【电网发展前瞻】发展理念系列文章（二）：“十四五”电力规划应以解决“三大矛盾”为落脚点
编者按：国网能源院电网发展综合研究所主要聚焦于电网发展规划与投资政策、智能电网政策与效益、电网精准投资策略、电网投资效益评价与项目后评价等领域，从理论方法、政策机制、发展规划等方面开展研究，实现从理论研究到落地应用的贯通。本专栏将围绕电网发展规划关键问题，从理论研究、政策解读、理念探讨和典型实践等方面展开，结合相关成果和研究思考与读者进行交流分享。
文章导读：2020年是全面布局“十四五”规划的关键之年，回望“十三五”电力发展，在取得瞩目成就的同时，仍然要重视发展不协调、不充分带来的问题。在需求总体放缓、新能源比例不断上升、负荷形式多样的新形势下，新能源电源和传统电源的矛盾，电网与电源发展不协调的矛盾，电网经济性与负荷多样化的矛盾，是制约着电力高质量发展的三大主要矛盾。面向未来，能源结构转型的需求更加迫切，在支撑国家战略，服务人民生产生活的要求下，需要以解决三大矛盾为落脚点，在“十四五”电力规划中从顶层设计、市场化转型，加快源网荷融合三个方面，完善电力规划发展机制，提升资源配置能力，加强电力资源综合利用，实现电力行业高质量发展。
发展理念系列文章（二）：
“十四五”电力规划应以解决
“三大矛盾”为落脚点
执笔人：朱瑞、代贤忠、靳晓凌
国网能源院
电网发展综合研究所
2020年是全面布局“十四五”规划的关键之年，也是外部环境急剧变化，内部改革压力增大的一年。为保障能源安全不受威胁，对能源结构转型的需求比以往任何时候都要迫切。随着电力占终端能源消费比重的不断增加，实现兼顾经济、安全、清洁三大约束的电力高质量发展对能源结构转型越来越重要。在需求总体放缓、新能源比例不断上升、负荷形式多样的新形势下，新能源电源和传统电源的矛盾，电网与电源发展不协调的矛盾，电网经济性与负荷多样化的矛盾，是制约着电力高质量发展的主要矛盾，需要在“十四五”期间得到重视并予以解决。本文首先分析了现阶段电力行业发展现状，以造成三大矛盾的主要原因为切入点展开分析，并提出“十四五”电力规划应以解决三大矛盾为落脚点，并提出相关建议，以期为实现“十四五”科学的电力规划提供参考。
一、电力发展成果与趋势
在过去，随着经济增长的带动，电力行业迅速发展。从物理形态上看，电源更加清洁，电网区域主网架趋于完善，负荷的形式也更加多元。新能源装机容量、发电量占比不断提高。十一条直流特高压形成七大直流群，华东特高压交流合环运行，华北特高压交流骨干网架基本形成，送、受端结构日益清晰。随着大气污染防治和乡村振兴等国家战略实施，随机性较大的电动车负荷，季节性极强的乡村负荷，越来越多的接入电网。从市场建设来看，新能源发电成本大幅下降，交易机构进一步独立规范运行，辅助服务和需求响应机制日益完善。我国陆上风电和光伏发电的平均度电成本10年内下降了90%。电网企业也将降低电力交易机构持股比例至50%以下。电力辅助服务市场机制已在东北、华北、华东等14个地区建立，随着储能、电动汽车、分布式新能源为代表的负荷侧新型能源设施发展，负荷参与辅助服务市场建设未来可期。
电力快速发展的同时，挑战也在逐步增加。随着能源安全形势更加严峻，清洁能源替代的需求不断增加，能源需求整体下滑下。新能源发电的快速发展给火力发电转型带来巨大压力；随着新能源的大量渗透，电网的安全性和经济性也受到了挑战；与此同时，负荷的种类更加丰富，个性化需求不断增加，提高了对电网的需求。一方面是投资能力的下降，另一方面是结构性问题的突出，过去的粗放式的规划方式，必然难以满足“十四五”电力发展的需求，需要以问题为导向，以解决传统电源与新能源、电网与电源、电网与负荷三大矛盾为落脚点。
二、三大矛盾的形成
1. 新能源发展过快，火电转型激励机制不足，受到非市场因素干预过多是新能源和火电发展矛盾加剧的主要原因。地方政府看重电力投资对经济的拉动作用，加之对中央政策理解不足，使新能源建设存在多重政府补贴，发展远超规划，与电网和传统电源存在不协调、不匹配。新能源电源出力特性和运行特性使其对火电机组存在天然的依赖，但新能源过快的发展，存量巨大的火电面临着巨大的转型压力，而辅助服务市场规模小，限制了火电灵活性改造，加之需求总体放缓，在促进新能源消纳的压力下，火电利用小时数持续下降，缺乏合理渠道疏解火电过剩产能，加剧了矛盾。
2. 高比例新能源渗透使电网稳定运行的裕度变窄，安全风险增大，新能源送出通道经济性变差，是加深电源与电网之间矛盾主要原因。面对能源转型的压力，电力替代和清洁能源替代必将持续发展，新能源发电比例进一步提高的趋势不会改变，和电网发展的矛盾也随之加大。首先在安全性方面，新能源场站低惯量特征和电力电子化的特征，使系统稳定性下降，在故障时表现出强非线性，增加保护装置不正确动作的可能，使电网的安全风险变大。在经济性方面，规划阶段电网与电源组成的系统缺乏对电源布点，网络损耗的整体经济性评估和迭代优化，且光伏波动性，风电反调峰问题，使新能源自身利用小时数较低，导致输电通道整体利用小时数偏低，经济性变差。
3. 城镇化和乡村振兴战略实施使负荷尖峰加剧，给电网的经济性发展来了挑战，造成了电网发展和负荷增长的矛盾。随着城镇化的加速、“新基建”的兴起，充电桩负荷快速增加，其表现出峰值高、集群性和随机性的特点，给电网的电力平衡带来巨大挑战。随着乡村振兴的战略实施，机井通电、煤改电项目大量实施使乡村电气设施数量猛增，伴随农村生产、生活特点，负荷季节性变化特征突出，农忙季节、春节月份负荷峰值大，持续时间短，其他时段负荷非常低，现有设施难以满足季节性负荷尖峰的需求，增大投资后，设备利用率又难以提高。
面向未来，能源结构转型的需求更加迫切，新能源的发展和新兴负荷带来的矛盾将在“十四五”期间表现得更加突出。在国家战略和企业经营的双重要求下，电力行业需要进一步提升企业投资收益能力，协调源网荷的发展。规划是发展的龙头，完成这项工作就需求要在“十四五”电力规划中从顶层设计、市场建设，加快源网荷融合发展方面，以解决三大矛盾为落脚点，实现电力高质量发展。
三、相关建议
一是发挥制度优势优化顶层设计，完善电力规划发展机制，加强监管，减少对市场不合理干预。在能源转型压力下，能源行业存量风险加大，要减少盲目投资。在顶层设计方面，加强从经济性、安全性、可靠性的全方位的电网与电源同一层面的统筹规划，加强发电企业和电网企业相互之间的信息共享，迭代式优化，一体化发展。在发展过程中，要转变经济发展思路，不以GDP为唯一指标，需追踪项目中远期投资效益，压实地方政府监管责任，重视规划在发展中的龙头地位，建立按照规划进行项目审批的机制，依法依规监管，严防对市场的人为操纵和恶意竞争。
二是建立市场化思维，完善市场化建设，增强电力资源配置作用。解决源网和网荷之间的矛盾，核心是要实现电力资源的优化配置，不能单纯依靠加大电网投资扩大通道容量，要利用市场的手段实现按需分配。在火电机组转型方面，需进一步还原电力商品属性，扩大市场交易规模，按照对调峰电源的需求建立权重，分摊成本，促进火电机组从电量型向电力型转化，解决煤电去产能下发电企业发展困境。在电力资源调配方面，一方面，完善跨区域电力交易市场，充分利用电网的跨区域资源调配能力，实现分布式电源与跨区域输电的互济，另一方面，应该加快负荷参与辅助服务市场的建设，调节电动车、乡村季节性负荷同电网的矛盾，提升电网资源的利用效率。
三是加快源网荷储的融合发展，提升电力资源的综合利用，实现经济、安全的清洁能源替代。我国灵活性电源不足6%，远低于欧美发达国家。灵活性电源建设和用户资源的整合开发，是解决清洁能源替代、负荷波动性同电网发展矛盾的主要手段。在良好市场机制基础上，一方面，需加强抽水蓄能、调频风电机组、储能电源建设，发挥火电为主的灵活性型电源的灵活性替代，提升电源与电网的融合，增强电网的资源调配能力。另一方面，要提升对负荷侧资源整合和利用力度，完善柔性配电网技术，实现潮流的灵活控制，发挥需求侧管理、分布式新能源，以及V2G（车网互动技术）技术的利用，促进负荷侧资源的整合，实现电网与负荷的融合发展，增加电网可调配资源。
专家介绍
朱瑞，电气工程博士，国网能源院电网发展综合研究所研究员。长期从事电力系统保护控制发展与能源互联网下电网形态发展研究，以及智能电网、能源互联网领域的研究咨询工作。发表SCI期刊文章3篇，国内EI及中文核心期刊论文6篇，IEEE PES年度会议论文2篇，获得授权发明专利7项。
代贤忠，电气工程博士，高级工程师，国网能源院智能电网研究室主任。长期从事智能电网、能源互联网、电动汽车服务等领域的研究咨询工作，承担20余项国家电网公司科技项目、管理咨询项目等课题研究，多次获得国家电网公司软科学成果奖、国网能源研究院有限公司科技进步奖。参与编著多部国内外电网发展分析报告，发表EI、中文核心期刊文章20余篇，获得授权发明专利3项，软件著作权4项。
靳晓凌，博士，高级工程师（教授级），国家注册咨询工程师，国网能源院电网发展与管理决策支撑研究领域高级专家。多年从事电网发展战略与规划、电网及重大工程评价、智能电网、能源互联网、电网安全评价与风险管控等方面的研究。发表EI收录文章20余篇，参编《智能电网技术》、《智能电力》等专著9部，获国家能源局软科学研究优秀成果奖二等奖，国家电网公司科学技术进步奖8项，国家电网公司管理咨询优秀成果奖7项。
团队简介：电网发展综合研究所（简称电网所）是国网能源院内设业务所，成立于2009年10月，目前拥有员工18人，平均年龄34岁，博士11人，副高级职称以上10人，是一个朝气蓬勃、开拓创新的宽口径、复合型研究团队。
电网所下设电网综合业务、智能电网两个研究室，自成立以来，以电网发展、电网安全、电网运营等研究咨询为核心，为政府政策制定和能源电力行业发展提供决策咨询服务。发扬“踏实肯干、勇于担当、开拓创新”的“勤劳、担当、创新”精神，深耕细作，精益求精，不断提高科研能力和质量，不断涌现思想火花和智库成果。累计承担近400项研究项目，其中，政府委托项目21项，国家电网公司科技项目97项、管理咨询项目36项、专项研究项目54项，其他省级电力公司和社会企业机构委托项目170余项。获得中国电力科学技术奖2项，国家能源局软科学研究优秀成果奖3项，中电联中国电力创新奖3项，国家电网公司科技进步奖15项，国家电网公司软科学优秀成果奖10项。依托研究成果形成100余篇内参专报，相关建议被政府部门、国家电网公司采纳，纳入相关政策文件、标准规范、会议材料和决策依据等。挂牌“国家电网公司劳模创新工作室”，获得“国网能源院先进集体”“国网能源院课题攻关党员先锋团队”“国网能源院先进党支部”“课题攻关党员创新团队”等荣誉称号。
2020年初，以“四个革命，一个合作”能源安全新战略为指引，聚焦新时代如何发展新电网，电网所集思广益，提出“三二一”研究体系，即三大功能定位、两轮创新驱动、一个国际视野，形成六大研究方向，分别是电网发展规划战略、电网安全应急保障、电网运营服务升级、电网治理能力提升、电网技术创新发展、电网发展国际比较，并成立六个柔性研究团队，围绕六大研究方向开展基础能力建设和研究咨询工作。
往期回顾
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编辑：杨彪
审核：蒋东方
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