楊培杰

（甘肅大唐國際連城發(fā)電有限責(zé)任公司，蘭州730332）

1 引言

甘肅省電力的工業(yè)歷史可追溯到20世紀(jì)初,從1909年蘭州織呢局用一臺(tái)直流發(fā)電機(jī)組，點(diǎn)亮第一盞電燈起,甘肅電力從無到有,從小到大,是西北地區(qū)最早有電的城市之一。

新中國成立后,以全國第一座百萬千瓦大型水利樞紐工程——?jiǎng)⒓覎{水電站1958年開工建設(shè)為標(biāo)志,第一臺(tái)22.5萬千瓦機(jī)組于1969年3月投入運(yùn)行到第一座百萬千瓦發(fā)電廠的建成,迎來了甘肅電力工業(yè)蓬勃發(fā)展的新紀(jì)元。

2002年電力體制改革迎來了甘肅省又一次電力裝機(jī)增長高峰，隨著各發(fā)電集團(tuán)陸續(xù)在甘肅省成立管理公司后，全省火電、水電、新能源等各類發(fā)電設(shè)備裝機(jī)進(jìn)入高速增長期，連續(xù)多年保持2位數(shù)的增長，至2018年末已達(dá)5113萬千瓦，預(yù)計(jì)“十三五”末甘肅省電力裝機(jī)容量將達(dá)5800萬千瓦，其中新能源裝機(jī)容量有望達(dá)2500萬千瓦。新能源從2009年開始發(fā)展,發(fā)電設(shè)備裝機(jī)飛速增長。其中，風(fēng)電從2009年的80萬千瓦增長到2010年155萬千瓦,到2011年555萬千瓦,到2018年增加至1008萬千瓦；光伏發(fā)電裝機(jī)也從2011年的7萬千瓦,經(jīng)過7年的高速增長，發(fā)展到當(dāng)前的839萬千瓦。

2 甘肅省電力供需特征

2.1 甘肅電力產(chǎn)能嚴(yán)重過剩

甘肅省以以原材料加工為主的工業(yè)結(jié)構(gòu)偏重，高載能行業(yè)用電左右著全省用電量的起伏和走勢。2018年，甘肅電網(wǎng)最大用電負(fù)荷1513萬千瓦（12月份）,最大發(fā)電出力2206萬千瓦（8月份）,最大發(fā)電能力僅為裝機(jī)容量的43.14%?？傃b機(jī)是最大用電負(fù)荷的3倍多，甘肅電網(wǎng)電量平衡盈余很大,棄風(fēng)、棄光問題突出和常規(guī)火電機(jī)組無電可發(fā)的現(xiàn)象并存；系統(tǒng)調(diào)峰資源不足，調(diào)節(jié)靈活性欠缺，電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行方式安排困難。被國家能源局列入煤電規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)紅色預(yù)警、風(fēng)電投資監(jiān)測紅色預(yù)警、光伏電站開發(fā)紅色預(yù)警區(qū)域。

2.2 季節(jié)性特征明顯

甘肅的新能源發(fā)電設(shè)備靠天吃飯，長周期發(fā)電量變化不明顯；甘肅水電、火電發(fā)電負(fù)荷具有明顯的季節(jié)性特征：汛期水電大發(fā)，火電只能按最小方式運(yùn)行；供暖期間，季節(jié)性供熱機(jī)組必須“以熱定電”運(yùn)行，水電隨著來水減少和黃河水利委員會(huì)的調(diào)控，發(fā)電量全年呈“凸”形曲線，減發(fā)部分基荷由火電代替,火電發(fā)電量全年呈“凹”形曲線，并隨著用電和外送需求變化波動(dòng)。

2.3 火電利用小時(shí)低下

在新能源優(yōu)先和水電不棄水的調(diào)度原則下,省內(nèi)優(yōu)先發(fā)電量大于省內(nèi)發(fā)電空間，除安全約束、調(diào)峰調(diào)頻、保供熱電量等一類優(yōu)先發(fā)電量外，火電機(jī)組再無省內(nèi)發(fā)電空間，純凝機(jī)組省內(nèi)發(fā)電空間為零，火電機(jī)組面臨無電可發(fā)的境地，甘肅火電利用小持續(xù)下跌，2009年跌破5000小時(shí)，2014年跌破4000小時(shí)，2017年3510小時(shí)(其中公用火電僅2619小時(shí))。

2.4 冬季電煤保障困難

甘肅煤炭供應(yīng)缺口大。年煤炭產(chǎn)能4000萬噸，年煤炭消耗5700萬噸；年外銷煤炭1800萬噸，外購3500萬噸。年電煤消耗3700萬噸，其中，省內(nèi)煤業(yè)供應(yīng)1600萬噸，需從外省區(qū)調(diào)進(jìn)約2100萬噸，省內(nèi)自給率僅有43%左右。特別是冬季,供暖搶占市場煤和運(yùn)輸?shù)缆肥芟?電煤供應(yīng)壓力加劇。

3 甘肅省省內(nèi)市場化交易電量

甘肅省內(nèi)電量分為：基數(shù)電量，發(fā)電權(quán)交易和大用戶直購電量。市場化交易的電量品種主力軍目前是直購電,后續(xù)還將推出現(xiàn)貨交易。

3.1 基數(shù)電量

甘肅省工信委安排電力電量平衡及優(yōu)先發(fā)電權(quán)時(shí)，根據(jù)保障民生，新能源優(yōu)先和電網(wǎng)安全約束等邊界條件，確定火電最小運(yùn)行方式下各類型發(fā)電設(shè)備標(biāo)桿電價(jià)的電量。

3.2 發(fā)電權(quán)交易

發(fā)電權(quán)交易是為了釋放新能源富裕發(fā)電能力開展的置換火電發(fā)電量交易。具體操作是自備電廠停用部分機(jī)組，將發(fā)電量指標(biāo)以一定的交易價(jià)格置換給新能源企業(yè)代發(fā),保持省內(nèi)發(fā)用電計(jì)劃平衡的同時(shí),增加再生能源發(fā)電設(shè)備利用率。2018年置換26.18億千瓦時(shí)；2019年共計(jì)劃轉(zhuǎn)移67.25億千瓦時(shí),釋放更多的新能源發(fā)電能力。

3.3 甘肅省歷年直購電交易

2014年利用部分企業(yè)24.21億千瓦時(shí)增量電量啟動(dòng)直購電作為試點(diǎn)。真正意義的放開直購電是從2015年正式開始，在開展大用戶直購電以來的四個(gè)年度，隨著準(zhǔn)入用戶的不斷放開，直購電電量和參與發(fā)電類型在逐年增加。

表1 2015—2019年省內(nèi)電力交易量單位：億千瓦時(shí)

4 甘肅省開展跨省電力市場交易

4.1 甘肅省外送電通道情況

甘肅電網(wǎng)位于西北電網(wǎng)中心，從西北地區(qū)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)看，甘肅處于“四室一廳”中間位置，與周邊陜西、青海、寧夏、新疆間已形成18回750千伏、9回330千伏高壓交流輸電線路聯(lián)網(wǎng),電力交換能力達(dá)到1600萬千瓦/小時(shí)。

目前，甘肅可以利用的外送通道主要有8個(gè)：一是通過甘肅祁韶直流點(diǎn)對(duì)點(diǎn)送湖南；二是借道新疆天中直流送河南；三是通過寧夏靈紹直流送浙江；四是通過寧夏銀東直流外送山東；五是通過昭沂直流（內(nèi)蒙-山東）外送山東；六是通過靈寶、德寶直流送華中；七是通過甘青聯(lián)絡(luò)線外送青海；八是通過柴拉直流外送西藏。后續(xù)還將增加新疆昌吉—安徽古泉±1100千伏特高壓直流輸電線路。

甘肅省可利用的通道輸送能力500～700萬千瓦/小時(shí)，全年可輸送電量空間400～560億千瓦時(shí)。

4.2 甘肅省近年跨省電力交易情況

“十一五”期間甘肅省外送電交易電量開始起步。甘肅省外送電量真正啟動(dòng)始于2007年，西北電力交易中心成立后組織開展電力交易，在此以前，省間偏差電量進(jìn)行物理量的借與還，省間年度不平衡電量作為外送電量由調(diào)度代為結(jié)算，各廠按比例分配增量。隨著多條超高壓以及特高壓輸送通道建成，西北電網(wǎng)跨省區(qū)外送電交易開始提速，甘肅省外送電交易規(guī)模開始擴(kuò)大。

自2007年國家批準(zhǔn)在甘肅酒泉地區(qū)建立國內(nèi)首個(gè)千萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地以來，十余年期間,甘肅新能源裝機(jī)發(fā)展迅猛，同時(shí)甘肅電網(wǎng)也得到快速發(fā)展。目前已經(jīng)形成了典型的送端電網(wǎng)。西北區(qū)域電網(wǎng)同時(shí)開始了電力交易平臺(tái)的建設(shè)組織西北各省開展跨省跨區(qū)電力交易,交易電量逐年增加,2011年當(dāng)年甘肅省凈外送電量超過100億千瓦時(shí)，2013年起，新能源開始參與外送電市場，隨著祁韶直流2017年下半年投運(yùn)正常，2018年外送電量又上一臺(tái)階。預(yù)測2019年甘肅省外送電量可達(dá)到450億千瓦時(shí)，

表2 近年來甘肅省外送交易電量、電價(jià)統(tǒng)計(jì)單位：億千瓦時(shí)、元/兆瓦時(shí)

4.3 甘肅省電力外送通道建設(shè)情況

2017年6月，甘肅省第一條點(diǎn)對(duì)點(diǎn)外送通道祁韶直流線路投運(yùn)，受穩(wěn)態(tài)過電壓限制，輸送能力為340萬千瓦/小時(shí)，不足設(shè)計(jì)值的一半。

2018年6月，祁韶直流配套兩臺(tái)調(diào)相機(jī)投運(yùn)，送電能力提高至400萬千瓦/小時(shí)，年度送電能力達(dá)320億千瓦時(shí)。

2020年3月，配套的甘肅常樂電廠兩臺(tái)百萬火電機(jī)組投運(yùn)，直流輸電能力穩(wěn)定至設(shè)計(jì)值800萬千瓦/小時(shí)，年度送電能力達(dá)630億千瓦時(shí)。

5 未來電力市場形勢分析

5.1 政策推進(jìn)甘肅市場電量增長

隨著國家環(huán)保政策標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升和新能源配額制的推進(jìn)，火電裝機(jī)大省和風(fēng)光新能源裝機(jī)不足配額值的省份將從新能源富裕的甘肅、內(nèi)蒙等地購電，外送通道負(fù)荷穩(wěn)定性要求，利用和發(fā)揮甘肅發(fā)電裝機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與優(yōu)勢,必須進(jìn)行火電配比進(jìn)行打捆外送。

5.2 棄風(fēng)棄光率指標(biāo)的需求

甘肅電網(wǎng)新能源棄風(fēng)棄光情況自2014年后逐年增加，2016年達(dá)到最高；從2017年開始，在加大新能源跨省區(qū)消納等政策支持下，新能源棄風(fēng)棄光矛盾有效緩解，但仍然是全國棄風(fēng)棄光最為嚴(yán)重的地區(qū)之一。為響應(yīng)國家雙降的要求，必須大力推進(jìn)新能源電量直購與外送。

表3 甘肅省棄風(fēng)棄光情況統(tǒng)計(jì)單位：億千瓦時(shí)、小時(shí)

5.3 外送通道輸送電能的需求

甘肅外送通道祁韶直流從投運(yùn)之初的340萬千瓦起增容，最終要達(dá)到額定的800萬千瓦的輸送能力，年輸送電能600億千瓦時(shí)。后續(xù)隨著新疆送安徽的±1100kv線路和青?！Ｄ虾完儽敝梁钡摹?00kv高壓輸電線路投運(yùn)，西北區(qū)域外送電力能力再次提升，西電東送電量將隨電網(wǎng)規(guī)劃不斷提升,高投資相應(yīng)要有高回報(bào),各級(jí)電網(wǎng)要合理利用超高壓輸電線路,將推動(dòng)甘肅、新疆、青海的電能送往東部發(fā)達(dá)省份,實(shí)現(xiàn)能源從空中流通的目標(biāo)。

5.4 外送通道配套電源建設(shè)的需求

祁韶±800千伏線路。2017年5月份投運(yùn)，配套的常樂火電廠預(yù)計(jì)2020年3月投運(yùn)，屆時(shí)，直流輸電能力穩(wěn)定至800萬千瓦，年度送電能力達(dá)630億千瓦時(shí)。在此之前，甘肅省努力把通過祁韶送湖南的200億千瓦時(shí)電量份額固化在省內(nèi)，全省火電參與新能源配套調(diào)峰外送，確保通道安全穩(wěn)定運(yùn)行,待配套電源投運(yùn)后,甘肅省僅通過祁韶線路外送電量達(dá)400億千瓦時(shí)以上。

6 關(guān)于甘肅省電力市場發(fā)展的建議

6.1 夯實(shí)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

進(jìn)一步優(yōu)化甘肅主電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高河西向甘肅中東部負(fù)荷中心送電能力，穩(wěn)步推進(jìn)750千伏河西電網(wǎng)第二通道建設(shè)，加快外送通道配套調(diào)峰火電項(xiàng)目建設(shè),降低、消除網(wǎng)絡(luò)阻塞，助推河西地區(qū)大規(guī)模新能源電力送出消納。

6.2 健全市場交易機(jī)制

電力體制改革,就是要還原電力的商品屬性,充分尊重和保護(hù)發(fā)用電市場主體地位和權(quán)利。利用國家規(guī)劃建設(shè)的有利契機(jī)，結(jié)合甘肅電網(wǎng)特點(diǎn)，推進(jìn)雙邊協(xié)商、集中競價(jià)、掛牌、現(xiàn)貨等電力交易，不斷完善電力優(yōu)化配置的市場化機(jī)制和價(jià)格機(jī)制。緩解新能源棄風(fēng)棄光限電制約，逐步實(shí)現(xiàn)省內(nèi)現(xiàn)貨市場與新能源增量跨省區(qū)現(xiàn)貨交易的融合，消除省際間電力市場壁壘，推進(jìn)電力市場建設(shè)健康發(fā)展，促進(jìn)可再生能源更大范圍的消納。

6.3 強(qiáng)化省級(jí)政府間合作

按照“政府推動(dòng)、市場運(yùn)作”的原則，緊緊抓住國家在2020年實(shí)施可再生能源電力配額制的機(jī)會(huì)，主動(dòng)加強(qiáng)與周邊省份和國家電網(wǎng)公司等相關(guān)方面溝通銜接，利用青海、寧夏、內(nèi)蒙、新疆特高壓直流外送工程,將甘肅省富裕的新能源電力輸送到發(fā)達(dá)地區(qū)，開拓電力外送消納市場。

6.4 充分利用現(xiàn)有通道

研究新能源發(fā)電支撐特高壓直流技術(shù)方案，強(qiáng)化送受端電網(wǎng)強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)，提高穩(wěn)定限額,通過技術(shù)改造持續(xù)提升祁韶直流通道輸送端和受電端的電網(wǎng)構(gòu)架,實(shí)現(xiàn)“送端有能力”“受端有途徑”，切實(shí)發(fā)揮祁韶直流通道盡快達(dá)到額定出力作用。

6.5 完善風(fēng)光水火互濟(jì)打捆交易模式

在總結(jié)新能源與火電打捆的中長期外送經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，充分利用和發(fā)揮甘肅發(fā)電裝機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與優(yōu)勢，不斷探索和完善風(fēng)光水火互濟(jì)打捆的模式,做好中長期外送、實(shí)時(shí)交易和現(xiàn)貨交易中各種能源之間合理的配比，確保電網(wǎng)安全運(yùn)行的同時(shí)，達(dá)到資源與環(huán)境的最佳組合。

6.6 完善火電機(jī)組靈活性改造

盡管靈活性改造不能從根本上解決“棄風(fēng)”問題，但在短期內(nèi)深度調(diào)峰對(duì)增加風(fēng)電消納仍然是可行性最高的路徑之一，有序推進(jìn)火電機(jī)組靈活性改造，尤其是熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的靈活性改造，并不斷完善輔助服務(wù)補(bǔ)償政策，增大在網(wǎng)運(yùn)行機(jī)組調(diào)峰能力,實(shí)現(xiàn)棄風(fēng)棄光率的持續(xù)降低。