今年上半年，國家電網公司貫徹習近平總書記關于“積極發展清潔能源，推動形成綠色發展方式和生活方式”的重要指示，落實國家關于解決清潔能源“三棄”問題的要求，積極促進清潔能源消納，服務新能源發展措施有力，解決“三棄”問題成效明顯。本文以西北電網為例，深入報道其通過開展風光水火聯合統一調度，促進清潔能源消納的有益探索。

新能源的發展擺在一個巨大的天平上。天平一端放著新能源裝機總量，另一端則是全國用電需求。“十二五”期間，新能源裝機快速增長，年均增長42.2%。而我國經濟進入新常態后，用電需求增長放緩，“十二五”期間全社會用電量的年均增速僅為6.3%。

用電市場無法支撐新能源裝機的快速增長，在新能源集中的“三北”地區，供大于求的矛盾更加突出。體量巨大的新能源像是一個沉重的負擔，也成為新能源消納難題的主因。重壓之下，電力調度控制手段的創新，為天平的另一端增添砝碼。

今年上半年，國家電網公司大力開展全網統一調度，加強可再生能源跨區現貨交易，挖掘電網調峰潛力，促進新能源大范圍配置和消納，經營區域分別消納風電、太陽能發電1302億千瓦時和483億千瓦時，同比增長21%和78%;棄風棄光電量同比下降18%，棄風棄光率下降6.9個百分點。半年里，公司服務新能源發展措施有力、解決“三棄”成效明顯，這些都在西北電網得到了印證。

面對消納難題，西北電網一直在探索出路。過去，新能源還未呈現井噴式發展，西北電網的電力調控的組織形式是先實現省內平衡，再由西北電網統一協同。然而，隨著新能源裝機不斷增加，西北各省省內平衡能力逐漸變弱，舊有調度模式無法滿足新能源大規模消納需求，只有在更大范圍內運用風光水火聯合統一調度手段，才能進一步優化能源資源配置，破解新能源消納困局。

上半年，西北新能源發電量528億千瓦時，同比增長39.1%;發電占比15.9%，同比提高3.1個百分點;棄電量155億千瓦時，同比降低17.3%;棄電率22.7%，同比減少10.4個百分點，新能源消納實現“雙升雙降”目標。

優先調度新能源

在青海海西蒙古族藏族自治州，柴達木盆地以北，新疆、青海、甘肅三省交界處，一個名叫魚卡的小鄉村，在地緣上與西北新能源消納息息相關。

魚卡西面集中了西北地區大部分新能源資源，哈密、酒泉千萬千瓦級風電基地均駐扎此地。由于我國能源資源逆向分布，且“十二五”以來用電需求增速趨于放緩，西北地區無法實現就地平衡，亟需外送滿足新能源消納。魚卡是西北新能源往東外送的必經之地，在魚卡北面，有天中、祁韶兩條特高壓直流線路。“擠”著上網的新能源電量匯聚魚卡、居高不下，使其成為緊張的電力搶奪環節，在整個西北電網是“兵家必爭之地”。因此，如果從魚卡東面畫一條弧線，穿過敦煌、莫高、酒泉、河西四地，將與魚卡組成一個巨大的扇形，這個扇形就是制約西北地區新能源消納的通道斷面，被電力專業人士稱為“四魚斷面”。

“斷面以東好比一個巨大的蓄水池，只有將西邊源源不斷的水安全送過來，我們才能利用風光水火統一調度，有序分配蓄水池里的存量水。”國網西北電力調控分中心主任張振宇說，現實情況是，天中直流年度計劃355億千瓦時，祁韶直流年度計劃65.9億千瓦時，全部由甘肅組織送出。而今年西北地區的新能源裝機預計將達8100萬千瓦。除了就地平衡和通過特高壓交流線路送往東部消納的電量，大多數新能源都依賴線路外送。

如何更大程度地發揮調度作用、促進新能源消納，是擺在電力調度面前的現實問題。當甘肅、新疆、青海三省同時要求外送新能源，如何解決擁堵難題?

“最好的辦法是將本省的‘風光’和外省的‘水火’放在一個籃子里，從點、線、面上統籌考慮，取長補短，探索最適合新能源輸送與消納的統一調度模式。”張振宇告訴記者，“點”上的辦法是主控制區置換。主控制區是指西北電網直接調管的優質大型火電和水電，置換的目的是將新能源大省的火電開機減至最低，為新能源發電做準備。當某省新能源不足時，利用主控制區發電補足新能源發電缺口，等該省新能源大發時再減少主控制區出力完成置換。截至7月26日，今年西北電網主控制區電量置換共計完成2108筆，增發新能源30.45億千瓦時。

從“線”上看，國網西北電力調控分中心利用西北各省省間差異，加大新能源外送力度和消納力度。以甘新通道互濟為例，甘肅、新疆新能源外送均受“四魚斷面”影響，當出現外送擁堵，優先輸送新能源大發省份的電量，兩省實現互濟交易，盡可能把通道送滿，提升聯網通道利用率。

“如果把外送通道比喻成高速公路，兩省新能源是等待排隊通行的兩支車隊，那調度就是交警。我們會讓車輛更多的隊伍先行，以最大程度地提升公路的利用率。”張振宇說，從前開展電力日前交易，一般是按照預測結果給各省提前分配外送指標。然而預測結果不可避免地存在一定誤差，導致通道利用率不高。實行甘新通道互濟后，通道利用效率大幅提升，有利于新能源消納。截至7月26日，今年甘新通道互濟累計完成248筆，增發新能源3.03億千瓦時。

如果從“面”上統籌考慮，必須通過統一調度保證現貨交易開展，在新能源外送擁堵時制定公平合理的通道分配規則——“新能源優先、自用優先、外送均攤”。新能源優先即保障新能源優先調度。自用優先指的是在“四魚斷面”外送電量中，省內新能源消納電量優先于跨省區新能源電量。外送均攤則是在保障自用優先的基礎上，各省外送電量平分通道富余容量。

月盈則虧，水滿則溢。國網西北電力調控分中心在中長期電力交易中留出了一定裕度，給日前和實時交易騰出空間，調整實時產生的出力變化，解決電網實時調度過程中的電力不平衡問題，平抑新能源的間歇性和波動性，最大程度地發揮電力調度的實時調整作用。

解決新能源消納問題，更根本的方式是加快外送通道建設，為新能源在全國范圍消納創造條件。針對西北地區新能源發電本地消納難、跨區送出難的困局，國家電網公司一直通過各種方式向有關部門溝通匯報，爭取盡早核準特高壓外送電力通道。如今，河西第二通道工程正在加快規劃與建設。如果國家有關部門能意識到新能源電源、電網工程協調發展的重要性、緊迫性，超前核準電力外送通道項目，從規劃層面解決斷面受限問題，才能真正保障新能源充分消納，推動風光水火聯合統一調度發揮更大作用。

補上調峰這塊短板

承擔“一次能源可儲、二次能源可控”的調峰作用，是火電被賦予的第二屬性。在西北地區，比例較高的熱電聯產機組承擔了調峰的主要責任，用以應對負荷峰谷差變化，提高新能源消納比重。但在棄風棄光現象頻發的冬季供暖期間，熱電聯產機組調峰能力變弱，新能源消納難上加難。

供熱管理亂象從源頭上壓減了調峰空間。記者在調查中發現，過去，西北地區熱電聯產機組沒有明確的調峰依據，各地供熱面積迥異，針對供熱需求熱電聯產機組和管理部門往往各執一詞，很難有統一標準，經常出現熱電聯產機組規避調峰責任的情況，供熱管理亟待規范。

為此，國網西北電力調控分中心促請政府有關部門推動開展陜西、甘肅火電(熱電)最小開機方式及調峰能力核查工作，通過核查壓減熱電聯產機組水分，給出調峰的明確依據。西北能源監管局市場監管處副處長呂銳介紹，西北能源監管局已經組織實施了寧夏熱電聯產機組調峰能力核查工作，正在組織開展陜西熱電聯產機組調峰能力核查。

“2016年秋季，西北能源監管局、寧夏自治區經信委聯合印發《寧夏電網熱電聯產機組發電調峰能力核定管理辦法(試行)》后，寧夏的熱電聯產機組已根據核定要求完成一個采暖季的安全穩定運行，為新能源充分消納增加助力。”呂銳介紹。參與此次核定的供熱機組共21臺，裝機719.9萬千瓦，占寧夏直調總裝機55.7%。據參與核定的有關專家介紹，核定結果實施后，供暖期增加寧夏電網調峰能力約96.7萬千瓦，為新能源騰出了消納空間。

核查之后便是大刀闊斧地改造供熱機組，使之適應新能源發電需求。今年，西北能源監管局會同國網西北電力調控分中心，構建西北區域調峰輔助服務市場，運用市場化手段調節供熱資源。市場這只“無形的手”，讓不參與調峰的供熱機組給予參與調峰的機組以適當補貼，用經濟手段激勵供熱機組改造，增強供熱機組參與調峰輔助服務的積極性。今年以來，國網西北電力調控分中心通過調峰能力核查、熱電聯產機組核查及機組深度調峰，共釋放調峰空間303萬千瓦，為今年近4%的新能源裝機騰出了消納空間。

無論是剛剛閉幕的公司年中工作會議，還是2016年底出爐的公司新能源消納20條，均對火電機組調峰能力建設提出明確要求，必須按照國家“十三五”規劃確定的改造目標加快推進改造。按照公司部署，國網西北電力調控分中心配合開展火電機組調峰改造規劃和計劃，優化火電機組開機方式。今年以來，西北電網常規能源備用降至120萬~220萬千瓦，基本降至保證安全的最小備用水平。同時，西北電網按照公司要求，打破分省備用模式，發揮西北全網備用互濟作用，實現甘肅、寧夏、新疆常態負備用。

一個有趣的現象是，陜西巨大的峰谷差在西北地區獨樹一幟。“這是一條曲線和幾條直線的差別。”張振宇表示，由于民用負荷多、高耗能工業相對較少，與西北其他省(區)相比，陜西的負荷結構更接近于中東部省份，白天負荷增長較快，夜間負荷大幅回落。如此大的峰谷差對合理安排火電開機方式提出了更高要求，既要滿足高峰時段用電需求，又要避免低谷時段增加額外的外送壓力。“解決方法是通過西北電網統一優化和調度，高峰時段其他省份給陜西備用，通過日前和實時交易滿足陜西高峰時段電力購入需求，低谷時段則反之。”張振宇說。

陜青互濟是專門針對調峰的省間互濟方式。青海的負荷峰谷差較小，中午時段有大量光伏發電，調峰困難，無法充分就地消納;同一時段，陜西減少火電出力留出備用，用以接納青海光伏發電。進入后半夜，陜西處于負荷低谷期，此時青海停止光伏發電，接納陜西外送電調峰。“這種調峰互濟新模式利用陜西和青海調峰特性差異，在實時調度過程中開展調峰互濟交易，提升兩省電網平衡能力和新能源消納水平，達到削峰填谷的作用。”青海電力調控中心副主任方保民說。截至7月26日，陜青互濟今年累計開展交易102筆，減少棄電4.0億千瓦時。

“除了運用調度運行手段，國網西北電力調控分中心還從交易角度出發，組織西北地區新能源發電企業、本省自備電廠及西北地區以外的火電廠開展發電權替代等市場化交易，挖掘新能源消納空間。”北京電力交易中心交易六部劉瑞豐告訴記者，2016年下半年以來，煤價上漲致使自備電廠等獲利空間變小，為發電權替代創造了良好條件。自備電廠參與系統調峰，提前預留電量空間，在電網調峰困難時降低自備電廠出力，實現按需調用，騰出電量空間給新能源增發。

綠色低碳發展是國家電網的期許。目前，促進新能源消納的形勢依舊嚴峻，任務依然艱巨，如何讓擠著上網的新能源更加快速有序地外送消納，電力調度正持續發力。