構建全球能源互聯(lián)網，實施“兩個替代”（能源開發(fā)實施清潔替代，能源消費實施電能替代），要求我們必須從長遠考慮能源電力發(fā)展問題，對影響電網規(guī)劃的相關問題進行深入研究，為“十三五”及下一步電網發(fā)展指明方向。
電力需求仍將快速增長
為保障國民經濟發(fā)展需求，能源和電力需求仍將剛性增長，考慮產業(yè)轉移、結構調整和綠色低碳發(fā)展，預計到2020年我國全社會用電量將達到8萬億千瓦時。
“十三五”時期是全面建成小康社會決勝階段，我國經濟今后保持7%左右的增長速度是可能的。從發(fā)展階段看，我國電力彈性系數(shù)保持在1左右是合理的。發(fā)達國家在工業(yè)化發(fā)展階段一般超過1，甚至超過2。2000年至2014年，我國電力彈性系數(shù)是1.1；“十二五”前三年，電力彈性系數(shù)為1.02，2014年、2015年用電量增速出現(xiàn)短時突降，“十二五”電力彈性系數(shù)下拉至0.78。“十三五”期間，隨著經濟增速觸底回升，用電量增速和電力彈性系數(shù)必然隨之反彈。
（典型發(fā)達國家在經濟增速換檔前后10年的電力彈性系數(shù)）
提高電力在終端能源消費中的比重，是提高能源利用效率的關鍵舉措。電力在終端領域創(chuàng)造經濟價值的效率為石油的3倍、煤炭的17倍。我國目前尚有燃煤鍋爐、窯爐45萬臺左右，絕大部分可以實施電能替代。汽車保有量超過1.5億輛，加快發(fā)展電動汽車，交通領域以電代油潛力很大。經測算，目前我國各領域電能替代潛力高達2.4萬億千瓦時。
美國等國家在經濟增速換擋期，人均用電量仍然保持了較快增長。2014年我國人均用電量達到4078千瓦時/人，相當于美國20世紀60年代。2020年我國人均用電量為5691千瓦時/人，相當于OECD（經濟合作與發(fā)展組織）國家2010年平均水平的64%。
（2014年我國和世界人均用電量情況）
我國東中部作為電力負荷中心的地位將長期保持不變。目前，東中部用電量基本保持在63%左右。綜合考慮產業(yè)轉移、節(jié)能減排、結構調整、人口聚集、電能替代等因素，東中部12省（市）用電量占國家電網公司經營區(qū)用電量的比重將有所下降，預計“十三五”期間，東中部12省（市）用電量占國家電網公司經營區(qū)比重將下降1～2個百分點，仍是我國主要的負荷中心。
電力預測要適度超前。為保證國民經濟健康發(fā)展，電力發(fā)展應適度超前。以往對于電力需求預測往往趨于保守，例如2004年規(guī)劃預測全國2010年、2015年和2020年全社會用電量將分別達到2.75、3.43和4.3萬億千瓦時，而實際全國2010年全社會用電量達到4.2萬億千瓦時，相當于用電量需求提前十年實現(xiàn)。目前我國全社會用電量增速低，要避免對電力需求預測過于悲觀。
能源開發(fā)重心進一步西移北移
能源開發(fā)實施清潔替代是必然趨勢。截至2015年11月底，我國發(fā)電總裝機容量14.1億千瓦，其中風電裝機1.13億千瓦，光伏裝機3327萬千瓦。
我國在《中美氣候變化聯(lián)合聲明》中承諾2030年非化石能源占一次能源消費比重提高到20%。要達到這一目標，清潔能源的發(fā)展勢不可擋。
目前，德國風電、太陽能發(fā)電裝機占比達到42%，我國風電、太陽能裝機占比為10%；美歐等主要發(fā)達國家煤電占比大多低于30%，但油氣發(fā)電比重較高，我國煤電占裝機的比重仍然很高，達到62.6%。
從我國資源稟賦和發(fā)展趨勢看，風電、太陽能發(fā)電將成為清潔發(fā)展的主力，隨著技術進步和開發(fā)成本的逐步降低，已具備加快發(fā)展的條件。2014年我國風電發(fā)電成本已降至0.37～0.45元/千瓦時，光伏發(fā)電成本降至0.68～0.8元/千瓦時，預計2020年左右競爭力將超過化石能源。
環(huán)境治理要求必須嚴控東中部常規(guī)煤電建設。東中部地區(qū)集中了全國75%的煤電，大氣污染排放是全國平均水平的5倍以上，全國104個重酸雨城市全部在東中部。
目前，我國煤電發(fā)展面臨失控的局面，全國核準在建煤電項目2.4億千瓦，還有取得“路條”項目1.8億千瓦，如果全部建設，2020年煤電裝機將達到13億千瓦。特別是東中部12省市核準煤電項目已達8000萬千瓦，如果全部建設，能源結構調整和布局優(yōu)化的目標將難以實現(xiàn)，環(huán)境問題將更加嚴重。
我國東中部地區(qū)的霧霾主要由排放引起，解決環(huán)境問題的根本措施是去煤化。按照《國務院關于印發(fā)大氣污染防治行動計劃的通知》和環(huán)保部、發(fā)展改革委等6部委《關于印發(fā)＜京津冀及周邊地區(qū)落實大氣污染防治行動計劃實施細則＞的通知》要求，京津冀、長三角等區(qū)域除熱電聯(lián)產外，禁止審批新建燃煤發(fā)電項目。遠期來看，環(huán)境治理要求一大批煤電退出市場運行，留下部分大容量煤電電源作為調峰調頻電源支撐電網。替之以本地氣電、核電和外來電，解決負荷中心用電需要。
能源開發(fā)重心進一步西移北移。我國西南地區(qū)水電資源豐富，開發(fā)利用程度不高，加快四川、西藏水電開發(fā)，能夠顯著改善東中部地區(qū)環(huán)境質量，還將有力促進藏區(qū)經濟發(fā)展、民族團結和社會穩(wěn)定。我國陸上風能資源集中分布在華北、東北、西北地區(qū)，太陽能資源集中分布在西藏、西北、內蒙古地區(qū)。未來我國能源開發(fā)重心將進一步西移北移。
一方面大力加快清潔能源開發(fā)利用，建設大型光伏、風電基地，實現(xiàn)清潔能源的大規(guī)模送出；另一方面，依托西部、北部地區(qū)煤炭資源，建設大型煤電基地實現(xiàn)煤炭就地轉化，并可與風電、光伏等清潔能源打捆外送，滿足東中部用電需要。
按照以上發(fā)展思路，規(guī)劃2020年全國電源裝機總量20.7億千瓦，相比2014年新增7億千瓦，年均增加1.2億千瓦。其中，煤電裝機11.2億千瓦，風電2.4億千瓦（“三北”1.8億千瓦，東中部6300萬千瓦），太陽能1.5億千瓦（西部8000萬千瓦，東中部分布式光伏7000萬千瓦），水電3.47億千瓦。清潔能源裝機占比由2014年的31.6%提高到2020年的39.3%，煤電裝機占比由2014年的62.6%下降為2020年的54.3%。
電網格局科學發(fā)展的思考
我國能源資源稟賦特征決定了未來西電東送、北電南送的格局不會改變，規(guī)模還將進一步擴大。預計到2020年，東中部12省（市）受入電力流規(guī)模達到3.1億千瓦，是目前1.1億千瓦的3倍。為滿足新能源的消納和電力跨區(qū)大規(guī)模優(yōu)化配置的需要，亟需科學規(guī)劃電網布局，加強跨區(qū)跨省互聯(lián)電網建設，提升電網的資源優(yōu)化能力和安全承載能力，確保能源安全可靠供應。
解決清潔能源規(guī)模開發(fā)和消納難題，關鍵是擴大同步電網規(guī)模。我國風電、光伏資源集中的西部北部地區(qū)，受本地負荷水平低、系統(tǒng)規(guī)模小、跨區(qū)輸電通道不足等因素制約，難以實現(xiàn)新能源發(fā)電的就地消納，導致大量棄水、棄風、棄光。2014年，西南地區(qū)棄水近300億千瓦時，“三北”地區(qū)棄風100億千瓦時，西北地區(qū)棄光近25億千瓦時。實踐證明，我國目前基于行政管理區(qū)劃和電力就地平衡逐步形成的，華北-華中、華東、東北、西北、南方、西藏6個交流同步電網的格局，已經不能適應清潔能源發(fā)展的需要。
由于新能源出力隨機性、間歇性的固有特性，大規(guī)模新能源的開發(fā)外送消納，對電網的匯集傳輸能力、調峰調頻能力和轉移支援能力都提出了更高要求，電網發(fā)展思路和發(fā)展格局都必須隨之加以調整。總體來看，就是要圍繞清潔能源開發(fā)布局，擴大同步電網規(guī)模，在現(xiàn)有同步電網格局基礎上，通過將不同資源類型的送端電網（如西北、川渝藏）進行互聯(lián)實現(xiàn)資源互補外送，將主要受端地區(qū)電網進行互聯(lián)形成系統(tǒng)容量更大的堅強受端，最終形成送、受端結構清晰，交流和直流協(xié)調發(fā)展的格局。通過優(yōu)化同步電網格局，一方面能夠實現(xiàn)清潔能源跨區(qū)域跨流域多能互補，改善風電、太陽能出力隨機性和間歇性，降低系統(tǒng)調峰需求，提高外送通道利用率，另一方面，也能有效提高受端電網系統(tǒng)規(guī)模，加強系統(tǒng)調峰能力和頻率特性，從而提升接納大規(guī)模清潔能源饋入的能力。
根據規(guī)劃研究，通過構建西部、東部兩個同步電網，到2020年，新能源跨區(qū)輸送規(guī)模將可超過1.5億千瓦，從而實現(xiàn)更大范圍水火互濟、風光互補、大規(guī)模輸送和優(yōu)化配置，棄風、棄光可以控制在5%的合理范圍內，將從根本上解決西部地區(qū)清潔能源大規(guī)模開發(fā)和消納難題，保障清潔能源高效利用。
同步電網規(guī)模逐步擴大、數(shù)量逐步減少，是世界主要國家電網發(fā)展的必然趨勢。從國外電網發(fā)展歷程看，各國電網發(fā)展基本都遵循了同步電網不斷聯(lián)網融合這一規(guī)律。縱觀北美、歐洲、俄羅斯、巴西、印度等世界主要國家/地區(qū)電網發(fā)展歷程，電網結構與其能源資源分布、電力平衡方式、政治體制等息息相關，但無一例外都選擇了大電網互聯(lián)發(fā)展的道路。隨著輸電電壓等級不斷提升、電力技術的不斷發(fā)展和突破，各國電網由孤立網到跨區(qū)互聯(lián)、由初期弱聯(lián)系到不斷加強，同步電網的規(guī)模和覆蓋范圍都不斷擴大。
較為典型的例子是北美電網和歐洲大陸電網。20世紀初，北美各地根據負荷和電源條件形成了眾多孤立交流電網，到20世紀60年代，通過跨州跨國互聯(lián)形成8個區(qū)域同步互聯(lián)電網。目前，美國本土48個州和加拿大南部6個省所有的電網都聯(lián)網運行，形成了北美東部、西部、魁北克和德州4大同步電網。未來美國還將進一步將德州電網納入西部同步電網，同步電網數(shù)量進一步減少。歐洲大陸同步電網的發(fā)展更加具有代表性。為了獲取聯(lián)網效益，加強電力互濟，消納清潔能源，歐洲大陸在各國國內電網的基礎上，在20世紀60年代，形成西歐聯(lián)合電網、西葡聯(lián)合電網、中歐聯(lián)合電網、東歐電網、南斯拉夫電網共6個同步電網，到90年代末，同步電網互聯(lián)規(guī)模進一步擴大，目前已形成覆蓋24個國家的統(tǒng)一歐洲大陸同步電網。
（世界主要同步電網規(guī)模）
總體而言，各國發(fā)展同步互聯(lián)電網的主要動因是提高電網的資源配置能力、安全可靠性和規(guī)模經濟性。交流聯(lián)網是世界各地電網發(fā)展的共同趨勢，構建大規(guī)模同步電網是滿足大容量遠距離輸電的有效方法，面對故障沖擊，更多的電源和負荷會同時做出反應，降低系統(tǒng)波動，整個電網的安全性和可靠性隨之提高，符合電網發(fā)展的客觀規(guī)律。
確保電力安全可靠供應，需要建設堅強的同步電網結構。隨著特高壓直流的快速建設，特高壓交流建設相對緩慢，造成電網“強直弱交”問題突出，嚴重威脅運行安全。目前，四川水電向華東送電的三大特高壓直流滿功率送電達2160萬千瓦，現(xiàn)有西部送端和東部受端的500千伏電網嚴重不適應，已多次出現(xiàn)直流同時換相失敗，造成有功功率和無功功率大量缺額，極易引發(fā)頻率和電壓穩(wěn)定問題。如今年9月，錦蘇直流發(fā)生雙極閉鎖，造成華東電網頻率跌落至49.563赫茲、越限運行207秒，對電網安全穩(wěn)定造成嚴重影響。華東地區(qū)通過多回直流接受區(qū)外來電，大容量直流同送端、同通道、同受端并列運行，發(fā)生多回直流同時故障的風險較大，如果不盡快加強交流網架，擴大互聯(lián)規(guī)模，將會帶來嚴重的安全隱患。未來西部能源基地向東中部負荷中心的直流輸電規(guī)模還會不斷擴大，“強直弱交”問題帶來的安全隱患將更加突出，特高壓直流輸送能力也將受到嚴重制約。近年來隨著用電負荷、裝機容量的大幅提高，現(xiàn)有500千伏電網越來越密集，短路電流超標問題嚴重，電網被迫采取拉停線路、線路出串等控制措施，電網運行方式過于復雜、安排困難，且電網結構完整性遭到破壞，安全隱患難以克服。
按照“強交強直”原則，構建交直流協(xié)調發(fā)展、結構合理、技術先進的特高壓電網，實現(xiàn)電網全面升級，能夠根本解決電網“強直弱交”問題。同步電網潮流轉移能力強，電壓穩(wěn)定性好，可以有效抵御嚴重故障、自然災害、外力破壞、網絡攻擊等，能夠保障電網安全運行。
加快現(xiàn)代配電網建設
為貫徹落實中央“穩(wěn)增長、防風險”有關部署，國家發(fā)改委、能源局發(fā)布了《關于加快配電網建設改造的指導意見》和《配電網建設改造行動計劃（2015～2020年）》，提出2015～2020年配電網建設改造投資不低于2萬億元，全面加快現(xiàn)代配電網建設，支撐經濟發(fā)展和服務社會民生。
實現(xiàn)全面建成小康社會宏偉目標，提升配電網發(fā)展質量。隨著我國新型城鎮(zhèn)化、農業(yè)現(xiàn)代化深入推進，經濟社會發(fā)展對配電網可靠供電和優(yōu)質服務的要求越來越高，保障民生和電力普遍服務的剛性需求大。一是在北京、上海等17個城市核心區(qū)建設高可靠性示范區(qū)，用戶年均停電時間不超過5分鐘，以點帶面高起點、高標準建設配電網，確保供電能力充足，網架結構合理，設備標準化配置，具備故障自動檢測、隔離和網絡重構的自愈恢復能力。二是在國家新型城鎮(zhèn)化試點區(qū)域，適度超前建設配電網，緊密跟蹤市區(qū)、縣城、中心城鎮(zhèn)和產業(yè)園區(qū)等經濟增長熱點，推進新能源示范城市建設。三是加大農網改造升級力度，增加農村變電站和配電變壓器布點，提高農網供電能力，加快解決“卡脖子”、“低電壓”等突出問題，2020年前逐步解決全部35個縣域電網聯(lián)系薄弱問題，滿足農村地區(qū)居民生活、農業(yè)生產用電需要，推動美麗鄉(xiāng)村建設。
適應新能源及多元化負荷快速發(fā)展，加快配電網轉型升級。新能源、分布式電源、電動汽車、儲能裝置快速發(fā)展，終端用電負荷呈現(xiàn)增長快、變化大、多樣化的新趨勢，配電網由“無源”變?yōu)?ldquo;有源”，潮流由“單向”變?yōu)?ldquo;多向”，加快配電網轉型升級的任務非常緊迫。
一是貫徹堅強智能電網發(fā)展戰(zhàn)略，推廣應用新技術、新產品、新工藝，提升配電網智能化水平。二是做好電動汽車充換電設施接入配套電網建設，建成電動汽車快充網絡和車聯(lián)網服務平臺，實現(xiàn)城市及城際間充電設施的互聯(lián)互通，積極開展電能替代，完成80%港口岸電工程建設，積極推廣電采暖，倡導能源消費新模式，帶動產業(yè)和社會節(jié)能減排。三是積極推廣智能配電網項目和微電網示范項目建設，探索建立容納高比例波動性可再生能源電力的發(fā)輸（配）儲用一體化系統(tǒng)。四是以配電網為支撐平臺，逐步實現(xiàn)大數(shù)據、物聯(lián)網、云計算等技術在電網運行管理的深化應用，全面提升配電網智能化、互動化水平，實現(xiàn)綠色用電服務多渠道互動、分布式電源友好接入、電動汽車即插即用、智能電表多元雙向互動、用能服務高效便捷，全面推動能源生產和消費革命。
加強電網規(guī)劃與地方規(guī)劃銜接，確保規(guī)劃落地。一是科學制定遠景目標網架，實現(xiàn)由規(guī)劃引領，促進輸配電網、城鄉(xiāng)電網、一次網架設備與二次系統(tǒng)之間協(xié)調發(fā)展。二是積極配合政府開展電力設施布局規(guī)劃，及時將規(guī)劃成果納入城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃和土地利用規(guī)劃，實現(xiàn)配電網與城鄉(xiāng)其它基礎設施同步規(guī)劃、同步建設。三是統(tǒng)籌用戶資源和公共資源，嚴格遵守目標網架規(guī)劃和電力設施布局規(guī)劃，按照典型供電模式規(guī)范電力用戶和分布式電源接入方案設計，實現(xiàn)配電網協(xié)調有序發(fā)展。四是建立電網建設常態(tài)溝通協(xié)調機制，電網規(guī)劃及時納入地方總體規(guī)劃，以及土地利用規(guī)劃、控制性詳細規(guī)劃、新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃等規(guī)劃，保護變電站站址、線路走廊、地下管線等建設資源，促進電網規(guī)劃有效實施。
京公網安備 11010502049343號