新型電力系統(tǒng)萬億產(chǎn)業(yè)機(jī)遇（一）：系統(tǒng)畫像

1、行業(yè)深度研究引言圖表 1：新型電力系統(tǒng)投資邏輯中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議首次提出“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”，我們梳理傳統(tǒng)煤電為主的電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)換中所面臨的挑戰(zhàn)， 并尋求相關(guān)解決方案，藉此發(fā)現(xiàn)其中包含的投資機(jī)會(huì)。我們有別于其他券商的觀點(diǎn)是新型電力系統(tǒng)的離散不可控特點(diǎn)，大幅增加電力系統(tǒng)成本，有必要通過電力市場化將成本向下游傳導(dǎo)，未來必然提高終端用戶電價(jià)。高比例可再生提高電網(wǎng)投資規(guī)模的同時(shí)，受配網(wǎng)升級影響，提升電網(wǎng)智能化、計(jì)算機(jī)化帶來電網(wǎng)電氣設(shè)備、軟件工程供應(yīng)商的相關(guān)投資機(jī)會(huì)；中長期隨著電力市場化發(fā)展，碳中和帶來的煤電成本增加推動(dòng)發(fā)電電價(jià)上漲，利好清潔的低成本大型水電運(yùn)營商。具體

2、投資邏如下：挑戰(zhàn)解決方案投資機(jī)遇挑戰(zhàn)1：能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變增加電力負(fù)荷復(fù)雜性制造業(yè)與服務(wù)業(yè)增長的不確定性，使得中長期的輸電規(guī)劃面臨挑戰(zhàn)大規(guī)模制造業(yè)的間歇性負(fù)荷模式為負(fù)荷的預(yù)測、調(diào)度和操作帶來困難建立精準(zhǔn)的供需預(yù)測體系，攻克系統(tǒng)調(diào)度難題采取先進(jìn)的負(fù)荷估算和預(yù)測技術(shù)，強(qiáng)化電力系統(tǒng)故障防御體系，構(gòu)建運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)主動(dòng)防控體系預(yù)測精度與調(diào)度難度加大，提升計(jì)算機(jī)與通信設(shè)施等二次設(shè)備在電網(wǎng)投資中的占比，利好國網(wǎng)信通、夢網(wǎng)榮信、四方股份挑戰(zhàn)2：可再生能源間歇性與波動(dòng)性對電網(wǎng)靈活性要求高可再生能源間歇性、波動(dòng)性、能量密度小等特性導(dǎo)致系統(tǒng)趨向離散不可控風(fēng)光裝機(jī)規(guī)模擴(kuò)大對常規(guī)能源迅速調(diào)峰提出更高要求能源互聯(lián)網(wǎng)是消納高比例新能

3、源的核心樞紐：特高壓積極保障零碳能源遠(yuǎn)程消納；源荷變化推動(dòng)配電網(wǎng)升級轉(zhuǎn)型數(shù)字化、智能化；同時(shí)推進(jìn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展推動(dòng)火電靈活性改造，并強(qiáng)化調(diào)峰政策引導(dǎo)儲(chǔ)能成為電力系統(tǒng)靈活性的重要支撐，由發(fā)電側(cè)配少量儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車電池參與需求響應(yīng)提高電網(wǎng)資產(chǎn)利用率可再生能源的分散式特性不斷強(qiáng)化升級配網(wǎng)利好國電南瑞、中國西電、許繼電氣、思源電氣儲(chǔ)能政策明確發(fā)電側(cè)承擔(dān)保障小時(shí)外消納任務(wù)，明確發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能配置要求，打開千億級儲(chǔ)能市 場，關(guān)注儲(chǔ)能逆變器、電池、系統(tǒng)集成相關(guān)公 司：陽光電源、寧德時(shí)代、南都電源汽車電池通過智能充電樁的有序充電，參與電網(wǎng)削峰填谷，充電樁行業(yè)布局?jǐn)U大利好智能充電樁生產(chǎn)廠家：特銳德、國

4、電南自挑戰(zhàn)3：可再生離散不可控性不斷加大電力系統(tǒng)成本德國經(jīng)驗(yàn)表明當(dāng)電力系統(tǒng)中可再生能源發(fā)電達(dá)到30-40時(shí)，系統(tǒng)消納成本在度電0.19-0.27元人民幣高比例可再生導(dǎo)致電源、電網(wǎng)和系統(tǒng)調(diào)峰成本相應(yīng)增加碳中和限煤促轉(zhuǎn)型推高煤價(jià)造成的煤電成本高企促進(jìn)經(jīng)濟(jì)向低能耗高承受力行業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變通過電力市場化實(shí)現(xiàn)成本向終端用戶傳導(dǎo)電價(jià)上升帶來的經(jīng)濟(jì)刺激促進(jìn)終端用戶減少用電量中長期，隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不斷轉(zhuǎn)換，企業(yè)能源成本占比下降為漲電價(jià)創(chuàng)造一定空間，碳中和導(dǎo)致的高煤電成本帶動(dòng)發(fā)電側(cè)電價(jià)上漲，具備清潔能源、調(diào)峰能力與低成本屬性的水電盈利能力有望增強(qiáng)。推薦市場化占比高、價(jià)格上升期的華能水電，建議關(guān)注長江電力。，挑戰(zhàn)4：適

5、合新型電力系統(tǒng)發(fā)展的電價(jià)機(jī)制缺失存在交叉補(bǔ)貼嚴(yán)重、行政干預(yù)電價(jià)現(xiàn)貨市場尚不成熟，缺乏輔助服務(wù)市場、容量市場、輸電權(quán)市場等配套機(jī)制嚴(yán)格壓降輸配電成本的監(jiān)管思路，難以發(fā)揮電網(wǎng)主動(dòng)性完善電力市場機(jī)制體制，還原電力商品屬性同步推進(jìn)電力現(xiàn)貨市場與輔助服務(wù)市場建設(shè)，按照“誰使用誰分?jǐn)偂痹瓌t，推動(dòng)輔助服務(wù)費(fèi)用向電力市場用戶傳導(dǎo)科學(xué)合理核定輸配電價(jià)，保障電網(wǎng)發(fā)展經(jīng)營能力維持電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展和國家重大戰(zhàn)略落實(shí)來源：國金證券研究所根據(jù)公開信息整理一、“源、網(wǎng)、荷”發(fā)生深刻變革，新型電力系統(tǒng)自畫像雙碳政策成就可再生能源主力軍地位。二氧化碳排放力爭于 2030 年前達(dá)到峰值，努力爭取 2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和（雙碳政策

6、）的目標(biāo)對電力系統(tǒng)帶來變化。根據(jù)我們測算，至 2060 年，在碳中和背景下，水電、核電、風(fēng)光等非化石能源占比將從 2020 年的 16.4%增加到 87.3%，取代煤炭，成為中國能源供應(yīng)的中流砥柱；原油從 2020 年的 16.4%降低到 5.42%；原煤由 2020 年的 56.1%下降至 5.69%；天然氣受氫能擠壓由 2020 年的 8.5%下降至 1%。煤炭、原油和天然氣分別于 2023、2027 和 2040 年達(dá)峰。- 4 -行業(yè)深度研究圖表 2：碳中和情景分品種能源消費(fèi)量（萬噸標(biāo)煤）來源：中國統(tǒng)計(jì)年鑒，國家統(tǒng)計(jì)局，國金證券研究所2021 年 3 月 15 日中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)

7、議指出，“十四五”是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期、窗口期，要重點(diǎn)做好以下幾項(xiàng)工作。要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。我們從網(wǎng)荷的角度為新型電力系統(tǒng)畫像如下：一是在用電側(cè)，去碳化高度依靠電氣化率提升，用電負(fù)荷愈加多樣。減少來自于化石燃料的燃燒的二氧化碳排放，主要路徑之一是提高終端電氣化比例。電能占終端能源消費(fèi)的比重代表電力替代煤炭、石油、天然氣等其它能源的程度，是衡量一個(gè)國家終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和電氣化程度的重要指標(biāo)。電能是清潔、高效、便利的終端能源載體，在大力推進(jìn)低碳發(fā)展，大規(guī)模開發(fā)可再生能源，積極應(yīng)

8、對氣候變化的全球發(fā)展趨勢下，提高電能占終端能源消費(fèi)比例已成為世界各國的普遍選擇。至 2060 年，中國電力在終端能源消費(fèi)中的占比將由 2020 年的 27.7%增加到 2060 年的 57%。圖表 3：全社會(huì)用電量及增速圖表 4：電力在終端消費(fèi)中的占比（%）187%166%145%124%103%82%61%40%2-1%20202022E2024E2026E2028E2030E2032E2034E2036E2038E2040E2042E2044E2046E2048E2050E2052E2054E2056E2058E2060E0-2%60%50%40%30%20%10%20202022E202

9、4E2026E2028E2030E2032E2034E2036E2038E2040E2042E2044E2046E2048E2050E2052E2054E2056E2058E2060E0%全社會(huì)用電量（萬億Kwh）增速電力在終端消費(fèi)的占比 來源：中國統(tǒng)計(jì)年鑒，國家統(tǒng)計(jì)局，國金證券研究所來源：中國統(tǒng)計(jì)年鑒，國家統(tǒng)計(jì)局，國金證券研究所 二是在發(fā)電側(cè)，新能源裝機(jī)與發(fā)電量大幅提升，系統(tǒng)向離散控制模式發(fā)展。根據(jù)我們的測算，至 2060 年，高碳、碳中和及零碳情景中，風(fēng)光發(fā)電占 比將由 2020 年的 9.9%分別增加至 74.1%、78.1%和 86.3%，風(fēng)光合計(jì)裝 機(jī)分別達(dá)到 65.3 億千瓦、71

10、.3 億千瓦和 74.3 億千瓦。可再生能源成為電量主體后，其單機(jī)容量小、數(shù)量眾多、布點(diǎn)分散、特性多樣的特點(diǎn)，改變過往以煤電為主的同質(zhì)化大容量常規(guī)發(fā)電機(jī)組具有連續(xù)調(diào)節(jié)和控制能力的特征，相應(yīng)地，帶來整個(gè)電力系統(tǒng)由集中控制模式像電力電子設(shè)備采用基于速切換的離散控制模式發(fā)展。- 5 -行業(yè)深度研究圖表 5：不同情景下非水可在生裝機(jī)功率（億 KW）圖表 6：不同情景下非水可再生發(fā)電占比（%） 2.521.510.50100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%20202022E2024E2026E2028E2030E2032E2034E2036E2038E2040E2042E2044

11、E2046E2048E2050E2052E2054E2056E2058E2060E0%20202022E2024E2026E2028E2030E2032E2034E2036E2038E2040E2042E2044E2046E2048E2050E2052E2054E2056E2058E2060E零碳情景（億KW）碳中和情景（億KW） 高碳情景（億KW）零碳情景（）碳中和情景（） 高碳情景（） 來源：中國統(tǒng)計(jì)年鑒，國家統(tǒng)計(jì)局，國金證券研究所來源：中國統(tǒng)計(jì)年鑒，國家統(tǒng)計(jì)局，國金證券研究所三是在電網(wǎng)側(cè)，新能源要求電力系統(tǒng)高度靈活，確保電力實(shí)時(shí)平衡與安全運(yùn)行。在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)由高碳電力系統(tǒng)向深度低碳或零碳

12、電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變的過程中，電力系統(tǒng)發(fā)生了顛覆性的改變。由高轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系統(tǒng)向弱轉(zhuǎn)動(dòng)慣量系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量會(huì)相應(yīng)增大，兩者基本成正比關(guān)系；而新型電力系統(tǒng)的情況卻相反，太陽能和風(fēng)電的裝機(jī)容量越大，火電被替代數(shù)量越多，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量則變得越小。機(jī)械電磁為主的系統(tǒng)向以電力電子器件為主的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變使。傳統(tǒng)電網(wǎng)是以交流同步發(fā)電機(jī)主導(dǎo)的交流電網(wǎng)，新型電力系統(tǒng)則擁有高比例變流器的交直流混聯(lián)電網(wǎng)。由確定性可控連續(xù)電源向不確定性隨機(jī)波動(dòng)電源轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)電源出力基本穩(wěn)定可控，新能源出力則具有波動(dòng)性和間歇性。這些技術(shù)特性的變化，對新型電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，新型電力系統(tǒng)將通過廣泛互聯(lián)互通推動(dòng)

13、電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)。儲(chǔ)能成為電力系統(tǒng)不可或缺的第四要素。工程的實(shí)際需要和技術(shù)的進(jìn)步，使儲(chǔ)能與電源、電網(wǎng)、負(fù)荷并列，成為新型電力系統(tǒng)不可或缺的第四要素，傳統(tǒng)電力發(fā)供用同時(shí)完成的特性正在部分被改變。遍布電網(wǎng)各式各樣的儲(chǔ) 能設(shè)備和儲(chǔ)能系統(tǒng)，創(chuàng)造了電力電量平衡的新模式，如電動(dòng)汽車的充放電。 “儲(chǔ)電于民”是新型電力系統(tǒng)的一個(gè)顯著特征。輸配電網(wǎng)的關(guān)系發(fā)生根本性變化。新型電力系統(tǒng)使得輸配電網(wǎng)間形成雙向互動(dòng)互助、協(xié)調(diào)共生的關(guān)系。源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體使得配電網(wǎng)由原來單純的供電網(wǎng)，變成可以進(jìn)行自我平衡的局域電網(wǎng)。從電網(wǎng)全局看，輸電網(wǎng)處于中心樞紐地位，類似一個(gè)“大蓄水池”，配電網(wǎng)圍繞其四周，像無數(shù)“小蓄水池”。配電網(wǎng)則在

14、為用戶提供服務(wù)的同時(shí)，遵循技術(shù)規(guī)律和運(yùn)行規(guī)程要求，盡其所能為全網(wǎng)的安全穩(wěn)定做出應(yīng)有貢獻(xiàn)（如實(shí)施需求響應(yīng)等）；輸電網(wǎng)則提供了隨時(shí)吸收或補(bǔ)充配電網(wǎng)的盈余或缺額，為配電網(wǎng)的可靠供電提供保障的功能。- 6 -行業(yè)深度研究圖表 7：新能源占比加大后的新型電力系統(tǒng)畫像電力系統(tǒng)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)電力系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)電力系統(tǒng)控制基礎(chǔ)儲(chǔ)能技術(shù)多場景化一次能源供應(yīng)主體：由煤、水等常規(guī)能源轉(zhuǎn)向光、風(fēng)等新能源。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)： 以交流電技術(shù)為基礎(chǔ)，常規(guī)電源通過機(jī)械旋轉(zhuǎn)部件帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)，以機(jī)電電磁耦合作用實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)： 控制 是同質(zhì)化大容量常規(guī)發(fā)電機(jī)組，具有連續(xù)調(diào)節(jié)和控制能力，采用集中控制模式。儲(chǔ)能應(yīng)用場景復(fù)雜性：

15、針對特定場景選擇合適的儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行開發(fā)將是未來儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的主旋律。電源出力高度不確定性：新能源供應(yīng)的隨機(jī)、波動(dòng)和間歇性。新能源機(jī)組：通過靜止式電力電子裝臵并網(wǎng)，依賴鎖相環(huán)等控制機(jī)制實(shí)現(xiàn)同步，交流電力系統(tǒng)同步運(yùn)行機(jī)理由屋里特性主導(dǎo)轉(zhuǎn)向人為控制算法主導(dǎo)。新能源機(jī)組： 單機(jī)容量小、數(shù)量眾多、布點(diǎn)分散、特性多 樣，電力電子設(shè)備采用基于快速切換的離散控制。功率型儲(chǔ)能技術(shù)： 超導(dǎo)儲(chǔ)能，飛輪儲(chǔ)能，超級電容以及鈦酸鋰電池，適合毫秒級至分鐘級別的應(yīng)用場景。供電資源開發(fā)：新能源資源不能運(yùn)輸或存儲(chǔ)，只能就地按照資源分布進(jìn)行集中或分散式開發(fā)。能量型儲(chǔ)能技術(shù)： 抽水蓄能、鋰離子電池、鈉硫電池、壓縮空氣及氫儲(chǔ)能，適合小

16、時(shí)級別以上的應(yīng)用場景。來源：國金證券研究所整理二、可再生間歇性、能量密度小特性，帶來電力系統(tǒng)諸多挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)一：能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變增加電力負(fù)荷復(fù)雜性 消費(fèi)升級促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變。構(gòu)建以國內(nèi)大循環(huán)為主體，國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局下，我國將以消費(fèi)升級促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度化，以自主創(chuàng)新促進(jìn)價(jià)值鏈高度化，大力推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級。根據(jù)我們預(yù)測，產(chǎn)業(yè)升級使得中國經(jīng)濟(jì)的工業(yè)占比將由 2019 年的 41.8%下降至 2060 年的 36.6%，且在細(xì)分結(jié)構(gòu)中，高端制造業(yè)、先進(jìn)裝備等產(chǎn)業(yè)占比進(jìn)一步上升取代鋼鐵等高耗能產(chǎn)業(yè)；房地產(chǎn)與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的放緩與減少帶來建筑業(yè)占比從 2019 年的 6.3%下降至 3

17、.9%；批零、住宿和餐飲則從 2019 年的 15%增加至 21.3%；其他三產(chǎn)從 25.4%增加至 29.1%。圖表 8：碳中和背景下重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整（%）其他三產(chǎn)零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和郵政業(yè)建筑業(yè)工業(yè)農(nóng)業(yè)0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%206020352019來源：中國統(tǒng)計(jì)年鑒，國家統(tǒng)計(jì)局，國金證券研究所 用能結(jié)構(gòu)變化，增加負(fù)荷預(yù)測難度。居民用能占比從 2019 年的 12.1%增加至 2060 年的 15.3%，增幅最大的交通運(yùn)輸部門用能占比從 2019 年的 9.7%提高至 2060 年的 28.3%，而工業(yè)用能則由 65.6%降至 37

18、.4%。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型帶來用電結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，制造業(yè)向高端發(fā)展，服務(wù)業(yè)不斷擴(kuò)大，可中斷負(fù)荷占比增加，加大峰谷差；更多新能源車輛的應(yīng)用帶來交通部門用電負(fù)荷- 7 -行業(yè)深度研究增加；建筑部門電氣化帶來居民用電負(fù)荷增加，進(jìn)一步加劇峰谷差大。與 此同時(shí)，制造業(yè)與服務(wù)業(yè)增長的不確定性，使得中長期的輸電規(guī)劃面臨挑 戰(zhàn)，大規(guī)模制造業(yè)的間歇性負(fù)荷模式為負(fù)荷的預(yù)測、調(diào)度和操作帶來困難。圖表 9：分部門能源消費(fèi)占比（%）居民其他三產(chǎn)批發(fā)、零售業(yè)和住宿、餐飲業(yè)交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和郵政業(yè)建筑業(yè)工業(yè)農(nóng)業(yè)0%10%20%30%40%50%60%70%206020352019來源：中國統(tǒng)計(jì)年鑒，國家統(tǒng)計(jì)局，國金證券研究所 高峰負(fù)荷大增，

19、有效發(fā)電容量不足導(dǎo)致缺電頻繁。三產(chǎn)與居民用電占比不斷增加導(dǎo)致高峰用電負(fù)荷不斷增加，與此同時(shí)，具有隨機(jī)波動(dòng)性的風(fēng)光占比提高使得有效發(fā)電容量不足、以及煤價(jià)高漲導(dǎo)致部分地區(qū)缺電、可控性差的電源占比增加。2020 年 12 月，我國湖南、浙江、內(nèi)蒙、江西等地由于氣溫下降、生產(chǎn)恢復(fù)等不同原因用電負(fù)荷攀升，其中湖南全省最大負(fù)荷達(dá) 3100 萬千瓦超過冬季歷史記錄（仍低于夏季高峰），日最大用電量超過6 億千瓦時(shí)，同比增長 14%。而受“雙控目標(biāo)”、燃料價(jià)高、水庫缺水、風(fēng)力發(fā)電受冰凍影響無法有效發(fā)電以及外來電減少等影響，上述省份不得已因電力供應(yīng)短缺而啟動(dòng)限電措施。2021 年 5 月 21 日，廣東省電網(wǎng)最高

20、負(fù)荷需求超過 2 億千瓦，廣東超過 1.3 億千瓦，創(chuàng)下歷史新高。廣東省 21 個(gè)地級市開始限電，廣州市更成為首個(gè)實(shí)施錯(cuò)峰用電的城市；2021 年 5 月和 7 月，云南省分別要求當(dāng)?shù)亟饘偕a(chǎn)商兩次降低電力消耗；2021 年 7 月，西安部分區(qū)域因“過負(fù)荷”、“線路故障”等處于停電狀態(tài)。圖表 10：中國電網(wǎng)最高用電負(fù)荷（萬 KW）120,000100,00080,00060,00040,00020,000-2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月20162017 2018 20192020來源：wind，國金證券研究所- 8 -行業(yè)深度研究圖表 11：2018-2020 年月度負(fù)荷與發(fā)電量

21、的增速對比40.0%20.0%0.0%-20.0%-40.0%最高負(fù)荷增速發(fā)電量增速來源：wind，國金證券研究所圖表 12：華東月度用電負(fù)荷增速（%）圖表 13：華南月度用電負(fù)荷增速（%）30%30%20%20%10%10%0%0%-10%-10%-20%-20%2018-032018-062018-092018-122019-032019-062019-092019-122020-032020-062020-092020-122021-032021-062018-032018-062018-092018-122019-032019-062019-092019-122020-032020-0

22、62020-092020-122021-032021-06-30%-30%來源：中國碳交易網(wǎng)，國金證券研究所來源：中國碳交易網(wǎng)，國金證券研究所挑戰(zhàn)二：可再生能源間歇性與波動(dòng)性對電網(wǎng)靈活性要求高可再生能源出力存在隨機(jī)性與波動(dòng)性。常規(guī)火電機(jī)組的可靠性具有平抑電 網(wǎng)運(yùn)行中由于運(yùn)行方式或負(fù)荷變化引起的不平衡功率的能力及可以“穿越”電網(wǎng)擾動(dòng)的能力，具有較強(qiáng)的致穩(wěn)性和抗擾性；風(fēng)電日波動(dòng)最大幅度可達(dá) 裝機(jī)容量的 80%，隨機(jī)波動(dòng)性使得風(fēng)電無法響應(yīng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的功率不平衡，且難以“穿越”電網(wǎng)擾動(dòng)，因而具有弱致穩(wěn)性和弱抗擾性。風(fēng)光具有“極熱無風(fēng)”、“晚峰無光”的反調(diào)峰特性。將給電網(wǎng)帶來 15% 30%反調(diào)峰壓力，

23、尤其在極熱極寒無風(fēng)、連續(xù)陰雨等特殊天氣下。2021 年1 月上旬全國大范圍寒潮期間，晚高峰時(shí)段新能源出力僅為裝機(jī)的 13%，電力供應(yīng)保障問題已經(jīng)顯現(xiàn)。- 9 -行業(yè)深度研究圖表 14：常規(guī)火電和風(fēng)電的并網(wǎng)分析模型圖表 15：某省某典型日風(fēng)電出力和負(fù)荷曲線（PU）0.500.46風(fēng)電/pu0.420.380.340.301 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23風(fēng)電（pu）負(fù)荷（pu）0.850.80.75負(fù)荷/pu0.70.650.60.550.5來源：中國碳交易網(wǎng)，國金證券研究所來源：新能源消納關(guān)鍵因素分析及解決措施研究，國金證券研究所 光伏裝機(jī)規(guī)模擴(kuò)大對常規(guī)能源迅速調(diào)峰提

24、出更高要求。以加州地區(qū)為例，春季陽光充足，白天太陽能出力較高，太陽能裝機(jī)規(guī)模的不斷擴(kuò)大對電力系統(tǒng)其他電源迅速調(diào)峰的要求不斷提高。2020 年電力系統(tǒng)在下午 3 點(diǎn)到傍晚 6 點(diǎn)太陽能無法發(fā)電時(shí)，電力系統(tǒng)僅需快速填補(bǔ)約 2Gwh 以滿足傍晚用 電高峰需求；這一數(shù)據(jù)在 2016 年達(dá)到約 12Gwh，在 2020 年達(dá)到 14Gwh。除了靈活性，高比例可再生情況下，當(dāng)可調(diào)峰機(jī)組的利用率將不斷下降， 調(diào)峰電源也需要一定經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。圖表 16：新能源裝機(jī)結(jié)構(gòu)與發(fā)電結(jié)構(gòu)對比（%）圖表 17：加州“鴨子曲線”：凈負(fù)荷隨太陽能發(fā)電規(guī)模增加而增加來源：中國碳交易網(wǎng)，國金證券研究所來源：California In

25、dependent System Operator，國金證券研究所 高比例可再生要求增強(qiáng)和改善電力系統(tǒng)靈活性：電力系統(tǒng)靈活性指在某一時(shí)間尺度下，滿足電網(wǎng)運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)約束，電力系統(tǒng)快速而有效地調(diào)配現(xiàn)有資源，匹配負(fù)荷波動(dòng)和可再生能源出力隨機(jī)變化的能力?！肮┻^于求”情景下，“向下調(diào)節(jié)”減少出力的靈活性不足是造成棄風(fēng)、棄光的重要原因；“供不應(yīng)求”情景下，“向上調(diào)節(jié)”增加出力的靈活性不足是導(dǎo)致電力短缺的重要原因。目前中國以煤電為主的電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力欠缺、電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行方式較為僵化，已成為高比例可再生能源并網(wǎng)消納的掣肘。為實(shí)現(xiàn)國家雙碳承諾，重點(diǎn)在電網(wǎng)側(cè)對現(xiàn)有電力系統(tǒng)進(jìn)行全方位的改進(jìn)和升級以增強(qiáng)其靈活性。

26、- 10 -行業(yè)深度研究圖表 18：中國電力系統(tǒng)靈活性狀況來源：中國電力系統(tǒng)靈活性的多元提升路徑研究，國際環(huán)保組織綠色和平與袁家海教授研究團(tuán)隊(duì)，國金證券研究所挑戰(zhàn)三：可再生離散不可控性不斷加大電力系統(tǒng)成本 英國劍橋大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)家 Pollit 教授近期撰文稱“能源不可能三角仍然發(fā)揮作用，德國用戶從 2000 年可再生能源法案（EEG）開始實(shí)施以來，到 2015年，已經(jīng)為可再生支付了約 1 萬億元人民幣。當(dāng)電力系統(tǒng)中可再生能源發(fā)電達(dá)到 30-40%時(shí)，系統(tǒng)消納成本在度電 0.19-0.27 元人民幣”。根據(jù)歐洲能源局?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015 年至 2021 年，歐洲整體電價(jià)上升約 10%，部分對用能質(zhì)量

27、要求高的客戶電價(jià)上升約 30%。圖表 19：歐洲 2015-2021 年電價(jià)上漲來源：歐洲能源局，國金證券研究所由于我國幅員遼闊，各區(qū)域電力系統(tǒng)特征不一，電力系統(tǒng)復(fù)雜性高，高比例可再生對系統(tǒng)成本的增加包括以下幾方面：低有效容量可再生不斷抬高電源投資成本。 盡管存在并網(wǎng)新增容量與投資的時(shí)間錯(cuò)配，歷史單位風(fēng)電與火電單位投資比始終維持在 2 倍以上。新能源“大裝機(jī)、小電量”特點(diǎn)突出，發(fā)電量占比低于裝機(jī)容量占比；風(fēng)電、光伏多年平均利用小時(shí)數(shù)分別約為 1900、1200 小時(shí)，遠(yuǎn)低于燃煤平均4500 左右的利用小時(shí)數(shù)，因此，2021-2030 年，由于需要更多風(fēng)光裝機(jī)來- 11 -行業(yè)深度研究滿足新增用

28、電負(fù)荷的需求，年新增總裝機(jī)量由“十三五”的 131GW 分別增加到“十四五”與“十五五”年均 142GW 和 169GW。圖表 20：2008-2020 年火電/風(fēng)電投資與單位投資比圖表 21：2008-2020 年電源投資 vs 電網(wǎng)投資300025002000150010005000350%300%250%200%150%100%50%0%100%80%60%40%20%0%1.41.210.80.60.40.20火電投資（億元）風(fēng)電投資（億元） 火電投資/風(fēng)電投資電網(wǎng)基本建設(shè)投資完成額（億元）電源基本建設(shè)投資完成額（億元） 電源投資額/電網(wǎng)投資額來源：wind，國金證券研究所來源：win

29、d，國金證券研究所 電網(wǎng)投資隨著可再生規(guī)模擴(kuò)大而加大。長期以來電網(wǎng)與電源成本呈 1:1 投資比例。其中出現(xiàn)四年電網(wǎng)投資占電力系統(tǒng)投資比重遠(yuǎn)高于電源的情況，包括 2009 年由于 “四萬億計(jì)劃”刺激全國電網(wǎng)投資增速高達(dá) 34.66%的特殊情況，我國電網(wǎng)投資整體自 2012 年來穩(wěn)健增長，受益于特高壓工程的集中投放； 2016 年為加強(qiáng)新能源消納，電網(wǎng)投資增速達(dá) 16.94%，之后的 2017 和 2018 年由于光伏風(fēng)電投資比重增加，電網(wǎng)投資占比均遠(yuǎn)超電源投資。未來，隨著可再生電源比例的增加，下列電網(wǎng)投資將進(jìn)一步增加：1）加強(qiáng) 750KV 以下輸電系統(tǒng)建設(shè)，包括跨省跨區(qū)輸電工程、省間輸電工程和省

30、內(nèi)輸電通道；2）加大配電網(wǎng)建設(shè)，包括提高配電自動(dòng)化，深入開展城市配電網(wǎng)供電可靠性提升工程和縣域配電網(wǎng)供電可靠性管理，以及推動(dòng)農(nóng)網(wǎng)改造升級；3）升級調(diào)度系統(tǒng)，搭建新一代智能電網(wǎng)運(yùn)行控制平臺，提升新能源預(yù)測技術(shù)；4）加強(qiáng)分布式光伏管理。圖表 22：2015-2030 年分電源新增裝機(jī)容量來源：國家電網(wǎng)，國金證券研究所 碳中和限煤促轉(zhuǎn)型推動(dòng)煤電成本維持高位。2021 年，煤價(jià)創(chuàng) 10 年新高。 從供給端看，一方面，主產(chǎn)地安全、環(huán)保政策收緊，煤炭增產(chǎn)受限。國家 統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)表明 2021 年 4 月份，全國原煤產(chǎn)量 3.2 億噸，同比下降 1.8%；另一方面，受全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇推動(dòng)和美元超發(fā)等寬松貨幣政策影

31、響，資金持續(xù)流入順周期板塊，國際煤價(jià)和國際海運(yùn)費(fèi)延續(xù)漲勢，進(jìn)口煤到岸價(jià)優(yōu)勢弱化，疊加中澳關(guān)系再度緊張等因素，進(jìn)口煤明顯收縮；從需求端看，我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)向好發(fā)展，國外疫情反復(fù)，制造業(yè)訂單加速回流國內(nèi)，帶動(dòng)用電需求明顯增加。2021 年 1-6 月，全國全社會(huì)用電量 39339 億千瓦時(shí)，同- 12 -行業(yè)深度研究比增長 16.2%。盡管目前，全國合計(jì)新增優(yōu)質(zhì)先進(jìn)產(chǎn)能 1.4 億噸/年以上， 其中在建煤礦投產(chǎn) 9000 萬噸/年左右，在產(chǎn)煤礦核增產(chǎn)能約 3000 萬噸/年。但產(chǎn)能建設(shè)需要 2-3 年時(shí)間，且產(chǎn)煤資源省份及煤炭生產(chǎn)企業(yè)或通過“以價(jià)補(bǔ)量”的手段維持煤炭供應(yīng)緊平衡狀態(tài)，保持“十四五”CCI

32、5000 煤價(jià)中樞穩(wěn)定在 600 元/噸左右，按照度電耗煤 300g/千瓦時(shí)計(jì)算，度電燃料成本約 0.27 元/千瓦時(shí)，加上運(yùn)費(fèi)、固定與其他變動(dòng)成本，度電綜合成本約0.40 元/千瓦時(shí)，以江蘇省燃煤發(fā)電機(jī)組基準(zhǔn)電價(jià)為 0.391 元/千瓦時(shí)(含脫硫、脫硝和除塵電價(jià))，市場電價(jià)格約 0.37 元/千瓦時(shí)，高煤價(jià)將導(dǎo)致大部分沒有長協(xié)的電廠虧損。據(jù)此，由于碳中和帶來的煤價(jià)高企樣會(huì)使得電力成本增加。圖表 23：2016-2021 煤炭產(chǎn)量和增速（至 2021.6）圖表 24：秦皇島動(dòng)力煤 Q4500 價(jià)格指數(shù)（元/噸）456%405%35304%253%20152%101%500%2016201720

33、18201920202020H18007006005004003002001002015/1/302015/7/302016/1/302016/7/302017/1/302017/7/302018/1/302018/7/302019/1/302019/7/302020/1/302020/7/302021/1/302021/7/300中國原煤產(chǎn)量（億噸）增速（%） 秦皇島動(dòng)力煤Q4500價(jià)格指數(shù)（元/噸）來源：中商情報(bào)網(wǎng)，國金證券研究所來源：秦皇島煤炭網(wǎng)，國金證券研究所圖表 25：動(dòng)力煤價(jià)格指數(shù)（CCI5000）與成本的關(guān)系0.400.350.30成本（元/kwh）0.250.200.150.1

34、00.050.00500550600650700750800850900煤炭價(jià)格（元/噸）來源：wind，國金證券研究所 高比例可再生導(dǎo)致調(diào)峰成本不斷增加?？稍偕茉葱枰揽侩娋W(wǎng)消納，由 于新能源裝機(jī)有效容量比較低，難以滿足電力實(shí)時(shí)平衡的要求，為滿足電 力平衡要求，煤電裝機(jī)需要發(fā)揮“托底保供”的作用。由于煤電更多地參 與系統(tǒng)調(diào)節(jié)，多數(shù)時(shí)間運(yùn)行在低于額定功率下，年利用小時(shí)數(shù)勢必要下降。煤電的發(fā)電量與有效容量難以匹配，成為“小發(fā)電電量、大有效容量”發(fā)電技術(shù)，因此產(chǎn)生較高的容量費(fèi)用；煤電靈活性改造會(huì)產(chǎn)生 500-1500 元/千瓦的改造成本；煤電機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，煤耗增加、能效下降，單位發(fā)電成本增加

35、。煤電由于調(diào)峰而產(chǎn)生的費(fèi)用都需要獲得經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，最終傳導(dǎo)至消費(fèi)終端。挑戰(zhàn)四：適合新型電力系統(tǒng)發(fā)展的電價(jià)機(jī)制缺失- 13 -行業(yè)深度研究第二輪電改深化改革，電價(jià)改革顯成效。2015 年 3 月 22 日,國務(wù)院發(fā)布進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見，開始了新一輪電改。新一輪電改的核心是還原電力商品屬性，形成主要由市場決定能源價(jià)格的機(jī)制。電改 取得了以下成就：一是實(shí)施了輸配電價(jià)改革，基本建立了涵蓋省級電網(wǎng)、 區(qū)域電網(wǎng)、跨區(qū)跨省專項(xiàng)工程、地方和增量配電網(wǎng)的輸配電價(jià)體系以及對 其各環(huán)節(jié)實(shí)施成本監(jiān)審機(jī)制，2017 年，首輪輸配電成本監(jiān)審共核減不相關(guān)、不合理費(fèi)用約 1284 億元，平均核減比例 15.1%；2

36、020 年第二監(jiān)管周期輸 配電價(jià)核定，積極運(yùn)用降價(jià)空間；二是發(fā)用電計(jì)劃加速放開，市場交易規(guī) 模大幅提高，2020 年，全國各電力交易中心累計(jì)組織完成市場交易電量 31663 億千瓦時(shí)，同比增長 11.7%，約占全社會(huì)用電量的 41.6%；三是以 較低電價(jià)水平滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)電力需求，向電力用戶和全社會(huì)釋放了巨大的 改革紅利，2016 年廣東售電市場啟動(dòng)之初，發(fā)電企業(yè)月度競價(jià)讓利較標(biāo)桿 電價(jià)降低超過 0.1 元/千瓦時(shí)；大部分省份的市場電價(jià)始終低于標(biāo)桿電價(jià)， 2018 年、2019 年進(jìn)行了兩輪一般工商業(yè)用戶電價(jià)降價(jià)各降 10%。電力商品屬性不足，新型電力系統(tǒng)發(fā)展電價(jià)機(jī)制缺失。當(dāng)前電價(jià)改革中仍未全面

37、樹立市場定價(jià)理念，還原電力市場價(jià)格屬性：一是各類用戶電價(jià)交叉補(bǔ)貼嚴(yán)重，根據(jù)中電聯(lián)報(bào)告，國際上，居民電價(jià)普遍高于工業(yè)電價(jià)，居民電價(jià)平均為工業(yè)電價(jià)的 1.5 倍，我國居民電價(jià)僅為工業(yè)電價(jià)的 0.85 倍，一般工商業(yè)用戶補(bǔ)貼居民多；二是行政干預(yù)電價(jià)的情況較多，電力市場中仍以目錄電價(jià)、標(biāo)桿電價(jià)的比較定價(jià)，而地方政府部門出于對省內(nèi)經(jīng)濟(jì)保護(hù)的心理，行政指導(dǎo)市場交易電價(jià)；三是適合高比例可再生發(fā)展的配套電價(jià)措施缺失，電力市場建設(shè)缺乏輔助服務(wù)市場、容量市場、輸電權(quán)市場等配套機(jī)制；四是輸配電價(jià)定價(jià)機(jī)制仍需完善，當(dāng)前按照嚴(yán)格壓降輸配電成本為主要監(jiān)管思路，難以發(fā)揮電網(wǎng)主動(dòng)性，電網(wǎng)監(jiān)管中部分關(guān)鍵條款仍存在爭議；核定的輸

38、配電價(jià)難以完全執(zhí)行到位，電網(wǎng)出現(xiàn)大部分省份虧損，影響電網(wǎng)建設(shè)積極性。全社會(huì)對用電成本不斷下降有普遍性期望，然而，碳中和背景下，未來高比例新能源的接入將極大改變電力系統(tǒng)運(yùn)行模式，前述高比例可再生在多個(gè)環(huán)節(jié)增加電力系統(tǒng)成本，在全社會(huì)對用電成本不斷下降有普遍性期望，在電力市場形態(tài)中必須考慮高比例新能源接入的影響，如何建立適應(yīng)新能源接入后系統(tǒng)調(diào)頻、調(diào)峰等市場機(jī)制成為當(dāng)前亟待解決的問題。三、技術(shù)與政策多舉措并行，共建協(xié)同新型電力系統(tǒng)解決方案一：建立精準(zhǔn)的供需預(yù)測體系，攻克系統(tǒng)調(diào)度難題采取先進(jìn)的負(fù)荷估算和預(yù)測技術(shù)。開展新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定機(jī)理認(rèn)知與分析基礎(chǔ)理論研究，建設(shè)以全電磁暫態(tài)、平臺化、智能化為特征的大電

39、網(wǎng)多時(shí)間尺度仿真分析手段，更精準(zhǔn)地預(yù)測風(fēng)光的發(fā)電曲線，建設(shè)適應(yīng)高比例可再生、高比例電力電子設(shè)備的“雙高”電力系統(tǒng)。完善電力系統(tǒng)運(yùn)行控制體系。促進(jìn)“大云物移智鏈”等先進(jìn)信息通信技術(shù)與電力技術(shù)深度融合，依托市場化機(jī)制充分挖掘源網(wǎng)荷儲(chǔ)各方資源控制調(diào)節(jié)潛力，實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)信息感知、全系統(tǒng)協(xié)同控制、全過程在線決策、全時(shí)空優(yōu)化平衡、全方位負(fù)荷調(diào)度，全面支撐新型電力系統(tǒng)運(yùn)行控制需求。強(qiáng)化電力系統(tǒng)故障防御體系。根據(jù)新型電力系統(tǒng)特性認(rèn)知，重構(gòu)故障防御 標(biāo)準(zhǔn)和體系架構(gòu)。構(gòu)建運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)主動(dòng)防控體系，基于電網(wǎng)全景全頻段狀態(tài) 感知，在線評估電網(wǎng)安全態(tài)勢，通過風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測、預(yù)判、預(yù)警和預(yù)控，實(shí)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)的事前主動(dòng)防御。發(fā)揮電力電子

40、設(shè)備調(diào)節(jié)快速、可塑性強(qiáng)的特點(diǎn)，充分利用豐富的控制資源，通過大范圍多資源協(xié)同快速緊急控制，增強(qiáng)電 網(wǎng)故障的事中防御、事后恢復(fù)能力。解決方案二：建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)高比例新能源消納能源互聯(lián)網(wǎng)是消納高比例新能源的核心樞紐?！翱缡^(qū)主干電網(wǎng)+中小型區(qū)域電網(wǎng)+配網(wǎng)及微網(wǎng)”的柔性互聯(lián)形態(tài)和數(shù)字化調(diào)控技術(shù)將使電網(wǎng)更加靈活可控，實(shí)現(xiàn)新能源按資源稟賦因地制宜廣泛接入。大電網(wǎng)柔性互聯(lián)促進(jìn)資- 14 -行業(yè)深度研究源互濟(jì)共享能力進(jìn)一步提升，配電網(wǎng)呈現(xiàn)交直流混合柔性電網(wǎng)與微電網(wǎng)等多種形式協(xié)同發(fā)展態(tài)勢，而智能微電網(wǎng)作為提高供電可靠性和高滲透率分布式電源并網(wǎng)重要解決方案，將逐步在城市中心、工業(yè)園區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)等推廣應(yīng)用。特高

41、壓保障零碳能源遠(yuǎn)程消納。特高壓已是我國電網(wǎng)核心組成部分之一，承擔(dān)了電力區(qū)域間調(diào)動(dòng)的重要職責(zé)。特高壓的建設(shè)將使中國電網(wǎng)連成互通互聯(lián)的一張網(wǎng)，在保障電力供應(yīng)、促進(jìn)清潔能源發(fā)展、改善環(huán)境、助推 “西電東送”和煤電替代、提升電網(wǎng)安全水平等方面發(fā)揮重要作用。目前我國已建成投運(yùn)的特高壓線路共 13 條，其中國家電網(wǎng)已投運(yùn)的特高壓線路11 條，南方電網(wǎng)投運(yùn) 2 條。未來，可再生能源并網(wǎng)量大幅提升后，區(qū)域電網(wǎng)的自穩(wěn)定性將有所下降，特高壓作為電力的骨干傳輸通道，將是區(qū)域電力互保的核心設(shè)施。根據(jù)我國各省能源規(guī)劃，“十四五”期間，我國或?qū)⒔ǔ砂藯l以上特高壓，包括陜北（榆林）-武漢、雅中- 江西、白鶴灘-江蘇、白鶴灘

42、-浙江、陜西榆林-湖北武漢、金沙江上游-湖北、隴東-山東、寧夏-華中，此外內(nèi)蒙或?qū)⒔ㄒ粌蓷l外送直流。圖表 26：國家電網(wǎng)特高壓工程示意圖來源：國家電網(wǎng)，國金證券研究所源荷變化推動(dòng)配電網(wǎng)升級轉(zhuǎn)型。在交流配電網(wǎng)的基礎(chǔ)上建設(shè)交直流混合配電網(wǎng)是未來配電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。大規(guī)模分布式電源及電動(dòng)汽車充電樁等多樣性負(fù)荷的接入，不斷增加配電網(wǎng)系統(tǒng)復(fù)雜程度，傳統(tǒng)配電網(wǎng)面臨著短路電流增大、清潔能源消納能力不足、能效水平降低、潮流控制和電能質(zhì)量 控制難度增加等諸多挑戰(zhàn)，要求配電網(wǎng)逐步向供需互動(dòng)（分布式電源高度 滲透、功率雙向流動(dòng)的配電網(wǎng)絡(luò)）的有源網(wǎng)絡(luò)過渡?！笆濉币詠?，我國 電網(wǎng)投資建設(shè)向配網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)傾斜。電網(wǎng)企業(yè)持續(xù)

43、加大配電網(wǎng)建設(shè)投資力度，以國家電網(wǎng)為例，2020 年配電網(wǎng)基建投資比例由 47%提高到 58%；新一 輪農(nóng)網(wǎng)改造升級中央預(yù)算內(nèi)投資 532 億元，撬動(dòng)企業(yè)自有資金、銀行貸款等社會(huì)資金 1259 億元?！笆奈濉逼陂g，配電網(wǎng)需要：1）持續(xù)提升一、 二次融合設(shè)備；2）加強(qiáng)柔性直流互聯(lián)裝臵；3）進(jìn)一步提升配電網(wǎng)數(shù)字化、智能化水平，建立縱向貫通的配電網(wǎng)調(diào)控管理組織和制度標(biāo)準(zhǔn)體系。- 15 -行業(yè)深度研究圖表 27：國家電網(wǎng) 2020 年建設(shè)進(jìn)程來源：國家電網(wǎng)，國金證券研究所推進(jìn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展。推進(jìn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展是解決新能源發(fā)電存在著機(jī)組機(jī)型多、并網(wǎng)特性差異大、現(xiàn)場試驗(yàn)工況有

44、限等制約問題的有效途徑。推進(jìn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展要求合理配臵儲(chǔ)能，對于增量風(fēng)光儲(chǔ)一體化，優(yōu)化配套儲(chǔ)能規(guī)模，充分發(fā)揮配套儲(chǔ)能調(diào)峰、調(diào)頻作用，最小化風(fēng)光儲(chǔ)綜合發(fā)電成本，提升綜合競爭力。強(qiáng)化源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)發(fā)展，發(fā)揮電網(wǎng)中樞作用，加強(qiáng)多種能源的相互轉(zhuǎn)換、聯(lián)合控制、互補(bǔ)利用，提升能源綜合利用效率。積極服務(wù)并聚合電動(dòng)汽車、用能終端、儲(chǔ)能設(shè)備等，發(fā)揮負(fù)荷集群規(guī)模效應(yīng)，參與電網(wǎng)運(yùn)行控制。圖表 28：源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)示意圖來源：國家電網(wǎng)，國金證券研究所解決方案三：加強(qiáng)機(jī)組靈活調(diào)峰推動(dòng)火電靈活性改造。通過對熱電機(jī)組進(jìn)行機(jī)組本體的爐機(jī)改造或配臵儲(chǔ) 熱、電極鍋爐、蓄熱磚等裝臵，對火電機(jī)組進(jìn)行靈活性改造，

45、使供熱機(jī)組 最小技術(shù)出力降低至 55%，凝汽機(jī)組最小技術(shù)出力降低至 30%。“十三五”期間，計(jì)劃完成 2.2 億千瓦火電機(jī)組靈活性改造，提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力4600 萬千瓦，國網(wǎng)區(qū)域范圍內(nèi)完成火電靈活性改造 1.62 億千瓦。強(qiáng)化調(diào)峰政策引導(dǎo)。按照“誰調(diào)峰、誰受益，誰改造、誰獲利”的原則，充分考慮不同區(qū)域、不同類別機(jī)組、不同技術(shù)路線，以及安全風(fēng)險(xiǎn)、改造投入、運(yùn)營成本等綜合因素，建立健全基于提高新能源上網(wǎng)消納的火電靈活性改造與運(yùn)行激勵(lì)機(jī)制，進(jìn)一步完善建立電力輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制、調(diào)峰輔助服務(wù)市場運(yùn)營規(guī)則，增強(qiáng)政策的時(shí)效性、公平性和長遠(yuǎn)預(yù)期，提高火電企業(yè)實(shí)施靈活性改造和參與調(diào)峰的積極性、主動(dòng)性。特別是

46、推動(dòng)新能源- 16 -行業(yè)深度研究集中的地區(qū)和條件較好的火電企業(yè)主動(dòng)通過靈活性改造進(jìn)行調(diào)峰，使更多有余量的熱電機(jī)組主動(dòng)參與調(diào)峰。堅(jiān)持因地制宜保消納。我國電力能源結(jié)構(gòu)布局區(qū)域性特點(diǎn)明顯，各地情況不盡相同。實(shí)施火電靈活性改造，既要著眼產(chǎn)業(yè)發(fā)展大局和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的大勢，也要考慮區(qū)域、行業(yè)、企業(yè)之間的差異，因地制宜、因時(shí)制宜，按照一區(qū)域一機(jī)制、一類機(jī)組一條路線、一家企業(yè)一個(gè)方案的方式分步推進(jìn)，避免形成新的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)矛盾。例如，在風(fēng)、光資源豐富且嚴(yán)重限電的區(qū)域，優(yōu)先改造一批大容量純凝機(jī)組為“調(diào)峰定制機(jī)組”，來承擔(dān)外送匹配和參與深度調(diào)峰；針對供熱強(qiáng)度和供熱壓力大的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組進(jìn)行熱電解耦，在供熱期騰出更多的

47、發(fā)電空間來消納新能源。超前應(yīng)對海上風(fēng)電及其他新型能源快速發(fā)展、容量快增后的調(diào)峰和消納問題。實(shí)施多能互補(bǔ)協(xié)同發(fā)展。最大程度利用各類資源進(jìn)行調(diào)峰互補(bǔ)，依托火電調(diào)峰的基礎(chǔ)托底保障，深入推動(dòng)多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)控制技術(shù)的研究應(yīng)用，分季節(jié)、分時(shí)段、分類型構(gòu)建區(qū)域內(nèi)一體化聯(lián)調(diào)的最佳安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的調(diào)峰策略和運(yùn)營模式，提升調(diào)峰能力、增加調(diào)峰容量，協(xié)同帶動(dòng)更多類型的清潔能源并行輸出。特別是在青海等風(fēng)、光、水、火多種資源并存且較為豐富的地區(qū)，首選多能互補(bǔ)調(diào)峰；在新疆、甘肅等區(qū)域加快外送通道建設(shè)，將富裕發(fā)電負(fù)荷向經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)輸送。解決方案四：儲(chǔ)能成為提升系統(tǒng)靈活性的重要支撐發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能是解決可再生消納的必要補(bǔ)充手段。解決高比

48、例可再生間歇性和波動(dòng)性給系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來的問題，除了大電網(wǎng)提供的調(diào)峰能力外，儲(chǔ)能亦可以替代大電網(wǎng)解決一定問題。在歐美國家，儲(chǔ)能作為功率型應(yīng)用在電力批發(fā)市場，因其反應(yīng)速度快、精度高，可以在系統(tǒng)調(diào)節(jié)里發(fā)揮作用；儲(chǔ)能作為能量型應(yīng)用主要在電網(wǎng)末端，原因是這些國家的電網(wǎng)收費(fèi)由輸電價(jià)、配電價(jià)和接入費(fèi)三部分構(gòu)成，接入主網(wǎng)的費(fèi)用需要由用戶來買單對，于用戶而言，在需求小幅增加的情況下，加裝化學(xué)儲(chǔ)能比多建一條電網(wǎng)線路可能更為經(jīng)濟(jì)。以此為思路，在解決高比例可再生消納問題中，具備超大容量、系統(tǒng)友好、經(jīng)濟(jì)可靠等優(yōu)勢特點(diǎn)的抽水蓄能可進(jìn)入批發(fā)市場調(diào)峰與調(diào)頻適用；在面對區(qū)域內(nèi)大量風(fēng)光而系統(tǒng)調(diào)峰能力不足無法保障高比例消納（當(dāng)前為 95%）時(shí)，保障性電量有大電網(wǎng)負(fù)責(zé)解決，而