雙碳背景下湖南省電力系統(tǒng)靈活能力優(yōu)化分析研究

北京大學(xué)能源研究院氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目北京大學(xué)能源研究院氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目北京大學(xué)能源研究院INSTITUTEOFENERGY2023年12月北京大學(xué)能源研究院INSTITUTEOFENERGY北京大學(xué)能源研究院是北京大學(xué)下屬獨(dú)立科研實(shí)體機(jī)構(gòu)。研究院以國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，立足能源領(lǐng)域全局及國(guó)際前沿，利用北京大學(xué)學(xué)科門(mén)類(lèi)齊全的優(yōu)勢(shì)，聚焦制約我國(guó)能源行業(yè)發(fā)展的重大戰(zhàn)略和科技問(wèn)題，按照“需求導(dǎo)向、學(xué)科引領(lǐng)、軟硬結(jié)合、交叉創(chuàng)新、突出重點(diǎn)、形成特色”的宗旨，推動(dòng)能源科技進(jìn)展，促進(jìn)能源清潔轉(zhuǎn)型，開(kāi)展專(zhuān)業(yè)及公眾教育，致力于打造國(guó)際水平的能源智庫(kù)和能源科技研發(fā)北京大學(xué)能源研究院于2021年3月啟動(dòng)了氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目，旨在助力中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化和推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰和2060年前碳中和的目標(biāo)。該項(xiàng)目通過(guò)科學(xué)研究，設(shè)立有雄心的目標(biāo)，制定清晰的路線圖和有效中國(guó)能建湖南院創(chuàng)建于1958年，為中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)(世界500強(qiáng))在湘辦事處單位。擁有電力、化工石化醫(yī)藥雙行業(yè)甲級(jí)、工程勘察、咨詢等專(zhuān)項(xiàng)甲級(jí)資質(zhì)，業(yè)務(wù)涵蓋能源電力規(guī)劃、低碳節(jié)能咨詢、超特高壓電網(wǎng)、核電、大型火電、新能源、儲(chǔ)能、綜合能源、化工、醫(yī)藥、市政、建筑、環(huán)保等湖南省能源碳中和發(fā)展研究中心由省發(fā)改委批準(zhǔn)，依托湖南院專(zhuān)業(yè)技術(shù)力量牽頭組建，提供從雙碳方案頂層設(shè)計(jì)到典型項(xiàng)目實(shí)施的一攬子服務(wù)，致力于打造國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的“雙碳”智在此鄭重感謝ClimateImperativeFoundation對(duì)于報(bào)告報(bào)告內(nèi)容為課題組獨(dú)立觀點(diǎn)，不代表其他方的任何觀點(diǎn)或《雙碳背景下湖南省電力系統(tǒng)靈活能力優(yōu)化分析研究》《福建省雙碳目標(biāo)與行動(dòng)路線圖研究報(bào)告》《中國(guó)散煤綜合治理研究報(bào)告2023》《山東省中小燃煤電廠低碳高質(zhì)量發(fā)展路徑分析》《走向公正轉(zhuǎn)型的未來(lái)：中國(guó)綠色轉(zhuǎn)型對(duì)就業(yè)的影響》《湖南省電力行業(yè)碳達(dá)峰時(shí)間與路徑研究》《中國(guó)典型五省煤電發(fā)展現(xiàn)狀與轉(zhuǎn)型優(yōu)化潛力研究》《中國(guó)石化行業(yè)碳達(dá)峰碳減排路徑研究報(bào)告》《中國(guó)塑料行業(yè)綠色低碳發(fā)展研究報(bào)告》《中國(guó)散煤綜合治理研究報(bào)告2022》《新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的內(nèi)涵與展望》《中國(guó)典型省份煤電轉(zhuǎn)型優(yōu)化潛力研究》《電力部門(mén)碳排放達(dá)峰路徑與政策》《中國(guó)散煤綜合治理研究報(bào)告2021》《“十四五”推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰》i 1 1 3 5 8 9 20 20 22 22 23 24 25 25 28 29 39 40 40 43 44 54 55 56 56 57 59 60在雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)背景下，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，提升系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，成為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的必然舉措。湖南電網(wǎng)為全國(guó)峰谷差率最高的省份之一，電力調(diào)峰能力存在較大缺口，新能源消納壓力較大，本課題結(jié)合湖南省實(shí)際情況，在保障能源安全的基礎(chǔ)上，合理規(guī)劃布局全省調(diào)峰資源，綜合考慮各調(diào)峰資源的調(diào)節(jié)性能、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境屬性等對(duì)調(diào)節(jié)能力展開(kāi)優(yōu)化分析。課題研究對(duì)湖南省構(gòu)建新型電力系統(tǒng)具本研究報(bào)告以湖南省現(xiàn)有調(diào)峰電源、資源儲(chǔ)備、調(diào)峰性能等分析為基礎(chǔ)，對(duì)全省電力需求缺口、年調(diào)峰及典型日調(diào)峰缺口進(jìn)行平衡測(cè)算，全面理清了全省調(diào)峰能力和調(diào)峰需求缺口等底數(shù)。合理設(shè)置多個(gè)場(chǎng)景，以全社會(huì)成本最優(yōu)為目標(biāo)函數(shù)，科學(xué)分析不同調(diào)節(jié)性電源配置組合下的調(diào)峰性能和經(jīng)濟(jì)性，通過(guò)日調(diào)峰缺口和棄電率計(jì)算對(duì)優(yōu)化結(jié)果合理性進(jìn)行驗(yàn)證，積極尋找各水平年下符合湖南省情的調(diào)節(jié)能力配置方案，并對(duì)需求側(cè)響應(yīng)和外調(diào)電力的調(diào)峰經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了補(bǔ)充分析。最后根據(jù)計(jì)算和優(yōu)化結(jié)果，給出湖南省電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)優(yōu)化建設(shè)的相關(guān)政策建議，推動(dòng)具有湖南特色的新型電力系統(tǒng)構(gòu)建，助力全iiiClimateChangeandEnergyTransitionProgram截至2022年底，湖南電網(wǎng)電源裝機(jī)為5841萬(wàn)千瓦，其中火電2522萬(wàn)千瓦（含生物質(zhì)126萬(wàn)千瓦），占比43.2%；水電1721萬(wàn)千瓦（含抽水蓄能電站120萬(wàn)千瓦），占比29.5%；風(fēng)電900萬(wàn)千瓦，占比15.4%；太陽(yáng)能636萬(wàn)千瓦,占比10.9%；儲(chǔ)能湖南省電力系統(tǒng)是華中電力系統(tǒng)的重要組成部分，處于華中電網(wǎng)乃至國(guó)家電網(wǎng)的最南端，目前全網(wǎng)分為14個(gè)供電區(qū)。湖南電網(wǎng)經(jīng)三條500kV聯(lián)絡(luò)線(葛換～崗市、孱陵～澧州雙回)與華中湖北電網(wǎng)聯(lián)系；2017年6月祁韶特高壓直流投運(yùn)，通過(guò)±800kV祁韶直流實(shí)現(xiàn)甘肅向湖南長(zhǎng)距離送電；2021年12月，瀟湘1000kV特高壓變電站投產(chǎn)；2022年10月荊門(mén)-長(zhǎng)沙1000千伏特高壓交流工程投產(chǎn)，湖南電網(wǎng)通過(guò)1000kV特高壓交流線路與江西、湖北電網(wǎng)形成聯(lián)絡(luò)。省內(nèi)湘東基本建成500kV雙環(huán)網(wǎng)，形成“西電東送、南北互供”的500kV骨干網(wǎng)架。2022年湖南電網(wǎng)全社會(huì)用電量為2236億千瓦時(shí)，全社會(huì)最高負(fù)荷為4650萬(wàn)千氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目衡陽(yáng)、郴州、永州等地區(qū)。目前，湖南省已經(jīng)形成了湘東(長(zhǎng)株潭)、湘南(衡郴永)兩湖南省電源主要集中在西部地區(qū)(懷吉、常益長(zhǎng)和婁邵等地)，目前該區(qū)域電源裝機(jī)南部負(fù)荷中心(湘東、湘南)用電負(fù)荷約占全省的56%，而電源裝機(jī)僅占全省的43%，其中大型電源占比僅為32%。因此，湖南電網(wǎng)形成了“西電東送”的格局，大量電力需2017年祁韶直流投運(yùn)后(設(shè)計(jì)單極400萬(wàn)千瓦、雙極800萬(wàn)千瓦)，其系統(tǒng)位置處于湖南兩大負(fù)荷中心的中間，增強(qiáng)了對(duì)兩大受端電網(wǎng)的支撐。但基于現(xiàn)有的電源與負(fù)調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)，且水資源已開(kāi)發(fā)殆盡；抽水蓄能站點(diǎn)資源豐富，但短期內(nèi)難以形成電力超15年以上的30萬(wàn)千瓦機(jī)組多，導(dǎo)致湖南跨時(shí)段、跨季節(jié)調(diào)配能力不足，持續(xù)頂峰運(yùn)新能源送出消納形勢(shì)嚴(yán)峻。湖南三產(chǎn)與城鄉(xiāng)居民生活用電占比高(48.6%)，其中居民生活用電高于全國(guó)15個(gè)百分點(diǎn)。湖南省負(fù)荷峰谷差率已接近60%，位于國(guó)網(wǎng)首位；省內(nèi)電源調(diào)峰能力不足，豐水期受負(fù)荷較低和風(fēng)雨同期的影響，常規(guī)水電汛期整體調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)，火電深度調(diào)峰成本高，總調(diào)峰能力不足。常規(guī)水電占比高（28.6%新能源快速發(fā)展，預(yù)計(jì)到2025年新能源總規(guī)模將達(dá)到3200萬(wàn)千瓦(現(xiàn)狀1536萬(wàn)千瓦)。隨著未來(lái)省內(nèi)新能源的比重不斷增高，疊加電網(wǎng)局部區(qū)域送出受限，新能源送出消納形主網(wǎng)架對(duì)新能源發(fā)展和負(fù)荷的適應(yīng)性不足。隨著全省用電需求增長(zhǎng)、新能源等電源發(fā)展，全省500kV主網(wǎng)架仍存在薄弱環(huán)節(jié)。一是局部地區(qū)變電容量不夠。當(dāng)前500kV變電站僅有30座，高峰負(fù)荷期間湘東地區(qū)的艾家沖、星城變電站，湘南地區(qū)的船山變電站，湘中地區(qū)的長(zhǎng)陽(yáng)鋪?zhàn)冸娬揪剌d運(yùn)行。二是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱?！笆奈濉币詠?lái)，湖南南部新能源發(fā)展迅猛，豐水期湖南500kV南北斷面通道以及湘南部分500kV主變?nèi)萘咳√歼_(dá)峰壓力顯著，對(duì)調(diào)節(jié)性電源的剛性需求大。目前全省調(diào)節(jié)性電源偏少，受抽水蓄能建設(shè)周期較長(zhǎng)的影響，2030年前抽水蓄能裝機(jī)容量較難激增，2030年后抽水蓄能才會(huì)大規(guī)模發(fā)展。在此背景下，亟需增加調(diào)節(jié)性電源以保證新能源的消納，同時(shí)，2ClimateChangeandEnergyTransitionProgram截至2022年底，湖南省在運(yùn)統(tǒng)調(diào)大型煤電廠共15座，機(jī)組41臺(tái)，總裝機(jī)2146.5電廠2臺(tái)30萬(wàn)千瓦機(jī)組、郴州鯉魚(yú)江A廠2臺(tái)30萬(wàn)千瓦機(jī)組迎峰度夏度冬時(shí)可靈活從調(diào)節(jié)能力來(lái)看，湖南現(xiàn)役大型煤電機(jī)組調(diào)節(jié)能力略有差異，新建機(jī)組最小技術(shù)出力可達(dá)30%左右，部分在役機(jī)組最小技術(shù)出力在30%~40%之間。目前全國(guó)現(xiàn)有熱電機(jī)組經(jīng)過(guò)改造后的最小技術(shù)出力可達(dá)到40%~50%額定容量，純凝機(jī)組的最小技術(shù)出力可達(dá)到30%~35%額定容量，部分具備改造條件的電廠預(yù)期達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，機(jī)組不投油穩(wěn)燃純凝工況最小技術(shù)出力為20%~25%額定容量?？紤]湖南省煤電機(jī)組改造的實(shí)際情況，本報(bào)告后續(xù)煤電調(diào)峰能力按額定容量的30%考慮。氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目3“十四五”期間，湖南省已核準(zhǔn)在建電源有：平江電廠(2×100萬(wàn)千瓦，已投)、華容電廠(2×100萬(wàn)千瓦)、株洲電廠退城進(jìn)郊(2×100萬(wàn)千瓦)、石門(mén)三期(2×66萬(wàn)千瓦)、益陽(yáng)電廠三期(2×100萬(wàn)千瓦)。同時(shí)于2022年底實(shí)現(xiàn)鯉魚(yú)江電廠靈活供電湖南。預(yù)計(jì)到2025年底，省內(nèi)在運(yùn)煤電裝機(jī)約302021年2×1001×1001×1002025年2023年2024年2022年2×1002×1001×1001×1002×662×30332300200200160按照國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于下達(dá)2022-2025年煤電行業(yè)先立后改淘汰落后產(chǎn)能目標(biāo)任務(wù)（第一批）的通知》（國(guó)能發(fā)電力〔2022〕85號(hào)），“十四五”期間湖南淘汰煤電落后產(chǎn)能分別為耒陽(yáng)一期（2×21萬(wàn)千瓦）、華岳一期（2×36.25萬(wàn)千瓦）和株洲老廠（2×30萬(wàn)千瓦總計(jì)裝機(jī)174.5萬(wàn)千瓦?！笆逦濉逼陂g暫無(wú)退役煤電，4ClimateChangeandEnergyTransitionProgram合計(jì)240.5湖南作為少煤無(wú)油無(wú)氣的省份，天然氣資源全部依賴外省調(diào)入?！笆濉逼陂g，天然氣供應(yīng)能力大幅提升。天然氣供應(yīng)方式為“管道氣+LNG”，管道氣消費(fèi)占總量的85%左右，LNG消費(fèi)占總量的15%左右。其中，湖南省管道氣供應(yīng)來(lái)源于“一干兩支三省際”（一干為新粵浙管道，兩支為忠武線-潛石首-華容管道、酉陽(yáng)-龍山管道、來(lái)鳳-龍山管道如圖1.2所示，LNG供應(yīng)氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目5湖南省目前暫無(wú)在運(yùn)的氣電機(jī)組，全省規(guī)劃和在建氣電項(xiàng)目主要有三個(gè)，分別為湘陰氣電、永州氣電和衡東氣電，其預(yù)計(jì)裝機(jī)容量分別為2×49萬(wàn)千瓦、2×50萬(wàn)千瓦和2×49萬(wàn)千瓦。三個(gè)項(xiàng)目均受?chē)?guó)際天然氣供應(yīng)形勢(shì)及天然氣價(jià)格過(guò)高的影響，建設(shè)進(jìn)展緩慢。結(jié)合湖南天然氣資源稟賦、管網(wǎng)建設(shè)、國(guó)內(nèi)外天然氣供需形勢(shì)以及湖南天然氣發(fā)電項(xiàng)目前期工作進(jìn)展情況，預(yù)計(jì)全省未來(lái)天然氣調(diào)峰電源裝機(jī)為296萬(wàn)千瓦。6ClimateChangeandEnergyTransitionProgram基于湖南省天然氣資源稟賦可初步判斷，湖南省天然氣資源不足以支撐大規(guī)模發(fā)展氣電，且目前天然氣發(fā)電政策暫未明確，利用小時(shí)和氣源氣價(jià)無(wú)法保障，省內(nèi)繼續(xù)布局大規(guī)模氣電的投資不確定性大，因此本報(bào)告除已核準(zhǔn)的三個(gè)氣電項(xiàng)目外暫不考慮其他氣氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目7截至2022年底，湖南省已并網(wǎng)水電4300余座，總裝機(jī)1601萬(wàn)千瓦，達(dá)到技術(shù)可發(fā)量的95%以上。其中，大型水電（25萬(wàn)千瓦以上為大型水電）裝機(jī)819萬(wàn)千瓦，占比51.2%；小型水電裝機(jī)782萬(wàn)千瓦，占比48.8%。湖南水電裝機(jī)以徑流式為主，調(diào)節(jié)能力較差。如圖1.4所示。大型和經(jīng)濟(jì)性較好的中小型水電資源已基本開(kāi)發(fā)殆盡，剩余8ClimateChangeandEnergyTransitionProgram現(xiàn)階段，湖南省常規(guī)水電調(diào)峰能力較低，豐水期（4~9月）由于負(fù)荷不高，常規(guī)水電不參與調(diào)峰；枯水期（10~3月）由于水資源相對(duì)較少，目前可調(diào)峰能力僅能達(dá)到裝機(jī)充分發(fā)揮水電與新能源的互補(bǔ)特性，盤(pán)活常規(guī)水電調(diào)峰資源，推動(dòng)重點(diǎn)流域梯級(jí)水電與“十四五”期間除已明確鳳灘、柘溪增容(8.5萬(wàn)千表1.3：湖南2020～2025年大型水電投產(chǎn)項(xiàng)目情況合計(jì)8.550202220232×258.5瓦。自投產(chǎn)以來(lái)，電站以“兩發(fā)一抽”運(yùn)行模式（即白高峰、晚高峰發(fā)電放水，后夜低谷抽水用電），在保障電力供應(yīng)和電網(wǎng)安全、促進(jìn)清潔能源消納、推進(jìn)碳減排、推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展等方面均發(fā)揮了重要的作用。“十三五”期間，電站平均每年發(fā)電量14.5億千瓦時(shí)、抽水電量17.5億千瓦時(shí)，年均綜合轉(zhuǎn)換效率82.9%、啟停次數(shù)2585次、綜合利用小時(shí)數(shù)2666小時(shí)，緊急啟動(dòng)157臺(tái)次。氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目9湖南省抽水蓄能資源豐富，項(xiàng)目?jī)?chǔ)備超過(guò)3600萬(wàn)千瓦，“十四五”重點(diǎn)實(shí)施13按照NB/T35009-2013《抽水蓄能電站選點(diǎn)規(guī)劃編制規(guī)范》的要求，對(duì)湖南全省具備抽水蓄能電站建設(shè)條件的區(qū)域進(jìn)行了全面細(xì)致的查勘。按抽水蓄能電站的建設(shè)地形地貌、成庫(kù)條件、水源條件、水頭、距高比、裝機(jī)規(guī)模等各方面的基本要求，普查出全省范圍內(nèi)可規(guī)劃30萬(wàn)千瓦以上抽水蓄能的資源點(diǎn)共388個(gè)。10ClimateChangeandEnergyTransitionProgram湖南省抽水蓄能資源點(diǎn)主要集中在湘南丘山區(qū)(以羅霄山脈為中心)、湘西山區(qū)(以雪峰山為中心)、湘西北原山地區(qū)(以武陵山為中心)。湘東北洞庭湖區(qū)地勢(shì)低平，地形其中平江（4×35萬(wàn)千瓦）、安化（240萬(wàn)千瓦）、桃源（120萬(wàn)根據(jù)《湖南省“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃》，結(jié)合目前平江抽水蓄能建設(shè)進(jìn)展，預(yù)計(jì)），抽水蓄能電站（包括安化(8×30萬(wàn)千瓦)、炎陵羅萍江(4×30萬(wàn)千瓦)、攸縣廣寒坪(6×30萬(wàn)千瓦)、桃源木旺溪(4×30萬(wàn)千瓦)和汨羅玉池（4×30萬(wàn)千瓦建設(shè)進(jìn)展，2030年能投產(chǎn)的最大裝機(jī)容量約為500萬(wàn)千瓦，主要包括黑麋峰、平江、安化三氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目新型儲(chǔ)能物理儲(chǔ)能化學(xué)儲(chǔ)能鉛酸電池超導(dǎo)儲(chǔ)能壓縮空氣鋰離子電池新型儲(chǔ)能物理儲(chǔ)能化學(xué)儲(chǔ)能鉛酸電池超導(dǎo)儲(chǔ)能壓縮空氣鋰離子電池最大調(diào)峰能力為240萬(wàn)千瓦，“十四五”末期將達(dá)到310萬(wàn)千瓦左右，“十五五”期間將增加至1000萬(wàn)千瓦左右，“十六五”調(diào)峰能力將根據(jù)實(shí)際保供和調(diào)峰需求進(jìn)一步新型儲(chǔ)能包括物理儲(chǔ)能、電氣儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能及氫儲(chǔ)能等多種技術(shù)路線，其中研傳統(tǒng)儲(chǔ)能抽水蓄能氫儲(chǔ)能超級(jí)電容鈉硫電池液流電池本報(bào)告結(jié)合湖南省實(shí)際，擬以新型儲(chǔ)能中的電化學(xué)儲(chǔ)能和壓縮空氣儲(chǔ)能為重點(diǎn)展開(kāi)12ClimateChangeandEnergyTransitionProgram2021年，湖南省電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)12.9萬(wàn)千瓦，2022年底，快速增長(zhǎng)至62.7萬(wàn)千瓦。截至2023年6月底，全省電化學(xué)儲(chǔ)能的裝機(jī)規(guī)模達(dá)到263萬(wàn)千瓦，已超額完成“十四五”建成電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)200萬(wàn)千瓦的規(guī)劃目標(biāo)。“十五五”和“十六五”期間將根據(jù)新能源的建設(shè)和消納情況、抽水蓄能的建成投產(chǎn)情況、能源供需安全和經(jīng)濟(jì)性等氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目13湖南省現(xiàn)暫無(wú)已建成的壓縮空氣儲(chǔ)能電站。但全省壓縮空氣儲(chǔ)能站址較豐富，建設(shè)條件較好，適宜大規(guī)模開(kāi)發(fā)。在現(xiàn)有技術(shù)下，壓縮空氣儲(chǔ)能地下儲(chǔ)氣庫(kù)形式主要分為天然鹽穴和人工硐室。經(jīng)全面摸排，湖南省鹽穴類(lèi)站址有限，但適宜建設(shè)30萬(wàn)千瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能的人工硐室站址較豐富，主要分布在中東部和南部硬質(zhì)巖石區(qū)域，并與湘東湘南兩大電力負(fù)荷中心、湘南大型風(fēng)電光伏基地等儲(chǔ)能需求旺盛的區(qū)域布局匹配度高，適合30萬(wàn)千瓦及以上的大規(guī)模壓縮空氣儲(chǔ)能電站開(kāi)發(fā)。湖南省正全面布局和積極啟動(dòng)壓縮4衡陽(yáng)珠暉茶山坳鎮(zhèn)雁城10名稱入點(diǎn)距離km14ClimateChangeandEnergyTransitionProgram湖南電網(wǎng)位于華中電網(wǎng)的南部，與湖北電網(wǎng)之間有三回500kV線路聯(lián)系，位于±800kV祁韶直流線路的受端，接入來(lái)自西北地區(qū)輸送的綠色電力。雅中直流送往江西經(jīng)南昌～長(zhǎng)沙特高壓交流通道已經(jīng)投產(chǎn)，輸送容量400萬(wàn)千瓦。此外，湖南正在積極推動(dòng)±800kV寧夏至湖南特高壓直流工程,爭(zhēng)取于2024年底建成投產(chǎn)，并達(dá)到400萬(wàn)千瓦的送電能力。根據(jù)《湖南省電力發(fā)展“十四五”規(guī)劃》相關(guān)研究結(jié)論，并結(jié)合相關(guān)特高壓工程實(shí)際進(jìn)展情況，2025年、2030年湖南電網(wǎng)區(qū)外來(lái)電均達(dá)到2176萬(wàn)千瓦。綜合考慮湖南省負(fù)荷發(fā)展情況和區(qū)外來(lái)電前期工作202120222023202520302035500kV/1000kV交流17637637657657657650080080080080080080080080080067611761176217621762976注：1000kV交流特高壓包含雅中直流分電。16ClimateChangeandEnergyTransitionProgram考慮祁韶直流送端出力能力及湖南負(fù)荷曲線特性，祁韶直流逐月24小時(shí)送電曲線預(yù)測(cè)如圖1.13所示。2025年，祁韶直流3-6月日最大電力為160萬(wàn)千瓦，最小電力為80萬(wàn)千瓦；1月、7月、8月、12月最大電力為800萬(wàn)千瓦、最小電力為400萬(wàn)千瓦(考慮50%調(diào)峰能力)，持續(xù)時(shí)間存在一定差異。年利用小時(shí)數(shù)約4500小時(shí)。根據(jù)雅中直流可研報(bào)告結(jié)論，雅中直流為水電直流，基于輸電電量平衡，并根據(jù)豐枯水季，預(yù)測(cè)送電曲線如圖1.14所示。2025年，雅中直流7、8月日最大電力為400萬(wàn)千瓦，最小為80萬(wàn)千瓦；6、9、10月日最大電力330萬(wàn)千瓦，最小電力分別為50萬(wàn)千瓦、150萬(wàn)千瓦、80萬(wàn)千瓦；1-2月、12月日最大電力200萬(wàn)千瓦，最小電力80萬(wàn)千瓦；3-4月日最大電力160萬(wàn)千瓦，最小電力80萬(wàn)千瓦；5、11月日最大電力240萬(wàn)千瓦，最小電力分別為80萬(wàn)千瓦、50萬(wàn)千瓦。年利用小時(shí)數(shù)約4000小時(shí)。氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目17參考鄂湘斷面3回500kV線路近5年出力8760數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)鄂湘聯(lián)絡(luò)線送電潮流在7月-9月輸送潮流最大，基本達(dá)到最大輸送能力，支撐湖南迎峰度夏高峰負(fù)荷保供需18ClimateChangeandEnergyTransitionProgram2021年，湖南省全社會(huì)最大負(fù)荷為4150萬(wàn)千瓦，2022年，湖南省全社會(huì)最大負(fù)荷為4650萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)12.0%。根據(jù)湖南省“十四五”規(guī)劃估測(cè)，2025年湖南省全社會(huì)用電量為2840億千瓦時(shí)，全社會(huì)最大負(fù)荷5800萬(wàn)千瓦。按5%最大用電負(fù)荷為需求側(cè)響應(yīng)能力測(cè)算，全省“十四五”需求側(cè)響應(yīng)調(diào)峰資源需達(dá)290萬(wàn)千瓦。通過(guò)完善需求側(cè)管理和響應(yīng)體系，加大源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化建設(shè)力度，加強(qiáng)支撐性電源和負(fù)荷側(cè)的管理，提高電源跟蹤負(fù)荷能力，提升配電網(wǎng)調(diào)節(jié)韌性，將能實(shí)現(xiàn)快速靈活的需求側(cè)響應(yīng)。同時(shí)，通過(guò)提升用電企業(yè)和終端用戶的需求側(cè)響應(yīng)積極性，積極探索需求側(cè)響應(yīng)參與電力市場(chǎng)的形式等，需求側(cè)負(fù)荷將可在調(diào)氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目19結(jié)合第一章湖南省的調(diào)峰資源稟賦分析，本研究?jī)H考慮煤電、氣電、抽水蓄能、外調(diào)電、新型儲(chǔ)能和需求側(cè)響應(yīng)等調(diào)節(jié)性資源的調(diào)峰性能。各調(diào)峰資源的調(diào)峰能力是包括火電機(jī)組調(diào)峰影響因素有鍋爐燃燒穩(wěn)定性、水動(dòng)力工況安全性、鍋爐輔助機(jī)設(shè)備參數(shù)、運(yùn)行人員水平和新型改造技術(shù)等?；痣婌`活性改造的內(nèi)容主要有三項(xiàng)：深度調(diào)峰能力達(dá)到20%~40%，快速爬坡能力2%/min~5%/min，快速啟停時(shí)間2h~4h。通過(guò)調(diào)研全省煤電機(jī)組的最小穩(wěn)燃負(fù)荷得知，目前全省所有燃煤機(jī)組的最小技術(shù)出力均值為30%左右，火電在深度調(diào)峰時(shí)，通常的做法有三種：20ClimateChangeandEnergyTransitionProgram一是調(diào)節(jié)給煤量，即變負(fù)荷調(diào)峰，在負(fù)荷低谷階段通過(guò)降低機(jī)組出力以滿足系統(tǒng)調(diào)峰需要的運(yùn)行方式。這種方式是目前最常用的方式，較為容易實(shí)現(xiàn)，機(jī)組壽命損耗小，安全性和機(jī)動(dòng)性好。該方式的劣勢(shì)在于，在負(fù)荷率降低時(shí)煤耗也隨之增加，發(fā)電成本增加。在變負(fù)荷的同時(shí)，需要增加輔助設(shè)施，包括：需要備用燃油系統(tǒng)，為保證爐膛不滅火，隨時(shí)準(zhǔn)備投油助燃。需要增加控制省煤器入口水量，在給煤量減少的情況下，打開(kāi)系統(tǒng)內(nèi)的再循環(huán)旁路，從大的給水管道引出一條支路回水管道，減少省煤器入口流量，保證給水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。需要增加切換輔汽汽源，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷下降后，原來(lái)的輔汽壓力會(huì)隨著主蒸汽壓力的減少而降低，為了使輔汽壓力滿足電廠其他系統(tǒng)需求，根據(jù)機(jī)組該方式的優(yōu)點(diǎn)為夜間停機(jī)后維護(hù)簡(jiǎn)單，機(jī)組可調(diào)出力大，但由于啟停頻繁，操作復(fù)雜，三是停機(jī)調(diào)峰。通常在國(guó)慶、春節(jié)等長(zhǎng)假期間，系統(tǒng)負(fù)荷較同期正常工作日下降較多，此時(shí)除需盡量安排機(jī)組正常檢修外，還需安排大量煤電機(jī)組停機(jī)以適應(yīng)系統(tǒng)長(zhǎng)周期低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。停機(jī)調(diào)峰與啟停調(diào)峰類(lèi)似，停機(jī)調(diào)峰對(duì)機(jī)組的影響主要為壽命損耗和目前，國(guó)內(nèi)靈活性改造后的煤電機(jī)組平均最低出力為30%額定機(jī)組容量），燃?xì)鈾C(jī)組的低負(fù)荷運(yùn)行深度調(diào)峰是指機(jī)組能長(zhǎng)時(shí)間在低負(fù)荷運(yùn)行，在電網(wǎng)需要迅速調(diào)峰和調(diào)頻時(shí)，燃?xì)鈾C(jī)組能迅速響應(yīng)一次調(diào)頻和自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）負(fù)荷，從而保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。燃?xì)鈾C(jī)組具備啟停方便、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，調(diào)峰能力和跟蹤負(fù)荷的3.機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，旁路全關(guān)時(shí)的負(fù)荷工況點(diǎn)。根據(jù)燃?xì)鈾C(jī)組的燃燒特性，負(fù)荷越低，燃燒效率越低，經(jīng)濟(jì)性越差。盡管機(jī)組容量越大，機(jī)組效率越高，但當(dāng)燃?xì)鈿夂蜃兓c能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目同時(shí)，氣電的調(diào)峰性能與不同制造商提供的主機(jī)有關(guān)系。不同制造商生產(chǎn)的主機(jī)在冷態(tài)、溫態(tài)和熱態(tài)啟動(dòng)的時(shí)長(zhǎng)不同，如GE公司、SIEMENS和MHI公司的主機(jī)在溫態(tài)啟動(dòng)的時(shí)間分別為110min、120min和110min。目前國(guó)內(nèi)燃?xì)鈾C(jī)組的出力范圍通常在20%~100%，爬坡速度為8~10（Pn受天然氣價(jià)格、氣源供應(yīng)穩(wěn)定性以及天然氣發(fā)電利用小時(shí)數(shù)等影響，燃?xì)鈾C(jī)組的發(fā)抽水蓄能電站是一種電能轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)備裝置，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)有電能損失，目前抽水蓄能電站的綜合效率約75%，其工作原理是利用電力負(fù)荷低谷時(shí)的電能抽水至上水庫(kù)，抽水蓄能可將電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí)的多余電能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時(shí)期的高價(jià)值電能。在電力系統(tǒng)中具有削峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、儲(chǔ)能、系統(tǒng)備用、黑啟動(dòng)等“六大功能”，且宜為通常，抽水蓄能的出力范圍為-100%~+100%，爬坡速度為10~50%（Pn/min啟停時(shí)間僅需要15min。跨省跨區(qū)輸電通道受建設(shè)進(jìn)度與電源結(jié)構(gòu)制約，晚高峰頂峰能力不足。根據(jù)外電的電力組成，設(shè)定祁韶直流、鄂湘聯(lián)絡(luò)線、雅江直流和寧湘直流的調(diào)峰系數(shù)，考慮7%的輸電網(wǎng)損，預(yù)計(jì)2025年湖南省豐水期和枯水期外電的調(diào)峰能力分別為644萬(wàn)千瓦和499萬(wàn)千瓦，在僅考慮已核準(zhǔn)和在建調(diào)節(jié)性電源的基準(zhǔn)場(chǎng)景下，雅江直流的輸入電力將有所提升。2030年豐水期和枯水期外電的調(diào)峰能力分別增加至867萬(wàn)千瓦和723萬(wàn)千瓦；2035年豐水期和枯水期外電的調(diào)峰能力與2030年保持一致。外電調(diào)峰不需要考慮調(diào)峰所帶來(lái)的通道壽命和調(diào)峰費(fèi)用問(wèn)題。調(diào)峰性能與外電通道22ClimateChangeandEnergyTransitionProgram的電力組成有關(guān)，不同的外電通道電力組成不同，調(diào)峰性能也不同：火電占比較多的外電通道調(diào)峰響應(yīng)速度快，水電占比較多的通道可調(diào)峰能力受季節(jié)影響較大，豐水期調(diào)峰在傳統(tǒng)發(fā)電領(lǐng)域，儲(chǔ)能主要起到輔助動(dòng)態(tài)運(yùn)行、取代或延緩新建機(jī)組的作用；在可再生能源發(fā)電領(lǐng)域，儲(chǔ)能主要起到削峰填谷和跟蹤計(jì)劃出力的作用；在輔助服務(wù)領(lǐng)域，儲(chǔ)能主要起到調(diào)頻、調(diào)峰和備用容量的作用；在分布式能源與微網(wǎng)領(lǐng)域，儲(chǔ)能主要起到1.具有快速響應(yīng)的特點(diǎn)，能夠迅速實(shí)現(xiàn)充放電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，爬坡速度為100%（Pn/200ms），響應(yīng)時(shí)間僅需毫秒級(jí)；3.具有有功/無(wú)功正負(fù)雙向連續(xù)調(diào)節(jié)的特點(diǎn)；4.在額定功率范圍內(nèi)，具有無(wú)調(diào)節(jié)深度限制的特性，出力范圍為-100%~+100%，因此，光伏和風(fēng)電的間歇性可以通過(guò)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)在一定程度上進(jìn)行優(yōu)化，減少新能源的隨機(jī)性。但電化學(xué)儲(chǔ)能的單體項(xiàng)目容量小，充放電時(shí)長(zhǎng)有限，全壽命周期短，除電化學(xué)儲(chǔ)能外，壓縮空氣儲(chǔ)能也是極具發(fā)展?jié)摿Φ拇笠?guī)?！伴L(zhǎng)時(shí)”儲(chǔ)能技術(shù)，具有建設(shè)周期短，單體項(xiàng)目容量小，調(diào)節(jié)性能優(yōu)，環(huán)境友好等特點(diǎn)。該技術(shù)調(diào)節(jié)時(shí)長(zhǎng)通常可達(dá)到4~6h，建設(shè)周期2年，儲(chǔ)能效率通常為65%~70%，適用于大規(guī)模應(yīng)用，是近中氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目23實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)供需平衡的傳統(tǒng)做法是在負(fù)荷需求高時(shí)增加發(fā)電機(jī)組出力，但負(fù)荷高峰時(shí)段往往持續(xù)時(shí)間較短。為了滿足這部分需求而增加的發(fā)電和輸配電出力，其投資利用率很低，因此可以通過(guò)減少或者延遲需求側(cè)的電力負(fù)荷來(lái)實(shí)現(xiàn)供需平衡，即需求側(cè)需求側(cè)響應(yīng)調(diào)峰具有響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，可從用戶側(cè)、供電側(cè)、發(fā)電側(cè)和社會(huì)效益本比）；供電側(cè)可避免峰荷容量和電量以及投資成本；發(fā)電側(cè)可避免裝機(jī)容量和電量以及避免燃料的成本費(fèi)用；社會(huì)效益則主要考慮可避免的CO2、SO2和NOx排放量，故對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)峰模式進(jìn)行優(yōu)化，將需求側(cè)資源作為與供給側(cè)相對(duì)等的資源參與到電網(wǎng)調(diào)峰隨著智能電網(wǎng)的推廣，在高級(jí)量測(cè)體系和先進(jìn)通信設(shè)備的作用下，可控負(fù)荷、柔性負(fù)荷、電動(dòng)汽車(chē)以及安裝在用戶側(cè)的儲(chǔ)能設(shè)備等都將成為廣義的需求側(cè)調(diào)峰資源。需求側(cè)響應(yīng)一般可以劃分成兩種類(lèi)型：基于價(jià)格的需求響應(yīng)和基于激勵(lì)的需求響應(yīng)。在基于價(jià)格的需求響應(yīng)中，一般采用價(jià)格-需求彈性來(lái)定量表示電價(jià)變化對(duì)電力用戶響應(yīng)行為特性的影響。在基于激勵(lì)的需求側(cè)響應(yīng)中，激勵(lì)機(jī)制的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。電力用戶一般可以通過(guò)兩種途徑獲得補(bǔ)償：一種是獨(dú)立運(yùn)行商或者電力交易中心等機(jī)構(gòu)對(duì)用戶的停電價(jià)格進(jìn)行評(píng)估，另一種是用戶自己申報(bào)可中斷負(fù)荷容量和中斷成本，用戶可以通過(guò)基于激勵(lì)24ClimateChangeandEnergyTransitionProgram在測(cè)算湖南省電力需求缺口和調(diào)峰需求缺口前，需對(duì)全社會(huì)用電量和全社會(huì)最大負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，再將全社會(huì)用電量和全社會(huì)最大負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果作為需求缺口測(cè)算的輸入結(jié)合回歸分析法、彈性系數(shù)和產(chǎn)值單耗等方法得到湖南省在經(jīng)濟(jì)發(fā)展高水平、中水年份年份全社會(huì)用電量，億千瓦時(shí)用電量增速，%GDP，億元GDP增速，%20111293101891512.8201213474.182120711.3201314235.642354510.1201414310.56258819.5201514181.19285398.6氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目25用電量增速，%GDP增速，%201614963.31308537.9201715825.753382882018174510.3363307.8201918646.82398947.6202019293.49417823.82021215511.7460637.7202222363.8486706.47根據(jù)設(shè)定的GDP增長(zhǎng)水平可得到不同增長(zhǎng)水平下2025年GDP增速，從而根據(jù)擬合關(guān)系式得到2025年的全社會(huì)用電量預(yù)測(cè)值，結(jié)果如下表3.2所示。GDP增速，%十四五增速，%72236302210.566.5223629619.816223629019.07根據(jù)“十四五”GDP增速設(shè)置不同水平下的彈性系數(shù)分別為1、0.95、0.9，全社會(huì)用電量增速為GDP增速與彈性系數(shù)的乘積，再根據(jù)全社會(huì)用電量增速預(yù)測(cè)2025年的全社會(huì)用電量，結(jié)果如下表3.3所示。表3.3：彈性系數(shù)法下2025年湖南省全社會(huì)用電量預(yù)測(cè)結(jié)果GDP增速，%彈性系數(shù)用電量增速，%全社會(huì)用電量，億千瓦時(shí)2739267625740.96.5677126ClimateChangeandEnergyTransitionProgram根據(jù)湖南省近年來(lái)各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值單耗設(shè)置三個(gè)發(fā)展水平下的產(chǎn)值單耗；按0.1：0.4：0.5的GDP產(chǎn)業(yè)占比計(jì)算各產(chǎn)業(yè)2025年的GDP預(yù)測(cè)值；各產(chǎn)業(yè)的全社會(huì)用電量預(yù)測(cè)值為產(chǎn)業(yè)GDP與產(chǎn)值單耗的乘積；全社會(huì)用電量包含三個(gè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)用電和居民生活用電，居民生活用電根據(jù)湖南省“十四五”能源增供穩(wěn)供預(yù)測(cè)結(jié)果可得，居民生活用電量約為814億千瓦時(shí)，故產(chǎn)值單耗法的預(yù)測(cè)結(jié)果如下表3.4所示。表3.4：產(chǎn)值單耗法下2025年湖南省全社會(huì)用電量預(yù)測(cè)結(jié)果GDP增速，%2025年產(chǎn)千瓦時(shí)/2025年產(chǎn)億千瓦時(shí)增速，%59625834.6277872384958513967.5729811179533//8145879543226626.666.523516560131729395170500//814657975029.025735.9323187540125228983165478//814綜合上述回歸分析、彈性系數(shù)和產(chǎn)值單耗法的預(yù)測(cè)結(jié)果，對(duì)三種方法下的全社會(huì)用電量增速取平均值，從而得到三個(gè)發(fā)展水平下的全社會(huì)用電量預(yù)測(cè)值，根據(jù)這一結(jié)果綜合選取2025年的全社會(huì)用電量預(yù)測(cè)值，為2840億千瓦時(shí)，計(jì)算表格如下表3.5氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目27表3.5：不同GDP增速下湖南省全社會(huì)用電量預(yù)測(cè)結(jié)果GDPGDP增速，%2022年202520257.022367.00%10.56%7.57%8.65%286828406.522366.18%9.81%6.66%7.82%28036.022364.80%9.07%5.93%6.96%2736根據(jù)湖南省“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃實(shí)施中期評(píng)估報(bào)告，預(yù)計(jì)2035年全社會(huì)用電量為4100億千瓦時(shí)，按全社會(huì)用電量年均增長(zhǎng)率降低的原則，取“十五五”期間年均增速約為4.56%左右，計(jì)算得2030年的全社會(huì)用電量約為3580億千瓦時(shí)。2025-2035年的全社會(huì)用電量綜合預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3.6。表3.6：2025-2035年湖南省全社會(huì)用電量綜合預(yù)測(cè)結(jié)果項(xiàng)目單位2022（實(shí)際值）2025年2030年2035年全社會(huì)用電量?jī)|千瓦時(shí)2236284035804100年均增長(zhǎng)率%/8.044.562.92結(jié)合全省全社會(huì)用電量預(yù)測(cè)結(jié)果，以及往年湖南省負(fù)荷變化特點(diǎn)，預(yù)測(cè)全社會(huì)最大表3.7：2025-2035年湖南省全社會(huì)最大負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果項(xiàng)目單位2022（實(shí)際值）2025年2030年2035年全社會(huì)最大負(fù)荷萬(wàn)千瓦4650580073008500年均增長(zhǎng)率%/7.644.73.128ClimateChangeandEnergyTransitionProgram從預(yù)測(cè)結(jié)果可得，2025年、2030年和2035年的全社會(huì)最大負(fù)荷分別為5800萬(wàn)千瓦、7300萬(wàn)千瓦和8500萬(wàn)千瓦。本研究將根據(jù)電力平衡來(lái)測(cè)算需求缺口，為使測(cè)算結(jié)果能真實(shí)的反應(yīng)實(shí)際需求缺口，在考慮電力裝機(jī)時(shí)，將僅考慮已核準(zhǔn)和在建的機(jī)組，未核準(zhǔn)的機(jī)組在測(cè)算時(shí)均不考慮。例如，煤電機(jī)組僅考慮已核準(zhǔn)開(kāi)工的大唐華銀株洲（2×100萬(wàn)千瓦）、長(zhǎng)安益陽(yáng)（2×100萬(wàn)千瓦）和陜煤石門(mén)（2×66萬(wàn)千瓦）3個(gè)擴(kuò)能升級(jí)項(xiàng)目，共532萬(wàn)千瓦，規(guī)劃未核準(zhǔn)的郴州（70萬(wàn)千瓦）、汨羅（200萬(wàn)千瓦）和岳州（200萬(wàn)千瓦）電廠均計(jì)98萬(wàn)千瓦2030年全省已規(guī)劃的三個(gè)項(xiàng)目全部投產(chǎn)，合計(jì)296萬(wàn)千瓦；平江抽括安化、廣寒坪、木旺溪、羅坪江、玉池）共計(jì)780萬(wàn)千瓦，預(yù)計(jì)2030年投產(chǎn)380萬(wàn)千瓦，故2030年累計(jì)抽水蓄能裝機(jī)取500萬(wàn)千瓦。此外，新型儲(chǔ)能的裝機(jī)容量根據(jù)目前的建設(shè)容量，取300萬(wàn)千瓦。?計(jì)算水平年及典型場(chǎng)景：2025年、2030年及2035年，測(cè)算過(guò)程分夏季大?根據(jù)收資調(diào)研情況，大型水電和小型水電按照往年的歷史出力特性選取出力系數(shù)，大型水電在夏大和冬大的出力系數(shù)分別0.57和0.62，小型水電分別取0.5和0.3；?風(fēng)電取0.05，光伏發(fā)電不參與電力平衡，生物質(zhì)出力系數(shù)取0.8；性等，取綜合出力系數(shù)為0.5；?外調(diào)電力的出力系數(shù)根據(jù)外電通道的出力曲線進(jìn)行選取，總的外調(diào)電力在夏氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目29大和冬大的出力系數(shù)均大于0.6，同時(shí)考慮區(qū)外祁韶直流、雅江直流和寧湘表3.8：基準(zhǔn)場(chǎng)景下湖南省中長(zhǎng)期電力平衡結(jié)果年份202520302035一、系統(tǒng)需要容量6301630179317931923492341.系統(tǒng)最大負(fù)荷5800580073007300850085002.削峰容量1741742192192552553.備用容量675675850850989989二、電源可利用容量864745314415110504919480311950501448981.大型水電8674965368674965368674965362.小型水電7823912357823912357823912353.大型煤電2848284828482848284828482848284828484.小型煤電2471981982471981982471981985.風(fēng)電17008585220011011025001251256.光伏1500003000003500007.生物質(zhì)1501201202502002003502802808.抽蓄1551551552602602602602602609.儲(chǔ)能30015015030015015030015015010.氣電988888296266266296266266三、區(qū)域盈虧-1770-1886-3012-3128-4220-4336四、外來(lái)電力2176142714362176164414362176164414361.鄂湘聯(lián)絡(luò)線1761761411761761411761761412.祁韶直流80060560580060560580060560530ClimateChangeandEnergyTransitionProgram年份2025203020353.雅江直流4003721864003721864003721864.寧湘直流8003726058006056058006056055.輸電網(wǎng)損98101114101114101五、考慮外電盈虧-343-449-1368-1692-2576-2900根據(jù)電力測(cè)算結(jié)果，在計(jì)及需求側(cè)響應(yīng)的情況下，預(yù)計(jì)2025年湖南省的夏大用電缺口將達(dá)到340萬(wàn)千瓦左右，冬大用電缺口將超過(guò)440萬(wàn)千瓦；由于測(cè)算過(guò)程中，煤電、氣電、抽水蓄能和新型儲(chǔ)能僅考慮了目前已核準(zhǔn)和在建的機(jī)組，其他電源裝機(jī)容量根據(jù)政府規(guī)劃，故隨著全社會(huì)用電需求的增加，電力缺口逐漸加大，2030年和2035年在不考慮需求側(cè)響應(yīng)的情況下，最大電力缺口（冬大）分別將達(dá)到1692萬(wàn)千瓦和2900萬(wàn)千瓦左右。以計(jì)算各電源裝機(jī)的最大調(diào)峰能力；日調(diào)峰按照各電源出力的最小出力系數(shù)來(lái)計(jì)算，以?基準(zhǔn)場(chǎng)景的年調(diào)峰平衡測(cè)算時(shí)不考慮需求側(cè)響應(yīng)規(guī)模；此外，需調(diào)峰容量中?由于枯水期的調(diào)峰容量缺口大于豐水期，且未來(lái)的峰谷差率沒(méi)有確定的大幅增加或者降低的趨勢(shì)，小幅的波動(dòng)對(duì)調(diào)峰缺口影響較小，因此在調(diào)峰平衡測(cè)算時(shí)，根據(jù)歷史年份和基準(zhǔn)年的分布規(guī)律，枯水期峰谷差率取58%；?本地電源裝機(jī)的調(diào)峰系數(shù)，常規(guī)水電取0.17，風(fēng)電具有反調(diào)峰性能，調(diào)峰系數(shù)取-0.3，光伏發(fā)電、生物質(zhì)不參與調(diào)峰，煤電、氣電、抽水蓄能和儲(chǔ)能的?根據(jù)《湖南省“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃》，外調(diào)電力調(diào)節(jié)能力不低于30%，同時(shí)考慮各外電通道的電力組成設(shè)置祁韶直流、鄂湘聯(lián)絡(luò)線、雅江直流和寧湘直流的調(diào)峰系數(shù)分別取0.4、0.5、0.5和0.4；氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目31損為2%。本報(bào)告計(jì)算年調(diào)峰平衡時(shí)取各電源裝機(jī)的最大調(diào)峰系數(shù)，根據(jù)調(diào)峰平衡原則計(jì)算的表3.9：基準(zhǔn)場(chǎng)景下湖南省中長(zhǎng)期調(diào)峰平衡結(jié)果2025年2030年2035年3770474555253364423449302.406511595843710980122003034303430342.1650165016503.1555005004.982962965.1700220025006.1500300035007.3003003002602334240922124212421242.2812812813.310100018404.982982985.-510-660-7506.0007.30030030072372372332ClimateChangeandEnergyTransitionProgram項(xiàng)目2025年2030年2035年1.鄂湘聯(lián)絡(luò)線3535352.祁邵直流3203203203.寧湘直流3203203204.雅江直流1001001005.輸電網(wǎng)損535353五、調(diào)峰容量盈虧（+盈-虧)-445-680-710調(diào)峰容量盈虧（+盈-虧)（不考慮外電）-1168-140根據(jù)年調(diào)峰平衡結(jié)果可知，由于峰谷差率高，導(dǎo)致電力系統(tǒng)應(yīng)對(duì)負(fù)荷變化時(shí)的需調(diào)峰容量增加。在僅考慮已核準(zhǔn)和在建的電源機(jī)組時(shí)，盡管各電源取最大調(diào)峰系數(shù)，各電源的調(diào)峰能力仍不足，預(yù)計(jì)2025年、2030年和2035年的最大調(diào)峰缺口在計(jì)及外電的基礎(chǔ)上分別達(dá)到450萬(wàn)千瓦、680萬(wàn)千瓦和710萬(wàn)千瓦左右。出現(xiàn)上述缺口主要有光伏發(fā)電不參與調(diào)峰和抽水蓄能等儲(chǔ)能調(diào)峰電站目前并未大規(guī)模投產(chǎn)，導(dǎo)致目前全省已核準(zhǔn)和在建電源機(jī)組的實(shí)際可調(diào)峰容量較少，且隨著用電需求的增加，電力需求和調(diào)峰需求缺口逐漸增加，未來(lái)只能通過(guò)新增調(diào)節(jié)性電源來(lái)向上調(diào)峰，以滿足能源供應(yīng)安全和在實(shí)際的應(yīng)用中，當(dāng)日內(nèi)用電負(fù)荷高，系統(tǒng)保供壓力大時(shí)，存在與年調(diào)峰需求不盡相同的挑戰(zhàn)。首先，由于儲(chǔ)能調(diào)峰站僅在保供壓力小，有足夠的充電電量的情況下具備調(diào)峰能力，日調(diào)峰時(shí)段部分儲(chǔ)能調(diào)峰機(jī)存在無(wú)法充電的問(wèn)題，即不具備任何調(diào)峰能力。此外，煤電機(jī)組受固定開(kāi)機(jī)容量限制，調(diào)峰能力大大減小，故為更好地反應(yīng)各機(jī)組的實(shí)際調(diào)峰能力和調(diào)峰缺口，選取豐水期和枯水期時(shí)最小的負(fù)荷需求日為單位分別計(jì)算日調(diào)峰缺口，此時(shí)取各電源的最小出力系數(shù)來(lái)做平衡測(cè)算，以得到電力系統(tǒng)下調(diào)能力和校核電網(wǎng)的承載力，基于電網(wǎng)的承載力基礎(chǔ)上計(jì)算棄電率，將電網(wǎng)的棄電率控制在合理的范首先，在計(jì)算日調(diào)峰平衡前，根據(jù)往年的夏季和冬季典型日負(fù)荷曲線選取日調(diào)峰平衡測(cè)算時(shí)的位置，再計(jì)算豐水期和枯水期的日調(diào)峰平衡，2016-2022年湖南省夏季典型氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目33萬(wàn)千瓦萬(wàn)千瓦萬(wàn)千瓦2016年2017年2018年2019年-2020年--2021年--2022年--2016年--2017年-2018年--2019年2020年2021年2022年圖3.2：2016-2022年湖南省冬季典型日負(fù)荷曲線從圖3.1和圖3.2可知，湖南省在夏季和冬季的典型日負(fù)荷曲線均呈現(xiàn)“雙高峰”特晚高峰明顯高于午高峰；而冬季典型負(fù)荷曲線的午高峰出現(xiàn)在10~13點(diǎn)之間，晚高峰出現(xiàn)在17~22點(diǎn)之間，午晚高峰差距不大。因此做日調(diào)峰平衡測(cè)算時(shí)，僅需考慮夜間負(fù)荷最低點(diǎn)（豐小）、午間負(fù)荷最高點(diǎn)（豐午）和夜間負(fù)荷最高點(diǎn)（豐大）三個(gè)位置的調(diào)峰34ClimateChangeandEnergyTransitionProgram調(diào)峰平衡原則為根據(jù)日最高負(fù)荷確定煤電裝機(jī)的最小開(kāi)機(jī)容量，確定各電源的裝機(jī)容量后根據(jù)午間最大負(fù)荷來(lái)確定日最大調(diào)峰缺口。調(diào)峰壓力最大通常存在兩種情況，第一種為當(dāng)夜間電力系統(tǒng)的用電負(fù)荷低，風(fēng)電出力系數(shù)大時(shí)，此時(shí)電力系統(tǒng)的調(diào)峰壓力較大。為緩解電力系統(tǒng)的調(diào)峰壓力，通常采取棄新能源措施，棄電率也將作為電力系統(tǒng)優(yōu)化合理性的關(guān)鍵指標(biāo)，棄電產(chǎn)生的示意圖見(jiàn)圖3.3。第二種是午間調(diào)峰。隨著省內(nèi)新能源的投產(chǎn)規(guī)模增加，豐午時(shí)新能源出力過(guò)大，導(dǎo)致午間向下調(diào)峰壓力增加。由于日調(diào)峰平衡測(cè)算時(shí)，調(diào)峰系數(shù)取各電源的最小值，因此如存在調(diào)峰缺口時(shí)，需采取棄電措施，當(dāng)棄電率超過(guò)一定規(guī)模時(shí)需考慮增加一定容量的?計(jì)算水平年及典型場(chǎng)景：2025年、2030年及2035年，測(cè)算過(guò)程取用電負(fù)荷?通常計(jì)算調(diào)峰缺口時(shí)，典型位置處的負(fù)荷根據(jù)歷史年份的負(fù)荷特性取經(jīng)驗(yàn)值，如豐水期最大負(fù)荷約為60%全年最高負(fù)荷（豐大），最低負(fù)荷約為30%全年最高負(fù)荷（豐?。?，豐水期午間最高負(fù)荷約為50%全年最高負(fù)荷（豐午），枯水期最大負(fù)荷約為80%全年最高負(fù)荷（枯大最低負(fù)荷約為45%全年最高負(fù)荷?本地電源裝機(jī)風(fēng)電日調(diào)峰系數(shù)取0.4，大型煤電取0.3，生物質(zhì)日調(diào)峰系數(shù)取0.8，大型水電和小型水電在豐水期和枯水期的調(diào)峰系數(shù)取0.7和0.2；光伏、抽水蓄能、新型儲(chǔ)能和氣電調(diào)峰系數(shù)豐水期和枯水期取相同值，光伏豐小時(shí)取0，豐午時(shí)取0.6，抽水蓄能在豐小和豐午時(shí)均取-1，新型儲(chǔ)能在豐小和豐午時(shí)量1.大型水電8676596598676596598676592.小型水電782547547782547547782547 3.小型煤電219175175219175175219175 4.風(fēng)電1700858522001101102500125 5.光伏15000030000035000 6.生物質(zhì)150120120250200200350280 7.抽蓄155155155500500500500500 8.儲(chǔ)能3001501503001501503001509.氣電98888829626626629626610.外來(lái)電力2176112011202176112011202176112065954717512502805001502661120203043802190365203551002550425202534801740290270251004250425577119791979841426072607931427023480290029043803650365 47454745552555253770377036ClimateChangeandEnergyTransitionProgram2025303480080030341018101830341703170321763076235441542760 1.大型煤電240240305305511 2.大型水電867601601867601601867601 3.小型水電782547547782547547782547 4.小型煤電219175175219175175219175 5.風(fēng)電1700680680220088088025001000 6.光伏1500090030000180035000 7.生物質(zhì)150120120250200200350280 8.抽蓄155-155-155500-500-500500-500 9.儲(chǔ)能300-120-120300-120-120300-120 10.氣電988888296266266296266 六、外來(lái)電力21767251145217672512382176725486051160154717510002100280-500-12026612384361761645042106101161132188917429351848五、午/小方式203020352025202546402610荷203058402035680046405840680043503285382563755475氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目372025203020352902903653654254254930493062056205722572255771111311138414173117318814182618268671731738671731738671731737821561567821561567821561562191751752191751752191751754.風(fēng)電17008585220011011025001251255.光伏1500003000003000006.生物質(zhì)1501201202502002003502802807.抽蓄1551551555005005005005005008.儲(chǔ)能3001501503001501503001501509.氣電98989829626626629626626610.外來(lái)電力217685310212176853102121768531021303429642796303430343034303430343034五、午/小方式2677319627534223287343438898399109109109102.大型水電8675203478675203478675203477824693137824693137824693132191751752191751752191751755.風(fēng)電170068068022008808802500100010006.光伏150009003000018003000018007.生物質(zhì)1501201201701201201901201208.抽蓄155-155-155500-500-500500-500-5009.儲(chǔ)能300-120-120300-120-120300-120-12010.氣電296989829629829829629829838ClimateChangeandEnergyTransitionProgram20252030203521767251145217672512382176725123