中國儲能網訊：構建新型電力系統(tǒng)是規(guī)劃建設新型能源體系的核心，是我國能源電力行業(yè)實現“雙碳”目標的根本途徑。隨著“靠天吃飯”的新能源逐漸成為新型電力系統(tǒng)的主力電源，電力系統(tǒng)的“氣象驅動”特征愈發(fā)顯著，極熱無風、極旱缺水、極寒故障、晚峰無光等“大裝機小電量”的特征突出，日內功率涌動幅值和速率陡增，“潮汐式”運行成為常態(tài)，與電力系統(tǒng)連續(xù)運行、實時平衡的要求不匹配，對系統(tǒng)調節(jié)和電力供應提出了更高的要求。
近年來，受全球氣候變暖影響，我國氣象呈現降雨帶北移、覆冰帶北擴、臺風北上、零度線南移、旱澇急轉等變化特征。2022年夏季，長江流域遭遇罕見高溫干旱天氣，水電出力銳減，四川等地啟動有序用電；2023年冬季，華北地區(qū)遭遇強寒潮，部分新能源機組因低溫脫網，局部電網面臨電力供應缺口。極端天氣的出現頻次和強度明顯增加，已呈現常態(tài)化趨勢，對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行構成嚴峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)設計已難以適應極端天氣帶來的不確定性，亟需從政策、技術、市場等多維度提升新型電力系統(tǒng)應對氣候變化的韌性。
極端天氣對新型電力系統(tǒng)的多維沖擊
極端天氣常態(tài)化趨勢不僅直接影響電力供應和需求，而且通過影響民生、經濟發(fā)展、輿情等，對電力系統(tǒng)安全運行造成間接或次生、衍生影響。
一是觸及電網安全保障能力底線。設備方面，極端天氣可能引發(fā)冰凍、酷熱、暴雨、強風等氣候現象，對輸電線路、變電裝置等電網設備造成直接物理外力損壞或嚴重降低設備性能，考驗電網設備抵御外力破壞的能力。如2021年，河南發(fā)生歷史罕見洪澇水災，全省近1/3的供電設施受到影響，造成河南主網N-7故障，電網強度和供電能力被嚴重削弱；2023年，臺風“杜蘇芮”襲擊福建，導致多條特高壓線路跳閘，部分海上風電機組因超出抗風極限受損；2024年，受大范圍高溫影響，川渝負荷連創(chuàng)新高，疊加降水減少，致使西南地區(qū)水電頂峰能力下降，平衡極為困難，存在較大平衡缺口。網架方面，電網設備因故障退出運行，將迫使電網進入不完整運行方式，造成部分地區(qū)停電事故。如2008年，南方冰災造成電網大規(guī)模倒塔斷線，疊加“負荷驟增、風光跌落”趨勢同步演進，電力保供更加困難，易出現全網電力供應緊張的局面。
二是加劇電力系統(tǒng)供需矛盾。極端天氣往往導致電力需求激增與供應能力下降并存。發(fā)電能力方面，受極寒天氣影響，煤炭運輸路況惡劣、天然氣輸送管道壓力降低、光照強度減弱、發(fā)電廠燃料供應受到影響，同時，極低溫度、雨夾雪等天氣導致煤電廠設備損壞、風機葉片結冰，破壞發(fā)電廠相關設備，造成出力障礙。負荷尖峰特征方面，推高用電負荷峰值，隨著天氣對電力負荷的影響愈發(fā)顯著，極端天氣會加劇冬夏負荷的雙尖峰化特征。如2022年夏季，華東地區(qū)連續(xù)40攝氏度以上高溫，空調負荷占比超40%，電網峰谷差創(chuàng)歷史新高。
三是電力市場與應急機制失靈風險加大?？缡】鐓^(qū)交易受阻，災害天氣常伴隨著交通中斷，影響電煤運輸，導致跨省支援能力下降。電價機制僵化，缺乏極端場景下的動態(tài)電價調整機制，難以激勵需求響應與儲能快速投運。如2022年西南水電危機時，跨省交易結算延遲，導致受端省份額外支付偏差考核費用1.2億元。應急響應滯后，部分地區(qū)災害預警與電力調度協(xié)同不足，導致?lián)屝拶Y源調配低效。
四是引發(fā)多領域的連鎖反應。極端天氣直接破壞基礎設施，其影響將迅速擴散至各個領域，引發(fā)社會性輿論壓力。局部地區(qū)水、氣、熱等供應中斷，嚴重影響正常的生產生活，而電力是眾多公共事業(yè)的基礎，電力系統(tǒng)遭受破壞之后會進一步加重極端天氣對生產生活的影響范圍和程度，出現一系列連鎖反應，不當舉措經互聯(lián)網傳播放大后易形成輿論旋渦，引發(fā)謠言蔓延、人心浮動等問題，制約了需求響應等保證電網安全運行的合理手段的實施。
現行政策體系不適應氣候變化的四大挑戰(zhàn)
一是標準規(guī)范滯后于氣候現實?，F行電力安全標準仍以“N-1”為基本原則，但2023年華北暴雨顯示，某區(qū)域變電站同時失去4回進線的“N-4”場景已非小概率事件。此外，國內光伏組件抗冰雹、抗風標準低于國際水平，風機抗臺風設計缺乏強制性要求，海上風電的防腐、防浪標準亟待完善。
二是規(guī)劃建設缺乏氣候穿透性。電力系統(tǒng)規(guī)劃未充分納入氣候風險評估，輸電走廊選址未綜合考慮未來氣候變遷，風光大基地建設存在“重資源評估、輕氣象風險”傾向，如部分沙漠光伏項目未充分考慮沙塵暴導致的組串失配損失等。
三是應急管理存在協(xié)調壁壘。氣象、能源、應急管理部門數據共享不暢，災害預警未能有效轉化為電力調度指令。地方電力應急預案缺乏實戰(zhàn)演練，災后恢復效率參差不齊。2023年，在臺風“海葵”應對中，氣象紅色預警與電力應急響應存在時間差，暴露出氣象數據與調度系統(tǒng)未實現分鐘級對接。
四是市場激勵缺位。儲能、需求響應等靈活性資源缺乏極端場景下的補償機制，災害保險與金融工具在電力行業(yè)應用不足。
優(yōu)化路徑建議
通過豐富渠道、加強共享等方式，提升應急信息統(tǒng)籌利用水平。針對極端天氣貫穿社會全領域的影響特征，電網需對公共事業(yè)等信息有總體把握并加強協(xié)同共享。一是加強氣象、供水、供熱等系統(tǒng)中與電網安全運行緊密相關的信息分析，并連同輿情監(jiān)測等一并納入應急信息系統(tǒng)，提升信息掌控的全面性。二是把信息協(xié)同、交互分享等平臺建設作為重點攻堅任務，加強總體框架設計和基本功能建設并動態(tài)完善，以便充分發(fā)揮信息共享的重大作用?？煽紤]將客戶搶修信息、輿情信息等及時提供給相應的調度人員，使其全面掌握社會環(huán)境，以便及時掌握應急形勢，作出恰當的調度決策。
通過增加底線保障相關內容、增進政企相互了解等措施，提升企業(yè)應急預案兜底能力。針對極端天氣觸底保障能力的影響特征，需要強化“底線思維”的落實，在應急預案中增加底線保障相關內容，并提升政府對電網底線保障的了解程度。一是充分考慮多重偶發(fā)因素疊加開展極端場景構建，針對場景中資源掣肘等問題，深入分析人員培訓、專項資金、備品備件、區(qū)域互助等方面的需求，明確觸發(fā)條件、人員分工、風險分析等內容，將其作為底線保障相關內容，納入專項預案。二是進一步加強與政府相關部門溝通，增進相互了解，推動電網底線保障的相關措施更深層次納入政府相關預案，為企業(yè)應急工作創(chuàng)造有利條件。
通過健全“自下而上”機制、加強基層資源支撐等手段，提升應急預案落地性。電網企業(yè)應急預案編制雖然已非常強調基層主導的重要性，但部分地區(qū)仍存在“自上而下”“照搬照抄”的“套娃式”處理方式，需要進一步健全應急預案“自下而上”的機制，提升對基層的資源保障水平。一是在充分發(fā)揮頂層設計、知識分享等宏觀指導作用的基礎上，通過問卷調查、專家研討等多種方式，讓應急預案實施者能夠深度參與相關編制工作，實現應急預案“自下而上”層層完善，提升可操作性。二是在崗位設置、獎勵機制、物資保障等方面，給予基層充分的資源支撐，深入打造“宏觀”“中觀”層層服務“微觀”的局面，激發(fā)“基層主導”機制活力。通過制度創(chuàng)新與技術革命實現從“災后搶修”到“事前預防”的范式轉變。
