电力供需结构性矛盾日益突出
思瀚产业研究院    2023-11-13

电力商品作为一类特殊的商品，具备以光速传播、难以大规模储存的特点，因此电网的供电端和用电端必须时时保持供需平衡，以保证电网的稳定和安全。近年来，我国电网规模不断扩大，发电新增装机总量持续增长，其中新能源装机增长远高于火电装机的增长速度，且占比呈上升趋势，使我国电源结构、网架结构等发生重大变化，但因峰值出力不足而导致部分地区、部分时段电力供需矛盾日益突出。

发电新增装机结构中，火电在新增装机中的占比从 2011 年的 66.15%下降至 2021年的 26.25%，2022 年 1-6 月，新增火电装机容量为 818.00 万千瓦时，仅占发电新增装机总量的 12.76%。

虽然发电装机总容量增长速度足以覆盖用电量增长速度，但发电机组在实际运行中所能提供的可靠发电出力却出现不足。由于风光的波动性、随机性和间歇性，导致以风光能源为主体的新能源可靠出力要远低于铭牌装机容量。如果按照火电的可用容量为铭牌容量的 80%、风光可用容量为铭牌容量的 20%这一标准来测算，火电与风光的可用新增装机容量则呈现出颠覆性变化。

因此，从新增可用容量看，由于新能源电力高比例接入电网，但其却没有提供相应足够多的可用装机容量，导致了我国发电可用容量增长速度滞后于用电负荷的增长。2020 年冬季以来，全国多个省份出现了普遍性电力短缺现象。从发用电动态平衡的角度来看，风电及光伏发电出力受自然环境影响较大，且在不同地区、不同气候环境，出力曲线都有不同。风电出力呈现“夜峰昼谷”的特性，其出力高峰往往集中于夜间。

在晴天，光伏出力呈现“单峰”的特性，多数地区中午 12 时到 14 时之间出力较大，晚 20 时到早 5 时无出力。新能源电力的高比例接入将导致峰谷差加剧，巨大的峰谷差极大增加了电网平衡的难度，电力系统调峰压力进一步增大，电力供需矛盾将会日益突出。

以陕西省为例，2021 年 4 月 30 日，陕西新能源发电瞬时峰值首次突破千万千瓦大关（达到 1,000.6 万千瓦），同比增长 59.2%，瞬时功率首次超过火电发电功率，占比最高达 53.7%，成为当时网内发电电力最大的电源类型，但同时，新能源一天之内最大峰谷差达到 963 万千瓦，占当天最大负荷的 47%，巨量的峰谷差给电网稳定带来严重的隐患。

根据国网能源研究院预测，2025 年，国网经营范围的高峰将达到 13 亿千瓦，最大日峰谷差率预计将增至 35%，最大日峰谷差达到 4.55 亿千瓦；其初步测算，如果仅考虑已明确的“十四五”期间投产电源和跨区输电通道，2025 年国网公司经营区东中部地区高峰时段电力供应能力将明显不足，其中，华北、华东、华中等地区的电力缺口将分别达到 2,400 万千瓦、3,400 万千瓦和 2,800 万千瓦。综上，随着新能源装机的高速增长，电网安全稳定将面临巨大挑战，电力系统调峰压力进一步增大，峰值出力不足导致部分地区、部分时段电力供需矛盾日益突出。