需求波动放大电力紧平衡背景下价值彰显

1. 电力行业供需平衡一个名称，两个命题 1.1. 电力行业约束电量平衡与电力平衡 电力行业的双重平衡约束电量平衡与电力平衡。与其他能源/大宗产品不同，电力产品在现有背景下缺乏产成品库存调节，因而存在行业特有的两种平衡（与图 1 所示） （1） 电量平衡是均值/总量概念，指相同时间内实际用电量等于实际发电量（实际用电负荷曲线积分面积实际发电能力曲线积分面积，等效矩形面积相同）。 （2） 电力平衡是瞬时/波动概念，是指任一时间点内发用电曲线需实时匹配，即实际用电负荷等于实际发电能力。 （关于电量平衡与电力平衡约束探讨，详见我们 2022 年 3 月的报告保供背景下的转型机遇） 图 1电量平衡与电力平衡示意图 用电负荷 用电侧 发电能力 发电侧 实际用电负荷 可控电源 装机容量 备用容量 不可控电源 装机容量 实际发电能力 时间 时间 等效用电量 等效发电量 最高负荷 平均负荷 最低负荷 实际运行时间  可控电源利用小时数  不可控电源 利用小时数 实际运行时间 数据来源 电力平衡更多反映电力供需的边际变化，是电量平衡的充分非必要条件。从时间颗粒度考虑，电力平衡是任一时刻的电量平衡，电力平衡是电量 平衡的充分非必要条件。因此，电力平衡更多反映电力供需的边际变化。在需求侧用电负荷波动放大、供给侧可控装机增速放缓的形势下，电力 平衡的难度进一步增加。 图 2相同的电量平衡可对应截然不同的电力平衡结果 用电负荷 电力用户1  用电负荷 电力用户2 最高负荷2 最高负荷1 实际用电负荷1 实际用电负荷2 等效用电量 等效用电量 平均负荷最低负荷 实际运行时间 时间 实际运行时间 注电力用户 1 与电力用户 2 的用电量及平均负荷完全相同，但电力用户 2 的电力负荷峰谷差较大，相同供给情况下电力平衡难度增加 数据来源 用电结构转变，电力需求侧负荷峰谷差加大（电力需求波动放大）。近年 来随着经济结构及用电结构转换，我国用电负荷波动较大的第三产业与 居民生活用电占比持续提升。2021 年我国第三产业与居民生活用电量之 和占全社会用电量的比例 31.2，较 2005 年提升 9.7 ppts。2020 年我国 用电设备容量与发电装机容量比值已升至 4.08，用电设备装机增速明显 高于发电装机容量增速，用电高峰期的潜在最大用电负荷压力不断提升。 图 3第三产业与居民生活用电占比显著提升图 4用电设备容量与发电装机容量比值持续走高 35 30 25 20  第三产业 居民生活  4.5 4.0 3.5 用电设备容量发电设备容量 15 10  3.0 52.5 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 0 2.0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 表 2第三产业和居民生活用电负荷波动较大 用电类别 用户类型 季不均衡系数 典型日负荷率 最大负荷利用小时数（小时） 夏季 冬季 均值 范围 第二产业 轻工业类 0.81 0.7 0.75 3798 13034428 第二产业 重工业类 0.94 0.95 0.97 6271 34076503 第三产业 行政办公类 0.63 0.57 0.33 1908 9712382 第三产业 文化娱乐类 0.61 0.59 0.58 1627 3383324 第三产业 商业、金融、 服务类 0.63 0.83 0.8 2588 3083397 居民生活 居民用户类 - 0.74 - - - 数据来源典型用户负荷特性及用电特点分析陈伟等， 电力平衡的供给端取决于可控装机容量（而非全部装机容量），而可控装 机容量增速放缓。可控电源主要系可根据需求变化主动提供稳定出力的 机组，我们从原材料库存视角将火电、核电和部分水电（拥有大型水库 调节的水电）定义为可控电源。风电、光伏等新能源的电力供应主要被 动依靠风光资源，即使考虑现有储能情况下也难以保障长时间稳定出力，受阻系数接近 100。考虑各类型电源的受阻情况（可控装机亦存在受阻 情况）后，实际可控电源供应能力Σ 各电源装机*（1-受阻系数）。从供 电安全角度考虑，在用电负荷高峰期，若实际可控电源供应能力无法覆 盖最大用电负荷和备用容量（应对各类电源装机的检修、故障停机等因 素），电力供应缺口难以避免。“十三五”以来我国可控电源（火电、核电、 部分水电）装机增长放缓，对电力平衡贡献减弱。 表 3原材料库存视角水电、核电和部分水电为可控电源 电源类型 库存 可控 可再生 低碳 原材料 产成品 火电 煤炭、天然气等 无 是 否 否 核电 核燃料 是 否 是 水电 水库存水 部分是 是 是 风电 无 否 是 是 光伏 无 否 是 是 数据来源 图 5火电、核电合计装机增速放缓图 6水电装机低速增长 1.2. “十四五”电力供需平衡仍将维持偏紧格局 我国电力供需形势逐步由宽松转向紧张。“十三五”以来，我国电力供需形势发生转变，从供需宽松逐年转为供需偏紧，限电情况增加。在电力供需偏紧形势下，2022 年全国多省市发布有序用电应急方案，以确保社会用电秩序。 表 4“十三五”以来电力供需形势从宽松到偏紧 年份 全国电力供需形势 区域电力供需形势 2016 全国电力供需进一步宽松、部分地区过 剩 华北区域电力供需总体平衡，华东、华中、南方区域供需总体宽松，东 北和西北区域电力供应能力过剩。 2017 全国电力供需延续总体宽松态势，区域 间供需形势差异较大 华北区域电力供需平衡偏紧，华中区域电力供需基本平衡，华东和南方 区域电力供需平衡有余，东北和西北区域电力供应能力富余较多。 2018 全国电力供需形势从前几年的总体宽松转为总体平衡，用电增速回升，电网峰 谷差加大 华北、华东、华中、南方区域电力供需总体平衡，部分省份局部性、阶段性电力供应偏紧；东北和西