、甘肅南部將出現(xiàn)一定程度的抽水蓄能規(guī)模過剩，甘肅河西、寧夏抽水蓄能規(guī)模不足，需通過區(qū)域調(diào)用實現(xiàn)規(guī)模與需求相匹配。
二是電價承受能力低，成本疏導(dǎo)難度大。一方面，西北地區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜，在建（核準）及開展前期工作的抽水蓄能單位造價在7000元/千瓦以上的占比超過90%，造價水平普遍高于華北、華東等其他區(qū)域。另一方面，西北用電量規(guī)模較小，電價承受能力低，大規(guī)模抽水蓄能投運后容量電費疏導(dǎo)困難。根據(jù)西北區(qū)域抽水蓄能電站平均單位造價7500元/千瓦測算，容量電價約為每年750元/千瓦。2030年，按照5000萬千瓦抽水蓄能規(guī)模匡算，預(yù)計年容量電費近400億元，考慮容量電費按省分攤，除寧夏外其余?。▍^(qū)）輸配電價漲幅較大，甘肅、青海漲幅預(yù)計超過0.04元/千瓦時。
三是資源逆向分布，網(wǎng)源協(xié)調(diào)難度大。陜西南部、甘肅南部、青海東部等地區(qū)抽水蓄能資源集中度高，未來將形成多個千萬千瓦級抽水蓄能群，對主網(wǎng)架承載能力提出更高要求。一方面，西北750千伏主網(wǎng)尚未延伸至隴南等抽水蓄能群所在地區(qū)，青海海南、陜西陜南規(guī)劃及現(xiàn)有網(wǎng)架仍然薄弱，抽水蓄能難以可靠接入主網(wǎng)。另一方面，新能源資源與抽水蓄能資源在空間上的逆向分布將導(dǎo)致日內(nèi)電網(wǎng)潮流大幅波動、反轉(zhuǎn)，當(dāng)前西北電網(wǎng)主要輸電通道數(shù)百萬千瓦的輸送能力難以滿足發(fā)展需求。受潮流不均等問題制約，交流加強工程對關(guān)鍵送電通道送電能力提升總體有限。
四是儲能建設(shè)差異大，協(xié)調(diào)發(fā)展難度大。各類儲能建設(shè)周期差異大。抽水蓄能電站建設(shè)周期6年以上。新型儲能建設(shè)周期短，如電化學(xué)儲能建設(shè)周期僅3~6個月。為滿足電力保供及新能源消納需求，“十四五”后期及“十五五”初期電網(wǎng)亟需一定規(guī)模儲能的發(fā)展，新型儲能將先于抽水蓄能發(fā)展，可能存在建設(shè)周期內(nèi)系統(tǒng)儲能需求不足與投產(chǎn)年儲能總量過剩的矛盾。
西北抽水蓄能發(fā)展需多方面發(fā)力
一是合理確定儲能發(fā)展規(guī)模。在當(dāng)前日內(nèi)儲能為主的技術(shù)下，為滿足系統(tǒng)保供與消納需求，電網(wǎng)更需要快充、慢放型儲能，充電需求對儲能選擇起決定作用。系統(tǒng)對儲能的容量、功率、時長需求不同，不同需求下經(jīng)濟效益差異較大，需科學(xué)測算抽水蓄能和新型儲能合理規(guī)模，推動多種類型儲能協(xié)同發(fā)展，滿足系統(tǒng)需求，同時降低能源轉(zhuǎn)型成本。
二是加強各類儲能協(xié)同規(guī)劃?，F(xiàn)階段，為確保系統(tǒng)平衡、安全，需進一步出臺政策明確新能源配儲發(fā)展，加強配儲政策的可行性，引導(dǎo)配建儲能按獨立儲能模式發(fā)展，爭取優(yōu)先采用共建、租賃模式，從根源上將配儲發(fā)展為獨立儲能，避免成為建而不用的沉默資源。在新能源發(fā)展到一定規(guī)模的情況下，日調(diào)節(jié)儲能無法解決長周期新能源消納問題，應(yīng)積極探索長周期儲能技術(shù)，應(yīng)對碳達峰后新能源規(guī)模進一步發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)。
三是全網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃抽水蓄能需求。當(dāng)前各省（區(qū)）各自為陣發(fā)展抽水蓄能，勢必造成資源浪費。經(jīng)測算，全網(wǎng)統(tǒng)籌“十五五”所需抽水蓄能規(guī)模相比于單?。▍^(qū)）獨立測算減少千萬千瓦，年容量電費減少近百億。抽水蓄能發(fā)展宜網(wǎng)、省迭代，確定全網(wǎng)不同時期總規(guī)模及各省規(guī)模，實現(xiàn)抽水蓄能需求、運用全網(wǎng)統(tǒng)籌，充分發(fā)揮抽水蓄能工程經(jīng)濟社會效益。
四是建立成本區(qū)域疏導(dǎo)機制。建立抽水蓄能容量電費靈活疏導(dǎo)模式，探索容量電費區(qū)域分攤，即所在省（區(qū)）承擔(dān)容量電費主要部分，其余?。▍^(qū)）按需分攤，實行一站一策，容許多種經(jīng)營模式共存，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)各省“共擔(dān)、共享”，解決各?。▍^(qū)）抽水蓄能資源、需求不均衡問題，推動抽水蓄能全網(wǎng)統(tǒng)籌運用可持續(xù)發(fā)展。
五是科學(xué)論證抽水蓄能接入方案。抽水蓄能電站接入后對電網(wǎng)潮流影響顯著，應(yīng)根據(jù)電站功能定位、裝機容量及近區(qū)電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃情況合理選擇接入點和電壓等級。大容量抽水蓄能宜一級接入最高電壓等級，通過參與更大范圍調(diào)節(jié)實現(xiàn)效率最優(yōu)；用于省內(nèi)新能源消納的抽水蓄能原則上避免接入750千伏負荷變電站中壓側(cè)，防止調(diào)峰困難時段抽水受限。
六是加強網(wǎng)源協(xié)同發(fā)展規(guī)劃。西北優(yōu)質(zhì)的抽水蓄能資源存在成群集中開發(fā)的情況，陜西陜南、青海海南、新疆哈密地區(qū)均有千萬千瓦級抽水蓄能群，且局部地區(qū)抽水蓄能資源與網(wǎng)內(nèi)新能源、負荷逆向分布，將產(chǎn)生千萬千瓦級的穿越功率，需結(jié)合抽水蓄能和新能源布局及投產(chǎn)時序，提前開展抽水蓄能群輸電規(guī)劃及主網(wǎng)架構(gòu)建方案研究。（作者單位：牛拴保、王蒙、汪瑩、王聰系國網(wǎng)西北分部，閆曉卿系國網(wǎng)能源研究院有限公司）
責(zé)任編輯：高慧君
校對：吳蘇靈
