入夏以来,全球多地遭遇持续性高温热浪,我国全社会用电负荷持续攀升加剧阶段性能源保供压力,电力系统安全稳定运行面临巨大考验。厄尔尼诺效应下,我国电力系统如何筑牢迎峰度夏保供防线?如何科学调度资源以应对持续攀升的需求?能源保供如何闯过“高温关”?中国电力报邀请多位行业专家展开讨论。
全球高温“烤”验能源系统
● 匈牙利
能源供应压力更加突出。保克什核电站多个机组相继停运,面临投入运行44年来首次完全关闭的风险。政府不得不暂停晚间用电高峰时段的大部分铁路货运。
● 意大利、希腊和塞浦路斯
高温推动制冷负荷持续上升,多地用电需求接近或创下夏季同期高点。
● 克罗地亚
因持续高温天气导致的河水温度上升等原因,和斯洛文尼亚共同运营的克尔什科核电站降低反应堆功率,第一步将降低至最大功率的80%。
● 韩国
受持续热浪影响,韩国电力需求近日创下今年以来新高。韩国能源部说,今年电力供应已较去年提升2吉瓦,达到107吉瓦。韩国电力交易所表示,目前电力供给平稳,但会继续防范断电风险。
● 日本
霍尔木兹海峡航运受阻导致今年二季度日本平均批发电力现货价格达到每1000千瓦时90美元。伴随酷暑带来的电力需求增长以及封锁长期化,电价可能继续维持涨势。预计2026年下半年日本平均批发电力价格将达到每1000千瓦时105美元。
加强防范厄尔尼诺滞后风险
王旭鹏 郭耀隆 王昉
截至今年7月,世界气象组织、美国国家海洋和大气管理局等全球主要气象机构均确认厄尔尼诺已形成,并将在北半球秋季持续增强。我国国家气候中心和国家海洋环境预报中心预测,今年夏秋或秋冬季将形成一次超强厄尔尼诺事件。历史经验表明,厄尔尼诺通过改变气温分布、降水格局及引发极端天气等因素,逐步传导至电力供需、电源结构、电网运行和电力基础设施安全等环节,其影响通常持续至事件发生后的秋冬季及次年春夏季。
2014~2016年超强厄尔尼诺对多国电力系统的滞后影响
数据显示,2014~2016年形成的厄尔尼诺事件是自1951年以来最强的,其于2015年11月达到峰值,但对电力系统的影响,并非集中发生在2015年,而是在2016年乃至2017年仍持续显现。该厄尔尼诺通过引发洪涝、干旱等极端天气,对南美洲、东南亚、南亚等地电力设施运行造成不同程度的冲击。其中,电源侧受大气环流异常引发的降水时空失衡影响,水电出力波动增大,火电面临设备检修和冷却水供应压力上升,风电、光伏等新能源受风速、云量及极端天气影响,发电稳定性下降。电网侧受暴雨、洪涝、台风、滑坡等极端天气影响,输电线路、变电站和配电设施受损,增加设备巡视、隐患治理和灾后抢修工作量,推高电网运行维护和应急保障成本。负荷侧受海洋储热持续释放影响,夏季高温热浪持续时间更长、强度更高,居民制冷、商业空调、数据中心、轨道交通及工业降温等用电负荷刚性增长,加大电力系统顶峰调节压力。
在巴西,强厄尔尼诺叠加前期持续干旱影响,使东南部和东北部主要流域来水持续偏少,多个水库蓄水率长期处于低位,水电出力受到明显影响。巴西国家电力监测委员会和国家电力系统运营商数据显示,东南部等效水库蓄水率在2016年2月29日仅为50.9%,远低于历史丰水年份水平。巴西国家电力调度机构不得不连续提高天然气、燃油等火电机组出力,巴西政府加快风电、光伏等新能源布局。
在阿根廷,受厄尔尼诺影响,东北部及拉普拉塔河流域出现持续强降雨,多个地区累计降雨量超过1000毫米,部分站点降雨量较常年同期偏多50%以上,巴拉那河、乌拉圭河水位持续上涨,持续洪水导致部分输电线路基础受冲刷、配电设施受淹,局部地区供电中断,抢修通道被阻断,导致电力设备运输和抢修效率明显下降。事件发生后,阿根廷重点加强重要输电通道防洪设计,提高重点变电站防洪标准,并完善电网应急调度体系,以增强极端降雨条件下的供电保障能力。
在越南,厄尔尼诺加剧气候干旱,导致水库来水不足,水电出力下降,加剧供电紧张。越南国家电力调度中心统计显示,截至2016年1月,全国主要水电水库来水较正常水平累计减少约65亿立方米,汛期平均入库流量仅17立方米/秒,同比下降68%,越南国家电力集团被迫增加燃煤机组运行,以保障电力供应。
在印度,厄尔尼诺叠加全球变暖形成持续高温,推动夏季制冷负荷快速增长。印度中央电力局数据显示,2015~2016财年全国发电量达到1107太瓦时,同比增长5.6%;全国最高电力负荷达到153吉瓦,同比增长6%。同时,持续干旱导致部分河流来水减少,水库水位明显低于多年平均水平,印度中央水务委员会数据显示,2016年5月,全国91座重点水库蓄水量仅约占总库容的22%,较同期平均水平低约26%。水库水位降低引起水电出力下降,印度中央电力局统计显示,2015~2016财年全国水力发电量为121太瓦时,同比下降约2%。同时,部分火电机组因冷却水不足影响机组运行效率,进一步加剧电力供需压力。
强化厄尔尼诺滞后风险防范,提升电力系统韧性
国家气候中心预测,今年秋冬季,我国东北、华北、华南和江南地区降水偏多,明年春夏季,长江流域洪涝灾害风险较高,西北地区存在由高温少雨导致的气象干旱风险。
在区域防范重点上,西北部分地区针对气象干旱可能引起水电出力减少、制冷负荷上升以及高温、沙尘、持续少雨等天气可能降低光伏组件发电效率等问题,着重强化新能源、水电与储能、煤电协调运行,加强光伏组件清洁维护和高温设备巡检;江南、华南等地降雨洪涝可能导致沿海地区海上风电、沿海变电站内涝、输电线路倒塔以及地下电缆通道和配电设施受损风险上升,需要重点加强沿海输变电设施防台风、防洪和排涝能力建设,加强输电线路、换流站等山区电力设施安全隐患排查,完善海上风电停机避险和灾后快速恢复机制。
在主要防范环节上,一是加强气候风险跨周期预警研判。健全完善厄尔尼诺影响下的气象、水文、电力联合预测机制,加强季度滚动研判与月度动态修正,结合区域电源结构、负荷特性,量化测算高温负荷增量、水电出力波动区间、新能源出力偏差风险,构建跨年度、跨周期的防汛抗旱保供应急预案。二是强化电源保障能力,提高系统调节韧性。优化煤电、水电、新能源、储能和抽水蓄能协同运行机制,汛期前科学预留调节库容,干旱期保障水电基础出力,合理安排火电设备检修与技改升级,保障备用机组容量,提升火电应急调峰、顶峰保供能力,防范对冲极端天气带来的新能源、水电等出力波动风险。三是提升电力设施气候适应能力。聚焦厄尔尼诺滞后引发的高温、台风、暴雨等气象灾害,开展电力设备隐患排查整治,重点整治重载线路、老旧设备、山区易涝杆塔等薄弱环节,加强电力设施防洪排涝、抗风加固和耐高温设备升级,完善无人机巡检、在线监测和灾害预警系统,提高灾害快速感知和故障定位能力。四是细化负荷管控措施,深挖需求响应能力。研判今明两年夏季负荷增长峰值和时段特征,深化需求侧响应和可中断负荷机制建设,扩大市场化需求响应覆盖范围,推动数据中心、充电基础设施、建筑空调等新型负荷柔性调节。
(作者单位:国网能源研究院有限公司、中国联合网络通信有限公司研究院、中国移动通信有限公司研究院)
气电彰显关键作用
杜晓峰 王牧原
当下极端天气多发频发、新能源占比持续提升,电力系统对调节资源的需求持续攀升。天然气发电(以下简称“气电”)凭借启停灵活、爬坡能力强、碳排放水平仅为煤电四成的综合优势,可高效承担调峰任务,在迎峰度夏中发挥关键作用。
多重支撑增强气电兜底能力
气源供给与调度协同体系持续完善,可精准释放气电尖峰发电能力。国家能源局明确要求,强化气源与电力调度协同,保障气电高峰时段“顶得上、发得稳”。国内多元供气体系持续夯实:主力气区常规气、页岩气、煤层气产能稳步释放,2026年预计新增产量超180亿立方米;地下储气库有效工作气量突破200亿立方米,重点库站提前完成夏季注气;沿海LNG(液化天然气)接收站年总接收能力突破1.5亿吨,形成多点气源缓冲。“全国一张网”互联互通提速,主干管网管存调节能力提升30%,跨区域气源互济能力增强,为气电顶峰发电提供稳定燃料支撑。
新能源大规模并网背景下,气电是电力系统灵活调节的有效支撑。《“十五五”碳达峰行动方案》进一步将“因地制宜建设天然气调峰电站”纳入能源结构优化重点任务。新能源扩容持续推高系统调节压力。中国石化经研院2026年中期预判,全年风电、光伏新增装机将突破2亿千瓦,但主流调节手段均有局限。未来5年,“风光+气电”仍是新型电力系统最经济现实的灵活调节组合,气电可覆盖日内短时波动与极端天气全时段缺口,填补储能与抽水蓄能的能力空白,与新能源形成协同互补。
价格与市场机制逐步健全为气电发挥系统支撑作用提供保障。《关于完善发电侧容量电价机制的通知》正式将气电纳入可靠容量补偿范畴,按顶峰能力补偿固定成本;国家能源局将气电纳入全国调节性电源监管范围,规范其辅助服务价格与收益机制;全国碳市场对燃气机组单独设定配额基准,实行配额缺口豁免政策,降低运行成本。
“双碳”目标下,气电是化石能源清洁替代的重要过渡选项。《能源领域节能降碳行动计划(2026—2028年)》支持实施气电与新能源融合项目,通过耦合调峰及顶峰、一体化汇集送出等方式实现融合降碳;燃气机组度电碳排放仅为同等级煤电的40%~50%,污染物排放近乎为零,是清洁度最高的化石能源。
“十五五”气电发展思考与建议
一是精准布局扩容,实施区域差异化发展。随着经济复苏、新基建落地,用电负荷持续攀升,新能源波动调峰需求大幅增加,叠加国内油气产能、储气库、LNG接收站及管网设施持续完善,气电扩容具备坚实供需基础,预计2030年全国气电装机有望达2.5亿千瓦。“十五五”期间需摒弃粗放扩张,推行因地制宜的差异化布局。在长三角、珠三角、京津冀、川渝等负荷密集、保供压力大的区域,适度新增调峰、顶峰气电项目,平抑新能源波动、补齐供电缺口。在煤电、抽水蓄能、储能配套完善的资源型地区,严控新增低效气电,避免同质化建设与资源浪费。同时推进老旧机组节能与灵活性改造,盘活存量资产,提升机组应急调峰能力。
二是明晰功能定位,优化调度运行体系。立足新型能源体系全局,厘清气电职能边界,构建“调峰为主、兜底保障、灵活补充”的运行模式。以灵活调节为核心主业,重点承担电网调峰调频、新能源波动平抑、电网调压等任务,坚持按需精准出力,减少常态低负荷低效发电,提升资源利用效率。依托国内油气增储上产、近海大气区布局落地的资源优势,在新能源出力不足时段适度承担基础供电任务。同时将气电纳入区域电力应急保障体系,针对性应对极端天气、新能源大面积停运等突发场景,筑牢电网安全底线。
三是深化机制改革,破解行业经济性难题。需聚焦机制堵点全面优化:完善气电价格联动机制,推行“中长期合约锁底+现货电价联动”模式,稳定基础收益、疏导高峰燃料成本;完善发电侧可靠容量补偿机制,扩容覆盖范围、厘清收益边界,保障机组固定成本回收;丰富辅助服务品类,新增快速爬坡、调压、应急备用等服务,实行按质定价,适度放开尖峰电价上限,兑现调峰溢价;深化碳市场联动,优化燃气机组配额管理,打通碳交易、绿证耦合通道,将低碳优势转化为增量收益。
四是推进多能协同,助力清洁低碳转型。立足清洁低碳、安全高效的能源建设目标,发挥气电衔接传统能源与新能源的纽带作用。大力推广“风光+气电”一体化模式,配套布局调峰气电项目,对冲新能源间歇性、波动性短板,提升消纳水平。构建“短时储能调节、长时抽水蓄能稳供、应急气电兜底”的互补体系,形成层级清晰、高效协同的电力调节格局。同时推动气电耦合供热、供冷、供气等综合能源服务,拓展多元收益场景,提升机组综合利用效率和项目整体经济性。
“十五五”是气电转型升级、扭亏提质的关键窗口期。通过优化差异化布局、明晰运行模式、革新市场化机制、深化多能协同,气电将构建电量、容量、调节、低碳四维收益体系,全面释放保供兜底、灵活调峰、低碳转型价值,成为新型电力系统安全稳定运行、能源结构有序转型的核心灵活支撑电源。
(作者单位:中海油研究总院规划研究院)
管风险就是管变化
——看江苏电网负荷四创新高背后的设备运检力量
何育
7月31日11时20分,江苏电网最高用电负荷达1.609亿千瓦,今夏第四次刷新历史极值。面对高温、高负荷双重叠加的极端保电考验,国网江苏省电力有限公司(以下简称“江苏电力”)压实设备运维保障责任,践行“管风险就是管变化”理念,以全链条闭环管控精准防控各类动态风险,全力保障电网安全稳定运行和民生可靠供电。
风险预控:准
高温高负荷带来气象环境、设备状态、运行方式和作业计划的持续变化,是电网运行的核心风险源。
迎峰度夏前夕,江苏电力设备部系统梳理近10年省内迎峰度夏期间故障临停案例,剖析成因、总结演变规律,归纳188个风险点、333条运检工作要点,发布专项通报15期,并构建起“巡、监、测、抢”全链条闭环管控体系——立体巡检第一时间发现变化,在线监测全天候捕捉变化,带电检测精准锁定变化,快速响应高效处置变化,推动风险管控由被动应对向主动预防转变。
立体巡检:密
7月19日,在连云港,输电线路通道下方连云港国家物流枢纽旗台作业区至上合物流园海河联运全封闭廊道工程进入收尾加速期。针对施工密集、大型机械作业频繁的外力破坏高风险场景,国网江苏连云港供电公司运用“可视化+无人机”智能协同模式,通过前端可视化装置实时识别吊车碰线风险,精准定位并推送至就近固定机场,无人机自主规划最近路径快速抵达现场处置,将传统20分钟响应时长压降至3分钟以内。
7月31日,在±800千伏锡泰直流输电通道,国网江苏超高压公司输电运检人员轻点鼠标,无人机沿着预设航线自主巡检;±800千伏姑苏换流站内,“空天地”一体化智能巡视系统启动,室内外无人机、高清摄像头、轨道机器人等设备自主协同开展全站及周界巡视工作,全方位把控核心设备运行状态。
这依托的是一张紧密高效的立体巡检网络。今夏无人机固定机场月均工单、日均作业时长分别同比增长176%、240%。同时,江苏电力滚动排查变电站及线路通道异物隐患,累计清理树障2.5万余棵,拆除高风险大棚586亩,落实22项重要通道高标准运维举措。针对夏季夜间施工作业多发的特点,增加分区联络通道、加密“三跨”区段可视化夜巡频次,加大城市核心区一二级电缆通道夜间人巡力度,确保隐患早发现、早解决。
状态监测:精
7月31日正午,特高压淮安站地表温度逼近60摄氏度。运维人员在主控室轻点鼠标,换流变环境降温系统一键启动。移动式智能雾炮机瞄准红外测温定位的高温点位,定向喷雾,缓解设备高温散热压力。
8月1日,国网江苏扬州供电公司带电检测人员发现10千伏邗工2号128线007号杆塔A、B相电缆接头处发热,分别达到90.1摄氏度、60.9摄氏度,第一时间上报异常数据,并复测确认具备不停电消缺条件。带电作业班组当日完成消缺。
国网江苏电力设备部、配网部践行“治未病”理念,紧盯监与测关键环节,以趋势分析预判变化。全省1540座变电站智巡系统全天候运转,运检人员累计开展专项带电检测6.4万余次,收集油色谱等在线监测数据3.24亿条,以“发现苗头、提前干预”的主动运检,确保设备安全平稳运行。
应急响应:快
7月11日,国网江苏南京供电公司运维人员开展防台风特巡时,发现220千伏槽坊变压器2号主变压器高压侧C相套管渗漏油。抢抓台风来临前检修窗口期,运维人员申请将2号主变改为检修。经检查发现,套管油位计周边存在渗漏油痕迹,判断为套管油位计密封圈老化引起。检修人员当天落实备品和配合队伍,制定针对性检修方案,及时消除危急缺陷。
7月27日,宿迁沭阳县遭遇强对流大风天气,造成10千伏吴航线、吴周线相继故障。国网江苏沭阳县供电公司迅速组织运维力量,启用无人机开展空中故障专项特巡,远距离核查杆塔本体、导线接头等关键设备,快速定位故障点,抢修队伍第一时间赶赴现场复电。
快速响应的背后,是一套覆盖全省的极速应急保障体系。江苏电力构建起“主网90分钟、配网30分钟”应急抢修响应圈,前置储备473辆中低压发电车、826台发电机、689台登高作业车、152台大功率排涝装置等各类应急装备,深化“南北结对、市县互援”机制,有力支撑电网安全稳定运行。
(以上言论为作者个人观点)