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1、構建“新型電力系統”與容量充足性基于需求高峰時刻可得發電資源的實證分析二O二二年六月卓爾德環境研究中心能源與清潔空氣研究中心Power system adequacy and“New Power System”development in China 出版機構 卓爾德環境研究中（Draworld）從事能源與環境政策、規劃與項評估的應研究與咨詢機構。機構擁有并維護能源經濟候綜 合評價模型（DERC-IAM，多區域經濟模型）與我國電結構模擬模型（DERC-P，時分辨率電平 衡），作為核作具。前主要從事我國與世界候政策及其互動、鋼鐵深度減排及其我國維度，以 及能源系統數字化等作。www.drawor

2、ld.org 能源與清潔空研究中（CREA）能源與清潔空研究中是家獨研究機構，專注于研究空污染的變化趨勢、成因、公眾健康影 響以及相關解決案。全球每年少有300萬死于化燃料燃燒導致的空污染?，F代清潔能源技術的快速發展已經成為 提升空質量、保障公眾健康的關鍵。通過科學的數據、研究和證據，研究中致于持全世界范圍的政府、企業及倡議組織推動清潔能 源與清潔空。我們相信，效的研究和溝通是相關政策、投資決定和倡導動的成功關鍵。www.energyandcleanair.org 構建“新型電系統”與容量充性 1 執摘要 碳排放總量與強度，是電部結構變化的重要約束因素。我國已于2020年承諾在2030年前實現

3、碳 排放達到峰值，并在2060年前實現碳中和。候減排遠與最終標已經明確。如何效推動經濟與能源 系統轉型，成為接下來的關鍵問題。眾多能源與候情景的模擬表明：電部是減排技術選擇最多，且 減排成本已經實現有效降低的部，應先實現深度脫碳直（近）零排放。電系統供應充性與安全可靠，直是電部進化的約束性前提。2020-2021年，世界各地發 了多起較等級的電事故，包括美國得克薩斯州寒潮低溫天下的持續停電、歐洲電的短時解列、我 國多地間歇性停電或者拉閘限電等。如何在益增多的極端天下保證電系統在所有時間尺度上的容量 充性（capacity adequacy）成為政府與公眾普遍關的話題。2021年-2022年，也

4、是我國電系統建設標快速進化的時期。深化電體制改，構建以新能源為 主體的新型電系統（2021年315），推進電體制改（2021年1024），加快建設全國統電 市 場 體 系 （2022 年 1 28 ),提 升 新 型 電 系 統 對 例 可 再 能 源 的 適 應 能 (2022 年 6 1 ）等 標 與預期不斷確，表明了舊有系統的不可持續。如何更有經濟效率的提升系統供應保障能，是關 切?；谶@些背景，我們圍繞“系統容量充性”對2020-2021年系列電事故進描述分析，并闡 述了我們理解中的“新型電系統”要義；基于可得的發電資源與預計的最需求（對應“平衡困難時 刻”）的較，評估了華東夏季、華中

5、冬季的容量充性。我們開展了如下具體作：【描述解析】對美國得州、我國湖南和江、歐洲電解列事故進解讀，得出關于系統充 性、各個電源以及如何理解“出不及預期”現象的若看法?！緟R總分析】基于前電系統的調度運范式，描述我國電運效率提升（如省間/區 域“互濟”）的體制機制障礙。特別是粗尺度調度、僵直外送等因素，為“新型電系統”構建 提供向性洞?！救A東案例研究2021年夏季評估】對華東各省以及整體的容量充性（可得資源/預計 需求）進評估，分析各類電源資源的貢獻?？紤]電需求的不確定性，分析可能的極端情 況?！救A中案例研究2021年冬季評估】基于華東案例類似法論，評估充性平，并分析 如何通過更靈活的電運與投資，

6、減少冗余機組需求，滿極端候條件下的電需求?！究偨Y與建議】根據以上描述、分析、匯總與充性可能形勢分析，總結我國實現遠期電 部零排放的關鍵挑戰與改政策建議。報告的主要結論包括：華東評估表明：如果將系統平衡區從省級擴到區域，相前的調度式，可以次性避 免新建超過3000萬千瓦可控電源（占現在總裝機8%），節省約900億元幣的基建投 資。更地理范圍平滑需求之后的總體平衡下，該地區充性5年內不存在問題。即使在各 構建“新型電系統”與容量充性 2 種不利條件（需求超出預期、外來電更多宕機、光伏出不理想）下也可保持穩健。要實 現這效果，關鍵的“軟”措施在于電運的靈活性特別是跨區靈活性的提。反之，部分省份獨平衡

7、可能有壓。華中評估表明：各省發電資源總體充。通過范圍的電靈活運，可以減少部分新增 電源需求。由于部分省份的需求峰益出現在冬季，各省互補性更強，更范圍的平衡可 以節省11%的新增裝機需求。上新的燃煤發電機組，缺乏候與經濟理性。如果新增煤電，影響電系統的碳排放軌跡 ，或需要配套前前景仍度不確定的碳捕集、利與封存（CCUS）。額外負荷的持續時 間很短，這不是需要運4000時乃更才具有經濟性的煤電機組的。新型電系統應該是度靈活和智能的。需要逐年監測評估充性并提透明度。要更具經 濟效率地保證充性，需要更多地投資500kV及以下的電加強，為更區域電平衡與統 市場建設奠定物理設施基礎。報告特別提示，系統容量

8、充性與可靠性評估，并不包含燃料短缺造成的險。這是另外個問 題能源市場可靠程度。這種險在現實中是泛存在的，特別是運輸較為困難、貿易形式還不靈 活的天然。2021年下半年到2022年上半年，世界能源供需形勢緊張為關注，再次提示了提整個 系統彈性（resilience）的重要性。世界范圍來看，朝向更多電和光伏的能源轉型是否削弱了能源 系統這的表現，需要進步的審慎分析。但是前可以明確的是：如果沒有在電系統中占11-12%的電和光伏，我國2021年因煤炭短 缺導致的多地限電，其情況只會實際發的更加嚴重。因此，進步的能源轉型是充分地解決燃 料價格波動險的“藥”。也正因為如此，這短期事件法給“放緩能源轉型”

9、的建議提供邏輯與理 依據。構建“新型電系統”與容量充性 3 錄 出版機構 1 卓爾德環境研究中（Draworld）1 能源與清潔空研究中（CREA）1 執摘要 2 錄 4 術語 6 致謝與聲明 7 第章 停電事故解析 8 1.1 頻發的極端候需要電系統有更強應對能 8 1.2 環境標對于區域電建設的約束 10 1.3“迎峰度夏”與調度系統 11 第章 構建新型電系統 12 2.1 電系統可靠、可負擔與可持續的共同追求 12 2.2 系統充性衡量指標 13 2.3 通過優化調度擴增實現電系統充?？煽?14 2.3.1 現序貫決策調度簡述 15 2.3.2 提升電系統平衡顆粒度 15 2.3.3

10、擴電系統平衡的地理范圍，減少擴增 16 2.3.4 依靠經濟調度實現系統平衡 17 2.4 系統充裕性與靈活性是兩個問題 17 2.5 能源轉型是拉閘限電的最終解決“藥”，不是原因 18 第三章 華東夏季容量充性評估 19 3.1 華東是電負荷中 19 3.2 電光伏均具有顯著保證容量 21 3.3 華東夏季部分省份獨平衡有壓 22 第四章 華中冬季容量充性評估 25 4.1 華中省份負荷互補性更強 25 4.2 華中各省冬季發電資源總體充 26 4.3 區域平衡節省11%的裝機資源 28 第五章 總結與建議 29 5.1 更范圍平衡系統收益明顯 29 5.2 新增煤電缺乏候與經濟理性 29

11、構建“新型電系統”與容量充性 4 5.3 新型電系統建設的短期建議 30 附錄：報告法論與數據來源 31 1.系統備率公式 31 2.各省8760時負荷曲線 31 3.電部2020裝機容量 31 4.跨省區500kV及以上聯絡線 31 構建“新型電系統”與容量充性 5 術語 內容 英 解釋 容量充性 Capacity adequacy 電系統存在夠的可發電 能資源，以滿所有時刻的需 求。能源轉型 Energy Transition 能源系統的結構變化，主要是 可再能源對化能源的替代，以 及其相關的技術、經濟、政策與政 治問題。預計最需求 Projected peak demand 某概率平下的

12、系統尖峰需 求(kW)。電系統靈活性 System flexibility 系統臨各種不確定性仍舊保 持平衡的能。在光份額不斷增 加的背景下，通常聚焦化機組的 啟停時間、爬坡速率以及最出 三個指標。平衡顆粒度 Balance resolution/granularity 系統離散開機組合安排中細節 平的衡量，如基于天、時、15分鐘還是5分鐘間隔確定機組的出 平。經濟效率 Economic efficiency 經濟中的每種稀缺資源在 產者和消費者之間的使和分配都 能產最的經濟產出和對消費者 的福利。只考慮供給側，等價于利 潤最化/成本最化；只考慮消費 側，等價于福利剩余最化。構建“新型電系統”

13、與容量充性 6 致謝與聲明 本報告由卓爾德（Draworld）與CREA中團隊共同完成。主要貢獻作者包括：張樹偉，報告結構設計、全稿統籌與第2、3、4、5章部分撰寫；董連賽，報告內容整合與字統籌，章節1.2、2.3等撰寫，英稿統籌；殷光治，華中/華東數據收集、制圖與第3、4章節撰寫;銀朔，信息收集與第1章素材整理；畢云，信息材料匯總與字校核。喬瑾、陳雪婉 等在數據信息、圖表制作、字編輯、專家意咨詢等提供了必要的持。項研究報告初稿征求了電、可再能源相關業若專家的意并進了修改。特別感謝國家電 投集團戰略規劃部 李鵬 對本報告的審閱與校核。項 研 究 得 到 能 源 與 清 潔 空 研 究 中 （C

14、REA ）的 持。感 謝 席 分 析 師 Lauri Myllyvirta 先 與 總 監 Nandikesh Sivalingam 先 、沈 昕 的 貢 獻 與 協 調。感 謝 獨 咨 詢 專 家 徐 騰 在 公 共 溝通與中外對話 姚喆 在政策簡報（Policy brief）中的技術持。項研究過程中，我們得到了以下同事在解與信息的私分享或者協助。特此表示感謝:陳宇，華能技術經濟研究院，原國家電監會市場監管司 趙紫原，中國能源報專業記者 構建“新型電系統”與容量充性 7 第章 停電事故解析 1.1 頻發的極端候需要電系統有更強應對能 候變化導致極端象的出現將變得更加頻繁。論是極端溫還是寒潮，

15、短期內的電需求波動均 會考驗電系統的承載能。在過去的年，世界各地發了多起停電事故或限電事件，本節將選取部 分事件以闡述各國電系統應對極端天的表現及反思。2021年2中旬，美國得州拉閘限電達周時間；事故的原因在當年11最終事故調查報告披露之后 已基本清晰 1 。主因是燃料短缺，供給不暢；進步的原因則是 天寒冷造成需求暴漲，以及 主要能源基礎 設施抗低溫能不 共同造成。由于燃料短缺，天然機組出幅低于銘牌容量，其他機組的出也有 所下降。事實上，早在2020年93，在由德州能源公司（TexasRE）和得州電可靠性委員會（ERCOT）舉辦的第九屆冬季發電機象研討會上，發電運營商和電介紹了他們在近期的極端

16、天事件中的經驗，并涵蓋了經驗教訓、最佳做法和可靠性改進的討論 2 。在此次危機發之前，ERCOT的容量備預計是 15.5%3 。這在正常情況下并不低。但極端概率惡劣天事件還是發了。同時，極端天下德州電系統 出能減少的巨程度也超過之前的預期。2021年18，南歐與中歐電出現短時間解列，導致20萬戶家庭失去電供應。事故起源于克羅 地亞的設備故障問題。變電站線設備故障，造成其他電部分過載，從電解開，電傳輸斷掉。更 進步的原因仍是天原因 。彼時，南歐正處于宗教節假期期間，天溫和、電需求低；中歐 地區則因天寒冷導致電需求。它們之間的電斷潮流（功率在線路上的分布）相平時的情況要 很 多。事 故 時 刻 ，

17、克 羅 地 亞 線 耦 合 器 （Busbar coupler trip ）跳 閘 ，造 成 短 時 （20s ）頻 率 超 標 準 波 動。2020年年底到2021年1中旬期間，我國的湖南、江相繼實施有序電或限電。湖南省沙市部分 商業企業被要求削減負荷或“錯峰”產，同時規定辦公場所在天“原則上不開空調”。當時我國發展與改 委員會的解釋包括：業電的快速增；極寒天增加負荷需要；外受電受限和機組故障 4 。這種解釋 是全國地理尺度的。2020年1214、16、30和2021年17，全國最調度負荷連續4次創出歷史 4 http:/ 3 https:/ serve-margin-up-from-202

18、0s-126-down-from-may-forecast 2 https:/ 1 聯邦能源監管署在2021年11發布了最終事故調查報告。https:/www.ferc.gov/media/february-2021-cold-weather-outages-texas-and-south-central-united-states -ferc-nerc-and 構建“新型電系統”與容量充性 8 新，特別是17晚峰負荷達到了11.9億千瓦、發電量259.7億千瓦時 5 。這些信息表明：2020年底負 荷還是低于2021年1的，為何需要有序電仍不夠清楚?；诠_材料，我們對以上事故發的原因做如下

19、的描述性總結。表 1-1 2020-2021多地電事故原因描述性匯總 美國得州停電 歐洲電解列 我國湖南 我國江 容量不 +（機組故障）未知 燃料不 +-+（需要保障電煤）未知 需求增過 之前預期 +光出低于 常態下預期 +未知 +不明確 其他因素 居采暖需求幅 增加 系統電源分布不均，空間布局不合理 省間交換不靈活，市場割裂 省間交換不靈活，市 場割裂 來源：作者根據各種來源材料匯總分析?！?”表示構成相關因素；“-“表示這個因素關。特別說明：這對事故原因的描述性說明，僅為理解事故是如何發之。它并不具有事故責任的劃分含義。個基本 邏輯：各個電源單獨都并不對整體系統的安全性負有先為主的責任。這

20、整體可靠性實現，需要通過機制設計，不同機組互 相補充來實現。5 https:/ 構建“新型電系統”與容量充性 9 候變化在全球導致的極端天有不斷增加的趨勢。美國國家環境信息中的統計顯示 6 ：2020年，美國遭受了22次重然災害，1980-2020年的年平均值是7次。2021年6底-7初，北美地區經歷了 場持續周的熱浪，覆蓋很少經歷極端溫的城市，如美國的波特蘭、雅圖和加拿的溫哥華。在加拿的哥倫亞地區，有180起野的記錄，最溫接近50，是有歷史記錄以來的最溫度。2021年811，意利島的城市錄得48.8的溫，可能打破了歐洲有史以來的溫記錄。我國傳 統上多旱少的北地區，夏季的天似乎越來越多。202

21、1年夏季河南、等地都出現了嚴重的洪 澇災害。在頻發的極端天下，短時激增的電需求和更的設備故障險，將是未來電系統必然要對的 考驗，也會側反映系統平衡者的資源調配能。1.2 環境標對于區域電建設的約束 我國已承諾在 2030 年之前達到氧化碳排放峰值，并且到 2060 年實現碳中和。作為該承諾的部 分，我國將在四五期間“嚴格限制煤炭消費量的增”，并在五五期間“逐步減少”煤炭消費量。另外，態環境治理也在積極影響能源業的產業格局。例如，在污染防治動計劃和打 贏藍天保衛戰三年動計劃的指導下，2013年以來關停落后煤電機組超1億千瓦；2019年我國清潔能源消 費重達23.4%，相應地，煤電在電總裝機中的重

22、也在下降 7 。在現有調度格局下，多個省份通常希望通過擴本省內的電源來滿系統充裕性，但對于煤電的慣性 依賴通常讓電源擴充建設法兼顧不同標。2021年9開始，多起停電事故（部分是燃料短缺問題）營 造出了電供應短缺的假象，也給了煤電業繼續擴張的借在 2022 年前六周就有少 7.3 吉瓦（GW）的新增產能被審批部核準 8 。在態環境標約束的背景下，煤電通常是“產業結構優化”、“淘汰過剩產能”的重點標。官發布 指令停建緩建煤電項已有諸多先例 9 ,10 。在些煤電退役路徑的研究中，污染、氧化碳排放和污 染通常也是決定煤電退役優先級的制約因素之 11 。11 A High Ambition Coal

23、Phaseout in China:Feasible Strategies through a Comprehensive Plant-by-Plant Assessment,Center for Global Sustainability,University of Maryland.https:/cgs.umd.edu/research-impact/publications/high-ambition-coal-phaseout-china-feasible-strategi es-through 10 神華等近百個煤電項緩建停建.2017年8.http:/ 9 能源局關于取消批不具備核

24、準建設條件煤電項的通知.2016年9.http:/ 8 繁榮與衰落2022.Global Energy Monitor.2022年4發布.https:/globalenergymonitor.org/wp-content/uploads/2022/04/BoomAndBustCoalPlants_2022_English.pdf 7 http:/ 6 https:/www.ncdc.noaa.gov/billions/構建“新型電系統”與容量充性 10 單純依靠增加發電設備特別是增加燃煤電來提供系統充裕性的做法，法滿未來碳減排時期 的電建設規劃需要兼顧的各種標。隨著化能源在能源系統中的占持續減

25、少，能夠適應這種結構性 變的電系統也將是推動能源轉型，進保障巴黎協定標順利實現的必要條件。1.3“迎峰度夏”與調度系統 2021年7中旬，國家發改委發布了關于做好2021年能源迎峰度夏作的通知（發改運 20211058號），綢繆預期中7底到8中下旬溫天下的電尖峰需求。相之前年份的通知（2013；2014；2019），這次通知20次提到了煤炭相關的供應保障能。這顯示了政府決策部的重關 切。但是，與之前件詞頻顯示信息類似的是，這些通知基本是“系統如何保持平衡”的技術性要求特別 包括如何“千百計”擴供應以及壓縮需求（有序電）。，該通知中缺乏解決案排序標準的考量 ，因此該案法確定“誰先誰后”的解決案優

26、先級。另，在過去的年份中亦多次有類似通知發布，說明能源系統迎峰度夏是個出現概率較的調度需求，但現有電系統卻法滿，這才需要發改委 需要通過政府件和會議等形式來進重復性的為預。必須明確的是：實現迎峰度夏時期的供給需求平衡，不應該是個不擇段需要滿的標。只有全 提升調度運平，才是有效率與可持續解決問題的治本之策。這也是我國提出“建設新型電系統”標的由來。構建“新型電系統”與容量充性 11 第章 構建新型電系統 2.1 電系統可靠、可負擔與可持續的共同追求 電與般商品的顯著不同，是消費側需要維持個連續供應不能中斷。在儲能尚未規模普及 的情況下，這只能依靠個隨時保持平衡供給出的系統去滿。電系統的微觀現實是

27、任何時刻，系統 的供給資源都要滿消費者的需求。消費者通常缺乏彈性，并不會主動“脫”。因此，我們需要特別關注 些 需 求 峰 時 刻 的 發 電 資 源 充 性。因 此 ，容 量 充 裕 度 /充 性 （capacity adequacy ）是 本 報 告 討 論 的 核內容。因此，對于電系統，電千瓦（kW）與電能千瓦時（kWh）都是有意義的。后者是總的 發電量/電量的平，反映整個經濟體段時間內（如全年）對電能的需求。前者是電功率，反映在 更時間尺度電系統滿變動需求負荷的能。電在年內的波動是普遍存在的，最負荷與最負荷 的差別，是負荷變動程度的衡量。我國2020年前后，最負荷總體在10億千瓦左右，

28、出現在夏季電峰 或冬季采暖峰。最負荷在5億千瓦，出現在春節除夕夜等特殊時刻。任何個電系統管理的基本標，是實現可靠、可負擔的起與可持續的電供應。這三者如果 存在著得失平衡，可以稱之為“Trilemma”（能源三元悖論），但是在某些情況下，我們也可以證明：有 些的改進，是可以同時促進這三的進步，如需求側響應。有些的變化，可以以某個維度 較的退步，換取另外維度更的進步，也是種理性的選擇。保證電能質量與持續可靠供電是所有國家電系統的基本要求，構成電系統優化運的約束。電系統的各個環節存在著各種程度不同的不確定性，如需求預測誤差、機組意外宕機、電線路故 障、電源出偏差等。這要求系統必須保有定平的備電源，供

29、系統的運營者調度，以保障系統平衡 穩定可靠標。要為電消費者提供有競爭的電、降低電成本、服務經濟發展，要求電系統不斷提升運 與投資的經濟效率。各個國家基于理論法論、價值觀以及歷史沿路徑依賴，形成了常多樣化的電 系統形態，特別是在系統運營者跟其他各個主體的責任界劃分以及不同主體如何互動。歐美同時 具有管制體系體系統，以及放松管制體系市場化體系。它們的透明度較。對于市場化體 系 ，不 同 時 間 尺 度 上 市 場 的 嵌 套 疊 加 （圖 2-1 ），構 成 實 時 系 統 平 衡 的 基 礎。理 論 上 ，實 時 市 場 的 價 格 通 常 是最重要的。因為它對應于供需平衡的真實價格，為其他遠期

30、價格提供合理預期與結算參照系。本章內我們先梳理了衡量系統充性的指標，然后對我國的系統運與調度范式進概括。之后通 過參考對部分歐美國家的電調度模式，對我國調度運范式的現狀進適宜性評價，并分析它對供給 充性的相關影響。構建“新型電系統”與容量充性 12 圖 2-1 多時間層次的交易市場 來源：Erik Ela,UVIG workshop,https:/www.esig.energy/event/2017-forecasting-workshop/2.2 系統充性衡量指標 發 電 充 性 （generation adequacy ）評 估 是 電 系 統 安 全 要 求 的 重 要 部 分。電 系

31、統 的 需 求 在 隨 時變化。最需求時刻也要求具有充的發電資源來滿。因此，系統充性可以預計系統尖峰需求（projected peak demand ）與 發 電 資 源 （generation ）可 得 性 的 較 來 衡 量 12 。我 國 電 系 統 安 全 導 則 （GB 38755-2019 ）明 確 規 定 ：為 保 證 電 系 統 運 的 穩 定 性 ，維 持 電 系 統 頻 率、電 壓 的 正 常 平 ，系統應有夠的靜態穩定儲備和有功功率、功功率備容量。備容量應分配合理，并有必要的調節 段。此為系統充性要求。對于何為夠、何為合理必要，安全導則并沒有給出具體界定。但我國的電系統運

32、規范對此有明 確 的 規 定。如 SDJ161-1985 中 華 共 和 國 利 電 部 電 系 統 設 計 技 術 規 程 以 及 后 續 的 技 術 導 則 與標準，通常規定系統總備（包括負荷備、事故備與檢修備三類）不低于20%。2020年發布的 GB/T38969-2020電系統技術導則規定，系統備容量為最負荷的2%5%，事故備容量為最 負荷的10%，不于系統臺最機組或饋最容量直流的單級容量。2022年國家發改委最新發布，從61起開始實施的電可靠性管理辦法(暫)2022年第50號令重申了這要求 13 。13 https:/ 12 般，總負荷統計包括電的電與電線損；凈負荷不含電部分。構建“

33、新型電系統”與容量充性 13 這類似于北美可靠性委員會（NERC，負責監督各個電系統的容量充性）確定的“Resource Adequacy”(RA)reliability criteria （資 源 充 性）指 標。，這 個 標 準 不 能 過 ，造 成 不 必 要 的 資產閑置浪費；另，也不能過低，否則會導致備頻繁耗盡出現拉閘限電。如，在2020/2021年 的冬季，美國PJM市場按照最有可能出現的負荷預測，保有48%的計劃容量備；在可能出現的極端峰值 需求情況下，容量備率降為31%；若考慮到典型的受迫停機率和極端條件下的設備宕機，備率將進步 下降為17%14 。當然，由于我國電業從過去的裝

34、機嚴重不迅速在2005年之后轉為裝機過剩，這的規則并沒 有適宜的現實條件去嚴格執。在實際系統運與規劃中通常采經驗原則，由系統運營商公司主導并確 定。另外，這期系統可靠性指標，通常都不包含燃料短缺造成的險，這種險在現實中也是泛 存在的。以北美為例，因為局部絡的阻塞，天然價格在冬天經常會上漲倍甚上百倍；我國更 是存在巨的天然峰差，業需要在供給緊張的時候給居“讓路”。近兩年新冠疫情下物流與 產體系的困難增加，更加使得燃料供給的可靠性變得脆弱，加了需求與供給出現“硬缺”的可能性。2.3 通過優化調度擴增實現電系統充?？煽?電系統的存儲能常有限，因此必須保證各個時間尺度上的系統注（供給）與引出（消費）的

35、 平衡。這種平衡在所有電中都是必要的，以保持穩定和安全的供應。在年8760時之中，系統在最 負荷時刻仍保持容量充，是基本的技術與安全要求。理論上來講，總有某些時刻“也不刮、也沒有絲 太陽”。因此，系統的可控裝機能夠基本覆蓋最負荷，是未來電系統運與規劃的必要約束。對電系統充性要求的考慮不已經出現在實際體系中。如2019年11的新聞報道顯示 15 ，“過去蒙 電是將電、光伏負荷預測折算10%計電平衡，近年來，為了更多消納，電、光伏負荷預測已 經折算90%計電平衡，在這電平衡模型下，關停了量的煤電機組，導致象因素作下，電、光伏停出，托底的在運煤電機組爬坡能不，進導致電戶間歇式限電”。這種法論存在缺陷

36、。電、光伏作為由天決定出的電源，其統計特性是部分時間（如80%）的出，低于其額定出的50%。折算90%計系統，必然導致在部分時候都需要應對實際出的不 。充性與否是個系統整體問題。各個電源單獨都并不對整體系統的安全性負有先為主的責任。這 整體可靠性的實現，需要通過機制設計，不同機組互相補充實現的。這其中需要考慮各種不確定的因素，包括不斷增加的需求，機組意外宕機的險，天的變化是否存在“天鵝”事件等。我們需要的是對整體的 系統充性進評估，不是完美標準去模糊評價某個機組或某類電源的“能”。15 https:/ 14 https:/ 構建“新型電系統”與容量充性 14 2.3.1 現序貫決策調度簡述 同

37、我國的政府科層體系類似，我國的電調度體系分為5級。電調度基本原則是“統調度，分級管 理，分層控制”。具體，按照電調度管理條例（2011年修訂版）16 ，調度機構分為五級：國家調 度機構，跨省、治區、直轄市調度機構，省、治區、直轄市級調度機構，省轄市級調度機構，以及縣 級調度機構（下分別簡稱國調、區調、省調、市調或縣調）。下級調度機構必須服從上級調度機構的調 度。調度機構調度管轄范圍內的發電、變電站的運值班單位，必須服從該級調度機構的調度。在電調度的基本原則中，“分級管理”是容易理解的，即上級調度對下級具有政優先權與決定 權。區調需要遵守國調制定的計劃（所謂“邊界條件”），區調制定的計劃省調需要

38、遵守，市調與縣調需要接 受省調的指揮?！胺謱涌刂啤币馕吨姼鶕湮恢门c電壓等級，接受不同級別調度的指揮。如三峽電 站出屬于國調計劃范圍；區調可以直接制定某些電計劃，如唐秦嶺電 17 ；省調主要負責省內其 他電調度與整個省份的實時平衡?？梢灾v事實上，我國的電調度是多層級的，并不“統”由個主體去負責總體系統的平衡。操 作層可起，時間上是上級調度先確定聯絡線計劃與電出分配計劃，然后下級調度在遵守這 些 “前 提”的 基 礎 上 做 省 內 安 排。所 以 ，這 流 程 變 成 了 “序 貫 決 策”（sequential decision ）。特 別 的 ，國 調與區調雖然通常機構名稱中包含“調度”

39、，但他們并不負責任何具體區域的平衡責任，僅是個計劃制定 機構。當然，現實中的職權與劃分也可能有例外。如南電屬于獨調度機構，并不屬所謂的“國 家調度中”；有時不同調度之間的計劃也會有限迭代更新，如肅的電外送，即“增量現貨”，基于計 劃安排基礎上做微調；華東電在2015年之后也曾經建區域級的系統旋轉備共享機制 18 。2.3.2 提升電系統平衡顆粒度 基于“科層制”的體制安排與遵守“序貫決策”原則的調度機制，層層匯報逐級確認的體系必然耗費時間，從導致法做到快速響應，造成短期規則與市場的缺失。電系統想要實現“短快”運必然是困難 的。特別地，省間以及跨區聯路線，部分并不是服務于“互聯”的（interc

40、onnection）的，只是輸 電功能（transmission）。般，在更范圍、更短尺度內平衡電系統的需求與供給，集合不 同的 出與需求特性，將更有效率的發揮電的“平滑”效應 19 ，因有效降低對短時運與期備資源的需 求。由于我國在調度原則上存在諸多“邊界條件”約束，只能實施分省粗顆粒度調度，開機組合計劃致按照 星 期 安 排 20 （圖 2-2 ）。顯 然 ，論 是 極 端 天 導 致 的 需 求 激 增 ，還 是 燃 料 短 缺 導 致 的 供 應 疲 軟 ，按 照 星 期 20 https:/globalchange.mit.edu/sites/default/files/Davids

41、on_PhD_2018.pdf ，基 于 作 者 在 東 北 與 內 蒙 古 的 訪 談。19 Smoothing effect，指不同地區共同的最負荷，因為其同時性，于各個地區的最負荷之和。18 http:/ 17 https:/mpower.in- 16 http:/ 構建“新型電系統”與容量充性 15 安排的開機組合計劃都與系統的隨時變動法匹配。美國各區域的電市場以及我國正在試點的電市場 ，均陸續提供前（提前1天）以及實時（每隔數分鐘或時）的交易精度。通過基于每個更短時刻的邊 際成本來確定開機組合的經濟調度原則，提供充分有效的動化解決案（下2.4節）。2.3.3 擴電系統平衡的地理范圍，

42、減少擴增 現的序貫決策調度在實際操作中通常也法做到間“互濟”。電調度和規劃”各為政“通常就意味 著各地需要擴張更多備電源。相，歐美的調度實體基本是某個區域的唯系統平衡負責者。如，美國競爭性開放電系統 中 有 7 個 地 區 電 市 場 與 調 度 運 營 商 （Independent system operators ，ISO ），歐 洲 各 國 有 超 過 50 個 調 度 系 統 運 營 商 （Transmission System Operator ，TSO ），德 國 有 4 個 系 統 運 營 商 TSO ，但 是 并 不 存 在 類 似美國國家調度中、歐盟調度中以及德國國家調度中這

43、樣的機構。這種嵌套在具體地理區域之上的 機構是沒有必要的。類似的，ISO作為唯的區域調度實體，其調度范圍通常都橫跨州界（圖2-2）21 。如上提到的 PJM市場，調度范圍包含了東海岸等13個州；加州ISO（CAISO）的調度范圍也實際上包括了內華達州的 部分。圖2-2 美國電交易市場分布 來源：美國聯邦能源管理委員會（US FERC）相歐美居商業需求更的電結構，我國電系統的峰差并不 22 ?；?020年的各區域負荷 曲線計算，我國電市場總體電源的等價滿負荷運時數在6000時甚更的平。新型電系統 要適應電和光伏出的快速變化，需要個更快更短更的系統平衡與市場交易體系。22 如：我國北省份的負荷與

44、光出曲線，https:/ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8931650 21 https:/www.ferc.gov/electric-power-markets 構建“新型電系統”與容量充性 16 因此，更好的解決案是建并做實區域調度中職能，逐步提升事實上“省為邊界”的平衡到區域層 。通過狀電構建，形成更的平衡地理范圍與市場邊界。圖 2-3 外送計劃（紅曲線）先于本地平衡制定 2.3.4 依靠經濟調度實現系統平衡 實施基于邊際成本排序的經濟調度系統成本最化調度，改善前的序貫決策調度的局。經濟 調度是根據運營成本（亦稱“短期邊際成本”或“可變成本”）

45、把每個可的發電機組進排序，根據發電機的 運營成本的“優先次序”，調度中優先使成本最低的發電機 23 。這對應于整個系統的發電成本最化。電市場的建設也在助推經濟調度的運范式。發改委近期發布的加快建設全國統電市場體系 的指導意也提到“做好市場化交易與調度運的效銜接”24 。2.4 系統充裕性與靈活性是兩個問題 由于與公眾活息息相關，關于系統可靠性事故、拉閘限電、能源轉型問題等話題在2021-2022年引 發了我國社會各個的泛討論。這些討論提升了能源與候問題的公眾關注度，出現了諸多的解讀、理解與說法。但是也不乏誤導性的內容。如：由于我國電系統的調度顆粒度不，缺乏競爭機制確定機組的市場份額，系統充性與

46、系統 靈活性問題經常在公眾討論中混為談 25 。筆者認為我們必須明確：者完全是不同維度的要求。前者是系 25 如：https:/ https:/ 23 https:/www.raponline.org/wp-content/uploads/2017/02/rap-dupuy-li-china-dispatch-reform-ets-2016-d ecember.pdf 構建“新型電系統”與容量充性 17 統的可得資源是否能夠保障實時需求的問題；后者指的是可控機組的出需要在多范圍、速率與頻次上 調節，以實現系統平衡的問題。但是，關于東北2021年下半年停電中出現的“居拉閘、未提前通知、晚上景觀燈

47、不停 26 、直流外送不 ?！碧卣?，我們猜測這四個“極端”操作”與系統的靈活性嚴重不相關。如果出于節約煤炭的的，晚上應該 可以關閉景觀燈降低需求，以進步關停煤電機組以節約燃料。但問題是晚上關停煤電機組，由于前的 煤電機組爬坡能慢、以及啟停需要時間過等原因，因此采晚上開啟景觀燈的式來消耗機組夜間產 的過量煤電。這是煤電機組靈活性不，最出平過的問題。社會泛討論的跨區特權僵直外送 電 27 問題，即并不考慮送電端與電端的電供需動態，在本地電供給嚴重不情況下仍在持續外送也是 個明顯的靈活性問題。雖然本報告主要研討系統充裕性的相關問題，但也希望在此重申：提系統充裕性法解決系統靈活 性的短缺。提系統靈活性

48、同樣是電系統新的重要環。2.5 能源轉型是拉閘限電的最終解決“藥”，不是原因 2021年下半年到年底世界能源供需形勢緊張、價格暴漲為關注，實際上是再次向我們提示了提整 個系統彈性（resilience）的重要性。從世界范圍來看，朝向更多光能源的能源轉型是否削弱了能源 系 統這的表現，需要進步審慎的基于數據的分析。但是前可以明確的是：我國的拉閘限電，如果沒 有全國接近12%的電、光伏，那么情況只會更加嚴重。本次拉閘限電問題的主要原因是煤炭價格漲，資 源供應緊張。主要地區的信息都顯示：電企業積虧損，發電積極性不，停機檢修機組明顯增多 28 。整體系統的可電容量因為燃料問題出現了明顯的不。能源轉型是

49、最終解決這問題的藥。本報告希望從如何確保系統充性的視貢獻于這話題。2021年315召開的中央財經委員會第九 次會議強調 29 ：“四五”期間，要深化電體制改，構建以新能源為主體的新型電系統”。330 30 ，國家能源局次在國務院新聞發布會場合界定“新型電系統”，強調“推進電市場建設和體制機制創新，構建新型電系統的市場體系”，突出系統安全可靠、靈活調節、系統效率以及技術能四關切。這政 策取向與標設定有望成為未來段時間電系統作的聚焦點。30 http:/ 29 http:/ 28 http:/ 27 張樹偉.從調度范式看拉閘限電.https:/power.in- 26 https:/www.kk-

50、news.cc/zh-cn/news-politics/1d9e83.html 構建“新型電系統”與容量充性 18 第三章 華東夏季容量充性評估 我們結合華東（本章）與華中（下章）的案例對系統充裕性進研究，主要關注年度尺度也就 是全年的發電資源要覆蓋所有時間的需求，特別是需求最的“困難”時刻。由于我國的電數據透明度較低 ，這評估主要為理解我們臨的問題示意所。3.1 華東是電負荷中 華東是我國的經濟中，電負荷。華東電從地理范圍上，包括上海、江蘇、浙江、安徽、福建 四省市，是我國的重要經濟中，占全國1/5，年GDP約占全國1/4。2020年華東電量接近1.8萬億 kWh，占全國。2020年夏季最負

51、荷出現在814，達到3.12 億 kW 31 。表 3-1 華東地區2020年分省裝機（萬千瓦）上海 江蘇 浙江 安徽 福建 華東 電 0 265 1171 474 1331 3240 電 2450 10079 6358 5561 3478 27925 核電 0 549 911 0 871 2331 電 82 1547 186 412 486 2713 太陽能 137 1684 1517 1370 202 4909 電源合計 2669 14124 10141 7816 6369 41119 來源：卓爾德根據中電聯統計快報整理。華 東 地 區 直 是 電 與 電 流 格 局 中 的 “受 電 端

52、”。到 2020 年 底 ，華 東 電 在 運 跨 區 直 流 11 條 ，外 來 電 容量接近7000萬千瓦。華東區域內存在“皖電東送”安排，定位安徽為送電端、上海為受電端。31 https:/ 構建“新型電系統”與容量充性 19 圖 3-1 華東作為受電區的跨區線路安排（截2020年）32 注：安徽是傳統“皖電東送”的起始地。其部分本地電源定位為三、特別是上海使。此處考慮其凈外來電部分。華東地區的最負荷般出現在夏季。這也意味著，“迎峰度夏”是系統平衡最為困難的時刻。由于不同 地區負荷特性略有不同，其夏季電峰出現的時間略有區別。華東地區整體，其夏季電峰通常出現 在7中旬-8下旬之間 33 。

53、其中，處于最南端的福建出現的最早，在724；三地區較接近，普遍在8中旬；浙江夏末溫天較多，最負荷出現在825。在各個省份中相對最晚。根據2018年具有代表性的負荷曲線 34 估計，整個地區的負荷峰相當于各個省峰電之和的92%左 右。也就是說：如果以滿最負荷為標進裝機，基于前的負荷特性，以區域為平衡區來進系統 運要各個省分別平衡（前的情況）減少8%左右的物理裝機。34 2020年負荷曲線尚不可得。2019年從天情況看，與2020年存在較差異，并且公開負荷資料不充分。33 https:/ 。32 作者根據公開資料整理，包括但不限于：https:/ 構建“新型電系統”與容量充性 20 圖 3-2 區

54、域最負荷平低于各地區最負荷之和 來源：卓爾德環境研究中根據發改委公布2018年各省負荷曲線整理 3.2 電光伏均具有顯著保證容量 波動性是種特點，它并不是不確定性。光伏只在出太陽的時候才發電，因此是隨著出落以及有 云團度波動的，但是這很“確定”，并不意味著不確定性。需要結合更短尺度的“預測”來消除部分的 不確定性。不確定的部分只是那部分法提前預知的“預測誤差”。保 證 容 量 （capacity credit)衡 量 系 統 峰 電 時 刻 以 及 機 組 出 的 致 性 特 性 ，類 似 歐 美 國 家 有 效 荷承載（ELCC）的概念 35 。如，如果負荷峰是中午，那也是太陽最充出最的時刻

55、，光伏的保 證出可以達到60%，甚更。如果負荷峰是冬季的傍晚，在我國的很多地區，也是刮較厲害的 時候，電的出可以達到50%。對于個給定的系統，通過實際8760時運的統計分析，或者電源特 性的仿真分析，可以得出各個電源的保證容量抑或需求承載能。這是個典型的電程學問題在 “天鵝”事件沒有發的情況下很科學準確。但是，任何的結果，很難在時間與空間范圍上做普適推，成 為個普遍的規律。因為它受各種系統變化因素，不僅僅是光身出特性的影響。如，光伏不多 的時候，需求峰還在中午，繼續增加光伏不會幅降低其保證容量。但是旦（凈）負荷（總負荷減去 光伏）變成傍晚以后最，那么新增光伏的容量貢獻將即幅跌落，直到接近于零（

56、意味著再增加光伏 也不會貢獻于需求最需求時刻）。35 https:/blog.ucsusa.org/mark-specht/elcc-explained-the-critical-renewable-energy-concept-youve-nev er-heard-of/構建“新型電系統”與容量充性 21 基于前的電結構現狀與需求特性，電與光伏均具有明顯的保證容量。我們對江蘇省的8760時 的負荷與出曲線的評估顯示：夏季電峰值（如8中下旬的那周）時刻，光伏的出可以占到額定 容量的60%，電也有30%。圖 3-3 江蘇省2018年負荷與光保證容量的統計規律 來源：卓爾德環境研究中根據發改委公布

57、2018年各省負荷曲線繪制，負荷數據來發改委資料；光出信息來 https:/www.renewables.ninja/3.3 華東夏季部分省份獨平衡有壓 在 常 態 情 況 （normal condition ）下 ，外 來 電 正 常 供 應 ，電 與 光 伏 都 保 有 其 統 計 規 律 上 的 保 證 容 量。這種情況下，系統的充程度是最的。我們考慮各種不同程度的不確定性，依次是：本地可控裝機 ；電與光伏的保證容量出；以及外來電的容量撐貢獻。構建“新型電系統”與容量充性 22 圖 3-4 不同條件下的系統充性分省平衡與區域平衡 來源：作者基于收集的電源容量、電傳輸線以及負荷信息計算。本

58、地可控裝機加上外來電，以及光伏與電的貢獻，華東每個地區都可以保證充的備率平?；?于2020-2021年的最需求預計與可得電源，圖3-4給出了分省的評估以及總體的情況?？傮w上，按照整體 華東地區體化調度的安排，相系統可能的最負荷，系統在2021年有望保持30%以上的充性。各個 省在正常情況下也可以保證，雖然浙江處在臨界點。上海與浙江存在本地負荷于最需求的情況。從本地可控裝機來看，浙江與上海法滿整體需 求。如果外來電例宕機，疊加本地光伏出不理想，那么這兩個地區系統備很可能幅下降，當然 仍然會于預期的最需求，320-330GW。構建“新型電系統”與容量充性 23 圖 3-5 華東地區區域平衡下的系統

59、資源及其不確定性 更區域的平衡可以減少8%的冗余裝機。華東電內各省經濟發展平和電價差異不，新增訂的 電 標 桿 價 差 為 3 分 /kWh 左 右 ，顯 示 了 這 個 市 場 的 各 省 情 況 較 均 。從 最 負 荷 出 現 的 時 間 來 看 ，也 較集中。由于區域電負荷規模，絕對量，這相當于減少3000萬千瓦左右的裝機。如果按照單位千 瓦成本最的天然循環（2800元/千瓦）來計算，等價于節省超過900億元固定資產投資?？傮w，這區域具有充的已建成系統發電資源。容量充性普遍于20%。在更不確定情況 下，更范圍平衡也體穩健。2020年開始，在需求溫和增、新增電源與外來電持續建成的情況下，

60、若 年內不增加任何可控化電源也可以保證系統充性。構建“新型電系統”與容量充性 24 第四章 華中冬季容量充性評估 4.1 華中省份負荷互補性更強 華中電處于我國中部。從地理范圍上，包括湖北、湖南、河南、江四省，傳統上是電外送區域 ，是三峽（湖北）以及眾多電發電資源所在地。湖南與江的地理與候特點，有時冬季的負荷并不低 于夏季。四川與重慶同屬華中電政權限。它們原來通過兩條500kV交流聯絡線與華中聯。前改成 渝鄂直流聯，因此屬于獨區域電，并在本案例分析的范圍內。表 4-1 華中地區2020年分省裝機（萬千瓦）湖北 湖南 河南 江 華中 電 3757 1581 408 660 6405 煤電 331

61、6 2269 7068 2455 15108 核電 0 0 0 0 0 電 502 669 1518 510 3200 太陽能 698 391 1175 776 3039 電源合計 8273 4909 10169 4401 27752 來源：卓爾德根據中電聯統計快報整理。全年來看，華中電同時受與送出電。華中地區最近年也建設了條從南電以及北的受 電通道。整體上，湖北的三峽與葛洲壩電持續外送，其他省份維持凈受電狀態。構建“新型電系統”與容量充性 25 圖 4-1 華中跨區線路送與送出安排（截2020年）來源：作者根據公開資料整理，包括但不限于：https:/ 由于不同地區負荷特性差別更，其電峰出現

62、的時間有所區別。華中地區，其夏季電峰通常 出現在7-8上旬之間 36 。但是全年的電峰湖南、江有可能出現在冬季。華中各個地區的互補性更 強。這也預示了更范圍平衡運相華東地區具備更收益。根據2018年的負荷曲線 37 估計，整個地區的負荷峰相當于各個省峰電之和的約89%。也就是說 ：如果以滿最負荷為標進裝機，基于前的負荷特性，以區域為平衡區來進系統運要各個 省分別平衡（前的情況）減少11%左右的物理裝機。這同時意味著：更范圍的平衡運，使得整個負荷 曲線冬夏季更加平衡，可以有效的提各種機組的利率，降低度電成本。4.2 華中各省冬季發電資源總體充 同華東地區的評估類似，這我們根據各種資源進貢獻率評估

63、，覆蓋本地可控裝機；電與光伏的 保證容量出；以及外來電的容量撐貢獻。37 2020年負荷曲線尚不可得。2019年從天情況看，較特殊，與2020年存在較差異。36 https:/ 構建“新型電系統”與容量充性 26 圖 4-2 三種條件下的系統充性分省平衡與區域平衡 來源：作者基于收集的電源容量、500kV以上聯絡線以及負荷信息計算。正常情況下，華中地區過剩程度更，普遍超過30%。這主要來源于本地各種裝機的豐富性，即使考 慮到湖北的裝機容量有相當部分是外送的。從本地裝機來看，湖南，江本地可控電源裝機不。如果外來電出現N-2以上的宕機，疊加本地光 伏出不理想，那么這兩個地區很可能系統備耗盡。如果電

64、能夠提供定的容量持，那么本地緊張 情況將緩解。從歷史統計來看，這種低可能性不能完全排除。解決系統充性問題，不能靠基荷煤電。任何的解決案都必須進成本效益（efficiency）與成本有 效性（cost-effective）分析以保證所選案的充分理性。額外負荷的持續時間很短，這不是需要運 4000時乃更才具有經濟性的煤電機組的。構建“新型電系統”與容量充性 27 4.3 區域平衡節省11%的裝機資源 在華中地區，由于負荷特性更加互補，更平衡范圍將發揮相華東更的作，節省11%的冗余裝機 ，短期內可以不增加任何可控電源。按照天然單循環機組計算，這相當于節省超過450億元冗余裝機 投資。華中地區有個特別

65、的細節，是上述測算未考慮的。除了上述跨區500kV外送的部分外，本地屬地的 機組歷史上還有是“定位”為其他地區服務的。如鯉江電 38 ，是華中電最南端的電源撐點，始建于 上世紀50年代中期，歷經四期擴建。過去，鯉江電擴建投產后，主要送電東。它在2022年初正式回 歸湖南電，為本地充性進步提供了容量貢獻。38 http:/ 28 第五章 總結與建議 5.1 更范圍平衡系統收益明顯 在更范圍、更短尺度平衡電系統的需求與供給，集合不同的出與需求特性，將更有效率地發揮 電互濟功能，有效降低對新增發電與備資源的需求。在華東地區，這區域具有充的已建成系統資源，可以保證短期不增加任何可控化電源也可以保 證系

66、統充性。更區域的平衡，潛在地可以減少8%的冗余裝機。由于區域電負荷規模，絕對量 ，這相當于減少3000萬千瓦左右的裝機，按照新增投資成本最低的天然單循環機組（2800元/千瓦）計 算，相當于次性節省超過900億元。在華中地區，這“更平衡范圍”將發揮更的作，節省11%的冗余裝機，短期內可以不增加任何 可控電源。按照天然單循環機組同樣計算，相當于節省超過450億元冗余裝機投資。當然，要實現這更平衡范圍要求，需要投資加密些聯絡線 39 ，以及相應的調度平衡動化技術、監管治理體系的補充，以及定價體系的本質性改變。5.2 新增煤電缺乏候與經濟理性 能源部需要在2050年左右完全脫碳是個基本的結論。我國在

67、2060年前實現碳中和是場“拉 松”，它不可能通過在最后階段的“沖刺”實現，必須以可接受的成本（效率），在滿能源平衡、安全與 其他各種約束，以及對各個社會主體保持公平前提下，漸進式地實現。個泛涉及經濟、財政、產業、就業、創新與社會政策的政策框架，才能使我國穩健地擁抱能源轉型與最終碳中和。夠低等碳排放強度是未來我國電系統的重要約束。排放強度最、經濟價值最低的煤炭與煤電要 么先被淘汰，要么應當加裝碳回收裝置。碳回收技術應在經過了20年的研究與開發、示范后，仍舊 沒有規?；某浞肿C明。電部需要制定碳排放強度下降的階段性標。過去的能源與候情景的研究充分表明：電部 是減排技術選擇最多、且減排成本已經實現

68、有效降低的部，應該先實現深度脫碳直（近）零排放。前，在我國電產結構中，煤電排放強度在900gCO2/kWh，整體電排放強度在550gCO2/kWh 。政府需要制定到2050年從這平逐漸下降到接近于零的路線圖及其實現這路徑的政策具。未來我國的電結構，需要例的可再能源加上容量、低利率的天然單循環發電，以及滿 季 節 調 節 需 求 的 電 源。由 于 光 的 波 動 性 ，其 總 裝 機 會 出 最 負 荷 很 多 倍 ，才 能 實 現 發 電 重。彌 補“不刮、光照”情況下的電供應，需要的不是年運時數夠才有經濟性的煤電，是投資成本 更的技術，如需求側響應與天然單循環機組等。這對于電技術與發電結構

69、具有很強的含義。如核 電，只有夠型化、模塊化（如“溫冷堆”）才具有前景；遠看，天然還可以泛地來源于電解 制氫之后的“甲烷化”（Power to X技術系統與應），解決煤電徹底退出之后的剩余排放問題。39 這投資，因為地理區域之間“相鄰”，其需要的線路度常有限，投資總額不。構建“新型電系統”與容量充性 29 5.3 新型電系統建設的短期建議 逐 年 監 測 評 估 系 統 充 性 并 提 透 明 度。類 似 歐 洲 輸 電 協 調 聯 盟 （Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity,UCTE ）40 與 北 美 可 靠

70、性 委 員 會 41 的 做 法 ，建 議 我 國 政 府 監 管 部 （國 家 能 源 局市場監管司等）就系統充性透明度問題開展專項監管，要求系統調度機構須逐年編制并公開系統充 性回顧報告，以及系統充性展望報告。前，最新的2022年電可靠性管理辦法（暫）業已明確 了回顧性報告的要求（第50條），需要就第51條“定期發布電可靠性指標“做具體安排。更多地投資加強500kV及以下的電建設，為更區域電平衡與統市場建設奠定物理設施基礎。這在既有基礎設施較薄弱的華中地區尤其重要。同時，要對電的產與使更多的進統市場安排 ，消除各種“特供電”（如省間市場）割裂市場。這系于整個社會對于系統運以及應該如何運更平

71、 的認識。41 https:/ 40 https:/www.ucte.org/_library/systemadequacy/saf/UCTE_System_Adequacy_Methodology.pdf；https:/www.entsoe.eu/outlooks/midterm 構建“新型電系統”與容量充性 30 附錄：報告法論與數據來源 1.系統備率公式 根據電系統設計技術規程，系統的備率定義為：其中，K 電系統的備率；N y 電系統的貢獻裝機容量(kW)，通常以“需求峰時刻的電源出”來測算。P m 電系統的最負荷(kW)，即預計的最需求。2.各省8760時負荷曲線 出于組織電中期交易的

72、需要，發改委近年開始公布分省負荷曲線。其中2018年的全年曲線 42 分辨率較，可以精確到天甚時；2019年曲線 43 ，時間分辨率有所下 降。部分地區只能精確到。另外，新冠疫情的初步影響已經在2019年顯現，可以視為異常值。鑒于此，本報告采2018年8760時負荷特性（load profile）作為典型負荷曲線測算依據。3.電部2020裝機容量 根據中電聯電統計快報2020年版整理不同電源類型的裝機情況，對應各個地區2020年底的裝 機總量與結構現狀。4.跨省區500kV及以上聯絡線 根據公開資料整理，主要500kV以上跨省跨區線路如下：43 https:/ 42 http:/ 構建“新型電

73、系統”與容量充性 31 編號 落點 區域 線路名稱 別名 電壓 等級 設計 容量 起點 終點 投產期 備注 直流（D）/交流（A）1 華東 雁淮直流 晉北-南京 800 800 雁 關 江蘇淮安 17年6 D 2 華東 靈紹直流 靈州-紹興 800 800 寧夏靈州 浙江紹興 17年6 D 3 華東 吉泉直流 準東-華東 1100 1200 新疆昌吉 安徽古泉 19年9 D 4 華東 復奉直流 800 640 四川宜賓 上海奉賢 10年7 向家壩電站 D 5 華東 錦蘇直流 800 720 四川裕隆 江蘇同 12年12 錦屏電站 D 6 華東 賓直流 800 800 四川雙 浙江浙 14年7

74、溪洛渡電站 D 7 華東 政直流 500 300 湖北泉 江蘇政平 02年12 三峽外送 D 8 華東 葛南直流 500 120 湖北葛洲 壩 上海南橋 89年9 葛洲壩電外 送 D 9 華東 宜華直流 500 300 湖北宜昌 上海華新 06年11 三峽外送 D 10 華東 林楓直流 500 300 湖北團林 上海楓涇 11年3 三峽外送 D 11 華東 錫泰直流 800 1000 內蒙古錫 盟 江蘇泰州 17年10 D 12 南 江城直流 500 300 湖北江陵 東鵝城 03年10 三峽外送 D 13 華中 天中直流 哈鄭直 流 800 800 新疆哈密 河南中州 14年1 D 14 華中 祁韶直流 酒泉-湖南 800 800 肅祁連 湖南韶 17年6 D 15 華中 雅中直流 800 800 四川雅安 江撫州 2021年底 D 合計 9680 1 華中 治-南陽-荊 1000 500 治 湖北荊 12年11 A 2 華中 洹線 500 河北安 河南洹安 03年11 冷備 A 3 華東 陽城電 500 陽城 江蘇淮陰 三回500kV A 來源：作者根據公開資料整理，包括但不限于：https:/ 構建“新型電系統”與容量充性 32