数字储能网讯:国家电网公司经营区的西南川渝藏区域与西北陕甘青宁新区域,在地理上南北紧邻,一直以来在能源资源禀赋与负荷特性上呈现高度的互补特性。推动两大区域间的深度能源互济,实现南北互济、东西相应、江河共济、风光同享,在未来一段时间将是区域能源协作的重要方式、各大区域的能源互保共赢之路。西南与西北区域的能源跨区域时空互济,绝非简单的“余缺调剂”,而是国家层面优化能源战略布局的深度协同。它将发挥保障能源安全、促进“双碳”目标、驱动区域发展的多重作用。
南北互补、水火互济有坚实基底
长期以来,西南与西北区域共同构成了中国清洁能源资源最富集的“西翼”,但二者的资源结构和出力特性存在显著差异,为互济提供了天然的物理基础。
历史上,为了实现“水火互济”,我国在2009年就建成了±500千伏的德宝直流。德宝直流投产后的前10年,在丰水期将四川的富余水电送到西北消纳,在冬季枯水期又将西北供暖产生的火电强制出力和富余火电送到川渝保障电力供应,产生了巨大的经济效益。近年来,随着川渝负荷中心能源需求爆发式增长,德宝直流已经从季度翻转运用转变为枯期长期送电川渝、丰期日内翻转的运用方式,承担了更多的保供责任。
西南区域丰富的水力资源是其核心优势。但是,西南区域能源体系面临两大挑战:一是显著的季节性丰枯矛盾,即水电在夏秋季丰沛,冬季枯水期出力锐减,与冬季采暖负荷高峰形成冲突;二是调节能力与送出瓶颈。
西北区域拥有规模庞大的先进煤电机组,同时也是我国沙戈荒“风光”新能源的“主战场”,但是清洁低碳的灵活调节资源短缺,已成为当前西北地区风光电力消纳的核心瓶颈。
通过资源禀赋分析可以发现,西南、西北在清洁能源和调节能力的时域分布、空间分布上都存在较强的互补性,可以实现两个主要电源区域的功能互补。
一是时间互补。西北光伏的白天出力高峰,可有效补充西南午间用电负荷;西北风电的夜间较强出力,可在一定程度上匹配部分基础负荷。更重要的是,西南水电的冬季枯水期,正是西北风电的大发季节,同时西北火电可提供稳定电力,形成强有力的“雪中送炭”效应。
二是空间互补。川渝地区是巨大的负荷中心,西藏是待开发的清洁能源宝库,西北则是兼具大规模新能源与稳定调节能力的“能源综合体”。三者结合,可实现“源荷储”在更大空间尺度上的优化匹配。
三是功能互补。西北的稳定火电和储能,可为西南地区提供重要的电量支撑,增强整个西南电网的韧性,保障其安全。相反,西南地区的水电调节资源,也可以在西北新能源短时出力不足时对其进行灵活电力补充。
形势催生的必然选择
当前,两大区域的能源发展均进入新阶段,内部需求与外部压力共同呼唤更紧密的跨区互济。
西南区域面临持续增长的用电缺口。预计到2030年,仅川渝地区的电量缺口可能超过500亿千瓦时。尽管有“藏电外送”和四川水电的规划,但其自身调节能力有限,且受气候变化加剧、输电走廊有限和高原高海拔大高差等影响,“远水难解近渴”与“靠天吃饭”的困境并存。重庆作为典型受端城市,对外来电力的依赖度将长期保持高位。
西北区域则面临新能源消纳与高质量发展的双重挑战。尽管通过十余回特高压直流通道已实现大规模外送,但在本地负荷增长有限的情况下,仍需寻求更大范围、更灵活的市场来消纳其不断增长的风光电力,以保障新能源产业健康持续发展。
两大区域的互济需求是双向且迫切的:
从跨省区送电满足负荷需求的角度看,对西南而言,需要引入西北的稳定电力(尤其是火电)来填补枯期缺口、增强电网韧性,并导入西北的平价新能源以优化自身能源结构。对西北而言,需要川渝这一稳定的、规模巨大的增量市场,来为自身新能源的可持续发展提供长期、可靠的消纳空间,将资源优势转化为长期经济优势。
2025年,西北向西南送电的哈密—重庆±800千伏特高压直流工程(以下简称“坤渝直流”)实现投产。这条特高压直流线路一经投产就显现了巨大的送电效益,投产即实现满负荷送电,将新疆哈密的风光新能源和配套煤电源源不断地送到重庆,保证了重庆乃至川渝地区的负荷增长需求,也提高了新疆乃至西北地区的风光新能源消纳水平。目前正在开展南疆塔克拉玛干沙漠送川渝(以下简称“疆电入川渝”)和甘肃巴丹吉林沙漠送电四川(以下简称“陇电入川”)的前期工作,预计在“十五五”期间可以建成投产,将形成西北向西南更大送电能力,有效保障成渝地区双城经济圈发展的能源需求。
从调节能力互补的角度来看,在西南地区,丰期始终存在一定程度的弃水,而平枯期水电仍有较强的调节能力。特别是成渝负荷中心的盆周山区、川东平行岭谷的地理构造为抽水蓄能电站开发提供了良好的基础,能进一步提高调节能力。对于西北区域而言,即使有类似高差的地形,水资源的匮乏也会使抽水蓄能电站建设受到制约,系统调节能力不足,需要西南地区予以支援。
以“工程+机制”驱动协同互济新格局
将潜力转化为现实,需要依托关键工程、技术创新与机制突破,构建双向奔赴的“能源路网”,为全国统一电力市场建设提供更好的物理基础和体制机制试点。
——电网的互联互通是实现大规模时空互济的“物理基石”。坤渝直流工程的投运,标志着西南西北联网互济进入新阶段。未来潜力在于:
一是新增特高压直流输电通道。目前已经纳入规划,正在开展前期工作的有陇电入川和疆电入川渝两个特高压直流工程。这两项工程将使得西北向西南的送电能力提高两倍,对川渝负荷中心“十五五”时期电力保供至关重要。
二是构建区域间灵活互济背靠背通道。特高压直流和背靠背工程之间既有共同点,又有不同点。两者之间不是非此即彼的关系,而是互相补位的关系。在加强基地化开发、特高压直流输送的同时,应着力强化西北与西南电网间的背靠背灵活互济联系。目前国网西南分部已经推动陕渝两省市共同提出了陕渝背靠背灵活互济工程,后续还将深入研究川甘、川陕等背靠背灵活互济工程,在西南、西北电网的毗邻区域,依托于各自区域的750千伏和1000千伏/500千伏交流网架,实现更加灵活的互联互通。
——硬件联通需要匹配灵活的“软件”。灵活有效的市场机制是大规模灵活互济的系统性体制机制保障。
一要夯实中长期交易市场基础。对于已建、在建和未来规划的特高压直流输电通道,要确保中长期交易合同互利共赢能签订、保量保价保曲线可执行,稳定送受双方市场预期。
二要建立跨区域背靠背工程容量电价机制。建议建立跨区域背靠背工程容量电价机制,在两个区域中分担投资成本,从根本上消除灵活互济工程的电量依赖性。
三要拓展跨区域电力现货市场。在现有中长期交易基础上,大力拓展跨区域现货市场,让电价信号引导电力在东西南北区域之间、季节丰枯之间、昼夜峰谷之间高效流动,实现更有效的资源优化配置。
四要创新区域间交易品种。研究推进区域间“丰枯互济协议”“峰谷互济协议”“调峰辅助服务交易”等新品种。探索西北电力通过西南的调峰能力优化后,利用现有川电东送直流通道送电华东华中的制度性安排,或者川渝富余水电通过西北电网打捆西北本地风光火电源,借道西北外送电通道送华北华中的制度性安排等交易机制。
(作者系国网西南分部发展部主任。编辑:王伟)


