“十四五”云南電力供需形勢分析

鄭超銘，游廣增，陳姝敏

（云南電網有限責任公司電網規劃建設研究中心，云南 昆明 650011）

0 前言

“十四五”時期是我國開啟全面建設社會主義現代化國家新征程、向第二個百年奮斗目標進軍的第一個五年，同時也是碳達峰[1-3]與新型電力系統[4-6]建設的關鍵期、窗口期。

電力是經濟建設的先行官，也是國民經濟的重要支柱產業[7-8]。經濟快速增長是電力需求增長的內在動力，而提供安全可靠的電力供應、保障電力供需平衡成為經濟平穩健康發展的基礎和前提[9-10]。

云南致力于打造國家級新型電力系統先行示范區，綠色能源資源基礎條件扎實，新能源資源開發潛力位居全國前列，風光新能源技術可開發規模合計約1.85億千瓦[11]。相比“十三五”電力整體盈余的局面[12]，“十四五”期間電解鋁、電解硅等高載能產業用電持續增長，而無新增大型電源，云南電力供需逐步偏緊。本文根據“十四五”云南負荷發展與電源規劃情況，對“十四五”云南不同負荷發展與電源建設場景進行電力供需形勢分析，并結合平衡計算結果提出相關建議，為“十四五”云南電力發展規劃提供一定參考。

1 “十四五”云南負荷發展情況

1.1 省內負荷發展預測

“十三五”期間，受電解鋁、電解硅高載能產業用電需求驅動，云南全社會用電量保持較快增長態勢，年均用電量增速7.1%，最大用電負荷增速6.1%。2020年，省內用電量達2026億千瓦時，最大用電負荷達3230萬千瓦。

“十四五”期間，云南將進一步聚焦產業鏈延伸，建設以電解鋁、電解硅為重點的先進制造業集群，推動綠色能源和綠色制造產業鏈深度融合與高端躍升，服務云南從“發電送電”大省向“發電用電”大省轉變。

根據《南方電網“十四五”輸電網規劃系統設計》[13]預測，負荷高方案與基礎方案下2025年云南省內用電量分別達3400/3000億千瓦時，最大負荷分別達5400/4900萬千瓦。基礎方案下“十四五”云南省內負荷預測結果見表1所示：

表1 基礎方案下“十四五”云南省內負荷預測結果

1.2 云電外送規劃情況

“十四五”期間，隨著“直流800萬千瓦”全部投產后，云南已建成“十直”輸電通道，為貫徹國家西電東送發展戰略和保障兩廣能源安全提供強有力支撐。

根據《“十四五”云電送粵框架協議》和《“十四五”云電送桂框架協議》要求，“十四五”云南西電東送年送協議電量1452億千瓦時，協議最大電力3450萬千瓦。“十四五”云南西電東送協議電量明細如表2所示。

表2 “十四五”云南西電東送協議電量明細

此外，考慮“十四五”云南送電越南等周邊國家合計年送電量33億千瓦時。

2 “十四五”云南電源規劃情況

“十四五”期間，為推動國家“雙碳”戰略目標高質量發展，加快以新能源為主體的新型電力系統建設，云南將重點圍繞以風光為主的新能源發展建設，進一步促進新能源電量跨區域消納。

根據《南方電網“十四五”輸電網規劃系統設計》統計，“十四五”云南較明確新增電源合計3225萬千瓦，其中含水電540萬千瓦、煤電480萬千瓦、新能源2205萬千瓦（風電893萬千瓦、光伏1312萬千瓦），另外退役煤電160萬千瓦。“十四五”云南電源規劃裝機明細如表3所示。

表3 “十四五”云南電源規劃裝機明細 萬千瓦

此外，“十四五”期間，云南規劃新增新能源規模除較明確的2205萬千瓦外，還將規劃新增2800萬千瓦新能源，計劃至2024年實現新增投產5000萬千瓦新能源。

3 電力平衡計算原則

進行電力供需形勢分析時，采用的電力平衡計算原則不同，電力平衡的計算結論也不同。對于以水電為主的云南電力系統，計算原則中對水電參與平衡的方式處理對計算結果至關重要；此外，隨著新能源大規模投產建設，新能源裝機占比和出力占比不斷提升，計算原則中對新能源參與平衡的方式處理對計算結果影響顯著。

目前，國內使用度較高的電力平衡計算軟件為華中科技大學研發的HUST_ProS仿真軟件，其能夠對水電和新能源有較好的模擬處理，并且支持8760小時級仿真計算。本文結合云南電力系統實際，依托HUST_ProS仿真軟件，在此基礎上設置電力平衡計算原則如下：

①備用：負荷備用、事故旋轉備用、事故停機備用分別取省內最大負荷的3%、4%、5%，事故備用不小于系統最大單機容量；

②檢修：干流水電按枯期1個月檢修1臺機組考慮，單機60萬及100萬千瓦火電按50天檢修時間考慮，單機30萬及35萬千瓦火電按40天檢修時間考慮；

③水電：“十三五”投產的干流水電出力特性按多年平均參與平衡，新投產的水電按設計水文年出力特性參與平衡；

④新能源：風電、光伏出力特性分別按多年平均參與平衡；

⑤西電東送曲線：西電東送曲線按協議要求繪制送電曲線參與平衡。

4 “十四五”云南電力供需形勢

基于上述負荷電源邊界條件及電力平衡計算原則，采用HUST_ProS仿真軟件計算不同水文年與負荷場景下電力電量平衡結果，以此分析“十四五”云南電力供需形勢。

4.1 負荷基礎方案

考慮“十四五”省內負荷采用基礎方案，新增新能源規模按2205萬千瓦考慮，則不同水文年下“十四五”逐年電力電量平衡結果可知：

平水年下，“十四五”云南最大電力缺口達570萬千瓦，逐年最大電力缺口均出現在汛枯交替的11月晚間大方式時段，原因主要為水電豐枯期出力懸殊較大，枯期水電由于水頭較低導致出力較小，而此時段為省內負荷全年最高峰，電力缺口持續時間較短，建議結合需求側響應錯峰用電；此外，“十四五”逐年電量平衡。

枯水年下，“十四五”云南最大電力缺口達1200萬千瓦，逐年最大電力缺口均出現在汛枯交替的11月晚間大方式時段，原因主要為枯水年水電由于缺電量導致的缺電力問題凸顯，水電由于來水驟減導致出力較小，而此時段為省內負荷全年最高峰；此外，火電利用小時控制在5000小時以內，“十四五”云南最大電量不足達340億千瓦時。

4.2 負荷高方案

考慮“十四五”省內負荷采用高方案，新增新能源規模按5000萬千瓦考慮，則不同水文年下2025年電力電量平衡結果可知：平水年下，2025年云南最大電力缺口達520萬千瓦，電量基本平衡；枯水年下，2025年云南最大電力缺口達1130萬千瓦，火電利用小時控制在5000小時以內，電量不足達190億千瓦時。

此外，考慮“十四五”云南新增5000萬千瓦新能源配置10%的儲能，平水年下2025年云南豐期電力基本平衡，全年棄電量可減少30億千瓦時，火電利用小時可減少170小時，折合原煤節約燃煤210萬噸，減少二氧化碳排放量370萬噸。

綜上，對于以水電為主的云南電力系統，電力供應受來水豐枯影響顯著，枯水年下電力電量雙缺問題更為突出；此外，新能源作為“十四五”云南增量主體電源，大規模新能源發展可以增加電量效益，然而因其有效裝機不足無法提供可靠的電力支撐，“十四五”云南電力保供形勢依然嚴峻。

5 結束語

本文根據“十四五”云南負荷發展與電源規劃情況，開展了“十四五”云南不同負荷發展與電源建設場景下電力供需形勢分析，得出以下結論：

1）“十四五”負荷基礎方案下，新增新能源規模按2205萬千瓦考慮，平水年云南最大電力缺口達570萬千瓦，逐年電量平衡；枯水年云南最大電力缺口達1200萬千瓦，火電利用小時控制在5000小時以內，最大電量不足達340億千瓦時；

2）2025年負荷高方案下，新增新能源規模按5000萬千瓦考慮，平水年云南最大電力缺口達520萬千瓦，電量基本平衡；枯水年云南最大電力缺口達1130萬千瓦，火電利用小時控制在5000小時以內，最大電量不足達190億千瓦時。若新增5000萬千瓦新能源按10%配置儲能，云南豐期電力基本平衡，全年棄電量可減少30億千瓦時，火電利用小時可減少170小時，折合原煤節約燃煤210萬噸，減少二氧化碳排放量370萬噸；

3）“十四五”云南電力供需偏緊，需進一步落實規劃電源盡快投產，提高電煤供應能力，增加儲能配置規模，加強需求側響應研究以保障電力可靠供應；此外，大規模新能源發展下通過配置一定規模的儲能，可以提高新能源裝機效益和減少棄風棄光，促進新能源消納并減少電煤燃燒，推動“雙碳”目標更好發展。