南方多省高峰限电对上海加强高峰期电力保障的启示

张 铭 闫 晶 寇书萌 王晓晖 费 斐

1.国网上海市电力公司经济技术研究院 2.上海市发展改革研究院

0 引言

去年年底，我国南方多地接连发生用电紧张情况，浙江、江西、湖南等省份更是在用电高峰时段对用户采取限电措施才勉强保障了本省电力供应的平稳。多省大范围缺电虽有今冬异常寒冷和大量境外订单转移到国内引发制造业对电力需求大幅增长的外部原因，但政府管理上的死板和电力系统建设上的短板也是不应忽视的内部原因。电力安全是保障城市有序运行的关键要素，上海作为国际大都市更是要全力避免限电事件的发生，做好“三个关注”，进一步提升上海市电力系统抵御风险能力。

1 浙江：能源“双控”引发政策性限电

去年12月11日起，浙江金华、温州、台州、宁波、舟山等地发布限电通知，部分工厂受此影响错峰生产甚至停产，公共场所照明受限，部分单位办公区气温只有在3 ℃以下才允许开空调，且设置温度不得高于16 ℃。研究发现，浙江上述时段的供电能力并不存在明显的缺口，此次主要是政策性限电，即主管部门为了完成“十三五”能源“双控”目标，在环保控煤和民生保电发生冲突时选择了前者。背后的原因有以下三个方面。

1.1 能源“双控”指标高，实现难度大

浙江省“十三五”能源“双控”能耗强度降低目标是17%，为全国范围内最高标准。当前，浙江省正处于全力建设国家清洁能源示范省第二阶段收官期，实现“双控”目标决心坚定。按照全年统调用电量增长3.9%进行测算，预计浙江全年发电用煤将超出控煤指标39万t，按此发展“双控”目标难以完成。

1.2 供给侧煤炭消费比重高，发电量占比大

2019年，浙江煤炭消费总量占一次能源消费比重为45.3%，其中电煤占煤炭消费量的61.7%，煤电上网电量占全省发电企业上网电量的76.5%，远高于全国平均水平63.8%。煤机发电占比高，减煤降耗压力大。

1.3 需求侧用电量增长迅速

浙江去年前11 个月规模以上工业增加值同比增长4.8%（11月份同比增长11.9%），是全国水平的2 倍多。入冬后，供暖需求陡增，全省用电负荷高达7564万kW，同比增长9%；全社会用电量同步攀升至15.44 亿kWh，同比增长9.9%。全省用电负荷和全社会用电量持续攀升，叠加年关效应，最终导致控煤和保电成了当前阶段不可调和的矛盾。

2 江西：电力供给不足被迫主动限电

2018年至今，江西省已连续三年实施有序用电措施。去年冬季受寒潮影响，江西用电最高负荷再创历史新高，内外部电力供应不足，电力保供形势日益严峻。为补齐冬季电力供应缺口，江西省发改委要求自去年12月15日起，每日早晚高峰时段实施可中断负荷，启动有序用电工作。研究发现，江西电源和通道的建设速度长期滞后于持续增长的电力需求，主管部门和电力企业缺少备用能力，此次限电只是又一次无奈之举。

2.1 本地电源建设缓慢，出力受阻

近年来，江西省内新增电源装机发展速度偏慢，与快速增长的用电需求不相匹配，其中，火电机组受到国家政策和江西资源环境约束，建设阻力较大；新能源出力不稳定，此次限电前一日全省风机覆冰容量已达到102.6万kW，随着低温天气持续，风机覆冰情况在不断加剧，让本已不足的新能源出力问题雪上加霜。

2.2 外来电通道满载，受电能力不足

长期以来，江西电网跨省跨区联络通道薄弱，仅通过磁永线、咸梦Ⅰ、Ⅱ线三回500 kV 线路与华中电网相联，受电能力有限。湖北向江西的送电能力仅为260万kW，且该通道已经满载，区域电力互济互保能力单薄。四川供江西的雅中直流通道又因江西省对自身“川电入赣”空间不足的误判，造成项目拖延了两年才得以批复建设，预计2021 年6月投产前，全省还将继续面临高峰季电力短缺问题。

3 湖南：电源结构性失衡致使被动限电

近年来，湖南省电源结构中可再生能源发电占比持续增加，由于可再生能源发电受气候影响极大，加之外来电不及预期、冬季煤炭供应紧张等因素共同作用，导致湖南电力供需失衡。去年12月8日起，全省启动限电措施，长沙、湘潭等地市制定不使用高耗能电器、错峰用电等举措，减轻供电压力。研究发现，湖南在大力发展可再生能源的同时还十分依赖外来电，对于能够稳定出力的本地火电机组投入不足，高峰季只能看天吃饭。

3.1 从供给侧看，本地电源稳定出力占比低、外来电未达预期

1）新能源装机占比高但实际发电量不足

“十三五”期间，湖南新增装机总量有限且多为新能源，新能源装机规模占全省总发电装机容量的54.8%。湖南秋冬逢枯水季，水电出力低，调节能力不足；受冰冻天气影响，风电表现不佳；光伏受连绵阴雨影响也未达预期，总体导致可再生能源供给侧效率严重不足。

2)火电投资建设进展缓慢，稳定出力机组低于平均水平

在国家能源绿色低碳转型驱动和全省环保条件约束下，煤电去产能加快推进，规划建设的多个火电和热电联产项目的积极性受挫进展缓慢。2019 年，湖南稳定出力机组比重降至46.9%，低于全国水平近15个百分点。

3）外来电受电能力有限叠加新增电源投产无期，增加保供难度

湖南外受电通道能力600万kW目前已全部用足，其中祁韶直流由于送端配套电源投产规模不足、受端配套网架尚不完善等原因，最大允许送电能力仅为设计能力的50%。同时，受严控煤电建设影响，配套电源福建长乐电厂2台100万kW机组建成投运时间推迟至今，另两台机组建设遥遥无期。

3.2 从需求侧看，电力负荷增长迅速

“十三五”期间，湖南年均用电负荷增速约为7.75%，高于同时期年用电量的年均增速5.19%。同时，去年入冬较前年提前26 天，气温低于往年2.2 ℃，居民取暖用电需求大幅增长，电力消耗进一步提升。去年12月14日，全省日用电量较上年同比增长36.2%，刷新历史纪录。

4 近期多地限电对上海的启示

寒冬天气导致需求侧用电负荷快速增长，而供给侧遭遇本地火电发展迟滞、可再生能源出力不足、外来电通道能力受限等多重不利因素共同作用，是造成此次多省限电的主要原因。上海应吸取经验教训，始终将供电安全放在首位，除了要避免发生政策性限电，还应确保本地稳定出力机组维持在合理区间，即使面临极端天气、外来电受限等不利因素，仍具备冗余供电能力。结合上海市能源供应现状及面临的内外部发展形势，课题组研究认为，上海应重点做好“三个关注”。

4.1 关注电源结构变化，合理规划稳定出力装机规模

碳达峰、碳中和目标将极大地推动非化石能源发电比重增加。在此背景下，为保证上海市电力供应的稳定，上海应将稳定出力机组的规模保持在合理水平，确保安全托底的能力，并积极引导其适应绿色清洁化发展。“十四五”期间，煤电作为基荷电源，装机规模应达到1500万kW 左右，气电作为可靠调峰电源，装机规模应达到1235万kW。由于天然气发电效率是煤炭的2倍，清洁性优于煤炭，因此未来上海仍需进一步提高燃机规模，同时满足供电安全性和环保性要求。

4.2 关注新能源发电特性，加强电网建设和配套技术攻关

新能源发电具有出力不稳定、不可控，可以提供有效电量，但提供的有效电力十分有限等特征。发展新能源，不仅要考虑低谷调峰问题，还要重视高峰电力平衡问题。随着非化石能源占一次能源消费比重提高，预计2025 年本地可再生能源装机规模将达744万kW，本地可再生能源发电量比重将从目前的3.7%提高到8.9%。大规模本地和外来新能源电源接入将给电网安全稳定运行带来新的挑战。上海未来应继续加强在新能源发电有效出力、稳定电源发展、“钻石型”配电网建设、储能和调节机制、电力辅助服务市场、电力需求侧响应等方面的研究和技术攻关。

4.3 关注外部环境变化，保障上海高峰期供电安全

按目前上海电网供需情况分析，预计今冬明春上海不会出现缺电问题，能源供给和需求侧均保持平稳可控，但是仍需密切关注低温天气、本地火电供应、外来电交易履约三方面的变化情况。在天气方面，上海冬季空调负荷最高占比近30%，气温对负荷水平影响较大，要密切关注寒潮等极端天气影响。在能源供应方面，上海能源高度依赖外部输入，用能高峰季不仅要关注煤炭、天然气等一次能源供应和稳定出力机组运行，更要注意占比近50%的市外来电受入情况。由于部分送电省已经出现电力供应紧张局面，建议重点关注省间电力交易的履约情况。

5 总结与展望

多省大范围缺电虽有今冬异常寒冷和大量境外订单转移国内引发制造业对电力需求大幅增长的统一外部原因，也存在差异性内部因素。浙江是政策性限电，即主管部门为了完成“十三五”能源“双控”目标，在环保控煤和民生保电发生冲突时选择了前者。江西则是由于电源和通道的建设速度长期滞后于持续增长的电力需求，主管部门和电力企业缺少备用能力，无奈实施限电。可再生能源发电占比持续增加的湖南省，同时还十分依赖外来电，对于能够稳定出力的本地火电机组投入不足，高峰季由于电源结构性失衡致使被动限电。有鉴于此，政府管理上的死板和电力系统建设上的短板不应忽视。电力安全是保障城市有序运行的关键要素，上海作为国际大都市更是要全力避免限电事件的发生，应关注电源结构变化，合理规划稳定出力装机规模，关注新能源发电特性，加强电网建设和配套技术攻关，关注外部环境变化，保障上海高峰期供电安全，从而进一步提升电力系统抵御风险能力。