執(zhí)行摘要
電網(wǎng)規(guī)劃是設(shè)計和實施能源系統(tǒng)向高比例可再生能源（RE）轉(zhuǎn)型的一項重要任務(wù)。在規(guī)劃如何整合可再生能源時，需要重視電網(wǎng)規(guī)劃中的各種不同方面和相互依賴性，并關(guān)注整個能源系統(tǒng)的優(yōu)化?？稍偕茉幢壤^高的能源系統(tǒng)日益復(fù)雜，因此在規(guī)劃過程中考慮一些技術(shù)和經(jīng)濟影響因素以及政策目標非常重要。
中國目前的電力規(guī)劃程序由三部分構(gòu)成：需求、發(fā)電和傳輸，與需求預(yù)測、電源規(guī)劃和電網(wǎng)規(guī)劃相對應(yīng)。在過去的幾十年中，電力規(guī)劃不斷得到改善。中國的電力規(guī)劃分為國家（包括地區(qū)）和省級電力規(guī)劃。國家電力規(guī)劃集成了單獨的省級電力規(guī)劃結(jié)果，并與省級規(guī)劃并行編制。最終的國家電力規(guī)劃由國家能源局（NEA）在獲得國家發(fā)展和改革委員會（NDRC）批準后發(fā)布。省電力規(guī)劃在完成與國家電力規(guī)劃的銜接后提交給國家能源局，然后由省政府發(fā)布。國家電力規(guī)劃研究中心和其他具備資格的研究機構(gòu)承擔這些規(guī)劃。重要的規(guī)劃項目完成后，能源主管部門將讓咨詢機構(gòu)和專家對規(guī)劃文件進行審查。環(huán)境和水資源專題將由相關(guān)政府部門處理。
中國電網(wǎng)規(guī)劃的第一步是潮流分析，并與電力平衡仿真計算同步進行。第二步是對擬議的傳輸線進行經(jīng)濟和技術(shù)分析，以優(yōu)化電網(wǎng)布局。經(jīng)濟分析旨在評估線路建設(shè)的最低成本。技術(shù)分析評估新線路對系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的影響，考慮不同區(qū)域和電壓水平。規(guī)劃人員針對投資需求進行項目特定和年度靜態(tài)和動態(tài)測算，旨在降低年度總成本。此外，規(guī)劃原則中列出了詳細的環(huán)境和社會影響分析要素。
歐洲的電網(wǎng)規(guī)劃方法分為三個步驟，以制定歐盟（EU）十年電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃（TYNDP）：第一步是情景設(shè)定。分析了能源系統(tǒng)的發(fā)展?jié)摿?，以確定歐洲在電力傳輸基礎(chǔ)設(shè)施方面的需求。這些情景旨在解決不確定性，而不是對未來的預(yù)測。各種利益攸關(guān)方，如非政府組織（NGO）、科學家、代表輸電網(wǎng)用戶（如發(fā)電廠、配電網(wǎng)運營商、供應(yīng)商和貿(mào)易商）的行業(yè)協(xié)會、市場參與者、消費者（包括工業(yè)）、電力交易所和國家監(jiān)管機構(gòu)（酌情）參與咨詢期間的情景創(chuàng)建。第二步稱為規(guī)劃研究。TYNDP通常包含四個描述未來電力系統(tǒng)潛在發(fā)展的情景。有一個關(guān)于利用可再生能源的激進目標，一個側(cè)重于更分散的電力系統(tǒng)的影響的場景和一個側(cè)重于政治考慮的場景，如強大的歐洲法律框架。使用市場和電網(wǎng)建模等常用方法，來自所有歐盟成員國的專家研究了2030年和2040年歐洲在不同情景方面的電力流動情況。這使他們能夠預(yù)測瓶頸可能發(fā)生的位置以及邊界管理這些流量需要多少傳輸容量。至于方案、項目清單和區(qū)域投資計劃在最終確定之前向公眾開放咨詢。在第三步中，評估單個項目。在此階段，規(guī)劃人員評估項目的成本和效益，同時考慮項目如何支持環(huán)境、社會福利、供應(yīng)安全以及其他有關(guān)社會總成本和效益的標準。
根據(jù)這一多標準評估，TYNDP的報告會公布每個被推薦的基礎(chǔ)設(shè)施項目的價值和意義所在。TYNDP正在為決策者提供對傳輸基礎(chǔ)設(shè)施強大而詳細的分析，為他們的決策提供參考。歐洲能源監(jiān)管機構(gòu)合作機構(gòu)（ACER）審查歐洲輸電系統(tǒng)電力運營網(wǎng)絡(luò)（ENTSO-E）的TYNDP草案是否與聯(lián)盟的政策目標、監(jiān)管框架和成員國的國家規(guī)劃相一致。ACER在將規(guī)劃提交給歐洲委員會之前會裁定TYNDP報告是否合適。歐盟委員會使用最終的TYNDP報告來決定哪些項目是共同利益項目（PCI），因此有資格獲得實施的資金支持。
本文展示了基于場景建模結(jié)果的高級多標準電網(wǎng)規(guī)劃方法的優(yōu)勢。它將實施了優(yōu)化規(guī)劃和電網(wǎng)擴建的中國可再生能源展望（CREO）2018既定政策情景與沒有電網(wǎng)規(guī)劃和電網(wǎng)擴建的情景（這意味著電網(wǎng)將保持不變）進行了比較。仿真模擬結(jié)果表明，合理規(guī)劃的電網(wǎng)可以降低整體系統(tǒng)成本和排放，更好地整合可再生能源，減少限電，如下圖所示。
圖1：2016~2050年累積系統(tǒng)成本（人民幣）和二氧化碳排放量
根據(jù)分析結(jié)果，本報告對中國的電網(wǎng)規(guī)劃提出以下建議：
中國的電網(wǎng)規(guī)劃方法應(yīng)該進一步考慮電網(wǎng)規(guī)劃的不確定性，并分析不同政策和發(fā)展對電力系統(tǒng)的影響。電網(wǎng)規(guī)劃可用于說明不同政策的影響以及電力系統(tǒng)的最終發(fā)展，例如新的發(fā)電裝機容量，不同的價格水平和各種市場設(shè)計。利用這些不確定性，可以開發(fā)不同的情景，并使用能源系統(tǒng)模型進行分析，以評估不同情景下電網(wǎng)投資的需求。
為了使電網(wǎng)規(guī)劃達到政策制定者的最高價值，電力規(guī)劃應(yīng)包括電網(wǎng)規(guī)劃者、政治利益相關(guān)者和受其決策影響的人民（公民、各省、公司）之間的雙向互動。在中國電力規(guī)劃中實施電力市場的重要性預(yù)計將大幅提升，更多基于市場的分析將整合電力市場的影響，如跨省交易。
中國的電網(wǎng)規(guī)劃流程應(yīng)該轉(zhuǎn)變?yōu)槿到y(tǒng)優(yōu)化。系統(tǒng)范圍的優(yōu)化意味著在綜合的視角下優(yōu)化整體成本效率、電力流向和系統(tǒng)穩(wěn)定性，而不是僅考慮如何優(yōu)化每條新輸電線路的投資。這將有助于降低總體成本并增加電力系統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)的效益。
除投資成本和關(guān)稅外，中國還應(yīng)將社會福利、減排和環(huán)境評估納入輸電線路投資評估。
對于每個電網(wǎng)區(qū)域，建議在電網(wǎng)規(guī)劃程序中包括其各自替代傳統(tǒng)發(fā)電容量的可再生能源安全發(fā)電容量。在電網(wǎng)規(guī)劃中使用投資組合效應(yīng)（即，在考察大型區(qū)域時平滑可再生能源出力）可降低對備用容量的需求，以確保供應(yīng)安全。
圖2 中國電網(wǎng)區(qū)域劃分與“西電東送”電力流向
圖3 2006~2017年地區(qū)間傳輸電量（TWh）
圖4 2017年省間送入/送出電量占消費/發(fā)電電量的比例（注：僅展示了2017年凈送入/送出電量超過10 TWh的省份）
圖5 中國電力規(guī)劃研究和準備工作流程
表1 電源規(guī)劃中考慮的因素
表2 中國輸電和配電網(wǎng)電壓等級
表3 需要考慮的環(huán)境和社會影響因素
圖6 歐洲輸電系統(tǒng)電力運營網(wǎng)絡(luò)成員國及區(qū)域
圖7 歐盟十年電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃（TYNDP）操作流程
圖8 兩種情景下測算的不同能源的平準化度電成本
圖9 兩種情景下的系統(tǒng)總成本和總排放量對比（2016~2050年的累計值）
圖10 國家既定政策情景下各省（市）省間互聯(lián)電網(wǎng)投資
圖11 國家既定政策和固定電網(wǎng)情景下電量交易赤字和超額
圖12 兩種情況下的系統(tǒng)成本（電網(wǎng)成本和發(fā)電成本）
圖13 與國家既定政策情景相比，固定電網(wǎng)情景下風電和光伏的棄電比例增加額
圖14 與國家既定政策情景相比，固定電網(wǎng)情景下的CO2排放增量
圖15 與國家既定政策情景相比，固定電網(wǎng)情景下不同能源發(fā)電量差額
圖16 與國家既定政策情景相比，固定電網(wǎng)情景下不同電源裝機容量差額
圖17 中國大陸地區(qū)電網(wǎng)區(qū)域劃分和高壓直流輸電線路
