昆明市電力供應(yīng)問(wèn)題研究及對(duì)策建議

鄢順才，李 特，楊 璽，趙 煜，黃啟祥，楊婷娜，張國(guó)瑩，彭福亮

（云南省能源研究院有限公司，云南 昆明 650599）

0 引言

“十四五”是云南省產(chǎn)業(yè)發(fā)展新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的攻堅(jiān)期和混合動(dòng)能協(xié)同發(fā)力的加速期，能源總量需求顯著攀升。昆明市作為全省最大的用電負(fù)荷中心，電力供應(yīng)長(zhǎng)期依賴市外調(diào)入，在全省電力供應(yīng)壓力激增的背景下，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與電力供應(yīng)之間的矛盾日益凸顯，系統(tǒng)研究昆明市電力供應(yīng)問(wèn)題，對(duì)促進(jìn)轄區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、加速產(chǎn)業(yè)迭代升級(jí)進(jìn)程具有積極意義。

1 昆明市電力供應(yīng)及消費(fèi)現(xiàn)狀

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截止2022年底昆明市發(fā)電總裝機(jī)970萬(wàn)千瓦，占比全省年度裝機(jī)總量約8.4%，其中水電裝機(jī)626萬(wàn)千瓦，風(fēng)電裝機(jī)116萬(wàn)千瓦，光伏裝機(jī)54萬(wàn)千瓦，火電裝機(jī)174萬(wàn)千瓦（含生物質(zhì)能裝機(jī)14萬(wàn)千瓦）。對(duì)比2020年，裝機(jī)總量增加170萬(wàn)千瓦，規(guī)模以上企業(yè)發(fā)電量增加81.83億千瓦時(shí)，增量貢獻(xiàn)以水電（烏東德）投產(chǎn)為主。

從表1所示的近三年（2020-2022年）全社會(huì)用電量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，昆明市用電總量居全省16個(gè)州市之首，電力消費(fèi)保持正向增長(zhǎng)趨勢(shì)，近三年平均增長(zhǎng)率約為4.8%，其中2020年全市用電量在冶煉、化工、水泥、鐵路運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)及入冬后極端天氣的多重影響下，增長(zhǎng)率超過(guò)10%。從年消費(fèi)電量在全省用電總量中的占比數(shù)據(jù)分析，昆明市近三年的占比逐年降低，2022年占比約16.4%，相較2021年降低近1.6個(gè)百分點(diǎn)，結(jié)合全省近三年用電量年均增長(zhǎng)9.7%，可以看出昆明市對(duì)云南省用電量增幅的貢獻(xiàn)與其他州市存在較大差距。

表1 全省及典型州市近三年（2020-2022年）用電量統(tǒng)計(jì) （單位：億千瓦時(shí)）

昆明市現(xiàn)有用電結(jié)構(gòu)中，規(guī)模以上企業(yè)是電力消費(fèi)主力，一般工商業(yè)、服務(wù)業(yè)等其他領(lǐng)域的用電量逐年穩(wěn)步增長(zhǎng)，農(nóng)村用電基本維持穩(wěn)定。2019-2021年間，受新冠疫情、落后產(chǎn)能淘汰、工業(yè)企業(yè)有序用電等綜合因素影響，規(guī)模以上企業(yè)用電量下滑明顯，三年降幅超過(guò)10個(gè)百分點(diǎn)，詳見下圖1。2022年規(guī)模以上企業(yè)用電開始回升，206.78億千瓦時(shí)的用電總量接近2017年用電量水平。

圖1 昆明市近五年（2018-2022年）電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)

2 昆明市電力供應(yīng)存在的問(wèn)題分析

2.1 電源保障能力弱

昆明市電源保障能力弱主要體現(xiàn)為存量電源出力受外部因素影響明顯、增量電源種類受限且開發(fā)面臨諸多不確定性。昆明市存量電源中，水電出力取決于水系當(dāng)年來(lái)水情況，氣候環(huán)境多變引發(fā)的風(fēng)/光新能源出力預(yù)測(cè)難、控制難問(wèn)題突出，電煤供應(yīng)缺口大、長(zhǎng)期依賴外調(diào)使得火電維持電網(wǎng)安全“壓艙石”的作用面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)、火電企業(yè)生存艱難[1][2]。未來(lái)可開發(fā)增量電源中，在全省新建中小水電全面停止、已建成的中小水電站不再擴(kuò)容、小水電清理工作持續(xù)推進(jìn)的政策要求下昆明市轄區(qū)水電難有新增，火電在宏觀政策變化、煤炭供應(yīng)缺口、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性風(fēng)險(xiǎn)三重壓力下新指標(biāo)獲取難度巨大，燃?xì)獍l(fā)電應(yīng)用尚處于空白期，風(fēng)/光新能源開發(fā)成為全市短期實(shí)現(xiàn)電源規(guī)模擴(kuò)充的關(guān)鍵突破口，但受土地資源、生態(tài)保護(hù)與資源開發(fā)間平衡難度高、地方發(fā)展訴求與資源經(jīng)濟(jì)開發(fā)存在沖突、電網(wǎng)配套新能源接入的設(shè)施規(guī)劃與建設(shè)滯后、元件市場(chǎng)價(jià)格浮動(dòng)大等多維因素制約，企業(yè)投入積極性低、投產(chǎn)進(jìn)度緩慢。

2.2 電量自給能力不足

如圖2所示，從昆明市近五年全社會(huì)用電量數(shù)據(jù)和規(guī)模以上工業(yè)發(fā)電量數(shù)據(jù)可以看出，昆明市電力自給能力不足的問(wèn)題長(zhǎng)期存在，現(xiàn)階段主要依靠電網(wǎng)從市外調(diào)入達(dá)成供需平衡。盡管2020年以后，市轄區(qū)內(nèi)烏東德水電投產(chǎn)、風(fēng)/光新能源開發(fā)全面放開的利好推動(dòng)下，電力生產(chǎn)能力提升顯著，但截止2022年末仍存在20.87億千瓦時(shí)的電力供給缺口，缺口電量相當(dāng)于同年全市光伏發(fā)電總量的4.6倍。同時(shí)不同類型電源的發(fā)電量數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果顯示，五年間昆明市新增發(fā)電量以水為主，火電、風(fēng)/光新能源貢獻(xiàn)甚微，由于年降水時(shí)間、降水量對(duì)水電出力影響顯著，加劇全市電量自給能力的不確定性。

圖2 昆明市近五年（2018-2022 年）發(fā)/ 用電量統(tǒng)計(jì)（單位：億千瓦時(shí)）

2.3 新型電力系統(tǒng)建設(shè)亟須加快

按照《昆明市電力高質(zhì)量發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2023-2025年）》提出2025年全市電力裝機(jī)達(dá)到1600萬(wàn)千瓦，新能源發(fā)電裝機(jī)容量800萬(wàn)千瓦以上的目標(biāo)要求，未來(lái)幾年昆明市新能源裝機(jī)比例將大幅提升，電力系統(tǒng)出現(xiàn)電力供過(guò)于求（棄電）、供不應(yīng)求（限電）并存狀況的概率增加，一天內(nèi)即可能面臨棄電、限電狀態(tài)的多次轉(zhuǎn)換，且轉(zhuǎn)換周期急劇縮短，傳統(tǒng)“源隨荷動(dòng)”的調(diào)節(jié)模式難再適用，系統(tǒng)供需失配風(fēng)險(xiǎn)增大；其次增多的新能源擠占常規(guī)電源的開機(jī)空間，會(huì)引起電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、調(diào)頻調(diào)壓能力走低的問(wèn)題，電網(wǎng)發(fā)生大范圍、寬頻帶、連鎖性故障的風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)累積，電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性下降；最后新能源相比常規(guī)電源規(guī)模小、并網(wǎng)點(diǎn)分散、發(fā)電單元數(shù)量眾多，電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中需要控制處理的信號(hào)數(shù)量幾何倍增長(zhǎng)，電網(wǎng)運(yùn)行管理難度激增[3]。同時(shí)現(xiàn)階段昆明市電力基礎(chǔ)設(shè)施仍不夠完善，如電網(wǎng)中部分500千伏變電站在供電系統(tǒng)中的地位過(guò)于重要且供電壓力大，呈現(xiàn)重過(guò)載等突出問(wèn)題，220千伏變電容量雖能滿足下網(wǎng)負(fù)荷需求，但也存在局部變電站供電壓力大、容載比偏低情況；配網(wǎng)與主網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展不足的問(wèn)題依然存在，局部電網(wǎng)與生產(chǎn)力布局匹配度低、部分新增產(chǎn)業(yè)布局在現(xiàn)有電網(wǎng)盲端或末梢，缺少電源支撐和變電容量，難以滿足產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型帶來(lái)的安全穩(wěn)定電力供應(yīng)要求；同時(shí)昆明市農(nóng)網(wǎng)供電能力和供電可靠性與鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略及新型城鎮(zhèn)化發(fā)展需求匹配度低。因此，新型電力系統(tǒng)的建設(shè)是決定未來(lái)三年乃至更長(zhǎng)一段時(shí)期昆明市電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

3 昆明市電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)策及建議

穩(wěn)定、可靠、安全的電力供應(yīng)是昆明市建設(shè)區(qū)域性國(guó)際能源樞紐、打造區(qū)域性國(guó)際中心城市的核心要素，是全市構(gòu)建“8+N”產(chǎn)業(yè)鏈、打造現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)集群的關(guān)鍵支撐，結(jié)合當(dāng)前電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際，提出如下對(duì)策建議。

3.1 緊抓新能源開發(fā)契機(jī)，擴(kuò)充電源裝機(jī)規(guī)模

在全省“十四五”全面放開新能源開發(fā)的大環(huán)境中，搶抓發(fā)展機(jī)遇，全面排查轄區(qū)風(fēng)/光新能源指標(biāo)規(guī)模，有序推動(dòng)風(fēng)光新能源開發(fā)進(jìn)程，結(jié)合電力需求變化滾動(dòng)優(yōu)化風(fēng)電/光伏項(xiàng)目的開發(fā)建設(shè)時(shí)序和發(fā)展節(jié)奏，落實(shí)可利用土地資源、配套基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)敏感性等情況，做實(shí)做優(yōu)資源開發(fā)前期論證工作，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)地方發(fā)展與資源開發(fā)關(guān)系，優(yōu)化資源開發(fā)審批流程，提振企業(yè)投資信心，堅(jiān)持就近消納原則，通過(guò)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化模式統(tǒng)籌推動(dòng)新能源與高載能產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展，合理引導(dǎo)新能源項(xiàng)目布局與高載能產(chǎn)業(yè)布局相匹配，持續(xù)做大轄區(qū)新能源電源規(guī)模，助推2025年全市新能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到800萬(wàn)千瓦以上的目標(biāo)達(dá)成。同時(shí)依托新能源電源建設(shè)，積極推動(dòng)轄區(qū)內(nèi)抽水蓄能電站建設(shè)，實(shí)現(xiàn)抽水蓄能與新能源的融合協(xié)調(diào)發(fā)展[4]。此外，昆明市應(yīng)緊抓中緬天然氣管道過(guò)境優(yōu)勢(shì)，結(jié)合自身產(chǎn)業(yè)集中、用能需求種類多、用電負(fù)荷需求大的特點(diǎn)，超前布局燃?xì)獍l(fā)電項(xiàng)目。

3.2 充分挖掘存量電源潛力，提升電量產(chǎn)出效率

協(xié)調(diào)烏東德大型水電基地更多電量留用昆明，積極爭(zhēng)取金沙江下游“風(fēng)光水儲(chǔ)一體化”基地建設(shè)指標(biāo)，同時(shí)加強(qiáng)中小水電運(yùn)行的精細(xì)化管理，提升發(fā)電效率；加快推動(dòng)市內(nèi)兩座燃煤電站煤電機(jī)組靈活性改造，壓減煤電最小技術(shù)出力，增強(qiáng)煤電機(jī)組托底保障及調(diào)峰備用作用，同步加快推進(jìn)昆明尋甸先鋒露天煤礦盡早完成擴(kuò)產(chǎn)投運(yùn)，強(qiáng)化昆明地區(qū)電煤供應(yīng)保障能力；圍繞轄區(qū)在運(yùn)行的5座垃圾發(fā)電廠，依托新技術(shù)、新模式提升其資源化利用水平，論證擴(kuò)充裝機(jī)容量、農(nóng)/林業(yè)有機(jī)廢棄物等生物質(zhì)投入發(fā)電的可行性，充分釋放生物質(zhì)用于電能生產(chǎn)的潛能。

3.3 加快新型電力系統(tǒng)建設(shè)，強(qiáng)化電力供給能力

電源端在持續(xù)做大裝機(jī)規(guī)模、提升發(fā)電效率的同時(shí)，加強(qiáng)各類型電源之間協(xié)同運(yùn)行能力建設(shè)，充分挖掘現(xiàn)有電源及電力系統(tǒng)的靈活性調(diào)節(jié)能力，以“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化和多能互補(bǔ)模式規(guī)劃新建電源項(xiàng)目，依托關(guān)鍵技術(shù)突破和體制機(jī)制創(chuàng)新，打造源網(wǎng)荷儲(chǔ)高度協(xié)同融合、響應(yīng)及時(shí)高效、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)友好型綠色電站，支撐電力系統(tǒng)主體電源實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)電源向新能源轉(zhuǎn)變。

電網(wǎng)端不斷強(qiáng)化骨干主網(wǎng)架，加快變電站、輸配電線路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以提升供電可靠性、靈活性、自主性為目標(biāo)，在最大程度保障電網(wǎng)規(guī)劃與生產(chǎn)力布局在時(shí)間、空間上精準(zhǔn)匹配的原則下，推動(dòng)配電網(wǎng)向數(shù)字化、智能化、開放化的方向轉(zhuǎn)變。同時(shí)，依照國(guó)家鼓勵(lì)新能源就近消納的政策，圍繞新能源聚集的地區(qū)，因地制宜建設(shè)智能微電網(wǎng)，降低大規(guī)模長(zhǎng)距離輸電損耗及設(shè)施成本投入，提高地區(qū)能源傳輸與配置效率，同步推動(dòng)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)兼容并蓄，優(yōu)化大電網(wǎng)資源配置能力。

儲(chǔ)能方面聚焦抽水蓄能、電化學(xué)儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能技術(shù)，結(jié)合云南“十四五”新能源消納形勢(shì)，充分論證轄區(qū)內(nèi)抽水蓄能電站建設(shè)的可行性，盡快促成項(xiàng)目啟動(dòng)建設(shè)，同時(shí)落實(shí)增量新能源配置10%以上電化學(xué)儲(chǔ)能的政策，儲(chǔ)能能力的提升結(jié)合靈活性改造后的煤電聯(lián)合運(yùn)行，可大幅提升新能源利用率，同步為系統(tǒng)提供頂峰容量，保障電力供需平衡[5]。

電力系統(tǒng)運(yùn)行方面，鼓勵(lì)電網(wǎng)公司積極鏈接“大、云、物、移、智、鏈”等新興信息技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)源端“全面可觀、精確可測(cè)、高度可控”，網(wǎng)側(cè)“超強(qiáng)感知、智慧決策、快速執(zhí)行”，負(fù)荷端“資源聚合、精細(xì)調(diào)控、動(dòng)態(tài)響應(yīng)”，儲(chǔ)能環(huán)節(jié)“高度感知、雙向互動(dòng)、智能高效”為目標(biāo)，促成系統(tǒng)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”各環(huán)節(jié)逐步融合協(xié)調(diào)，充分挖掘電力大數(shù)據(jù)的價(jià)值潛力，加強(qiáng)透過(guò)數(shù)據(jù)關(guān)系發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律、感知潛在風(fēng)險(xiǎn)的能力建設(shè)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和資源大范圍優(yōu)化配置。