積極試點抽水蓄能以市場獨立主體參與電力市場交易的方式，探索電力中長期交易、現貨交易、輔助服務市場交易規則和盈利模式。探索抽水蓄能與新能源、核電的合作交易方式，引導營收模式的多元化。

本文作者：董超 南方電網調峰調頻發電有限公司

2021年3月15日，習近平總書記對電力發展作出重要部署，強調要構建以新能源為主體的新型電力系統，為實現碳達峰、碳中和目標作出中國的貢獻。新型電力系統的構建是一項系統工程，將重構電力生產、消費、儲運格局，對電力的綠色可持續發展提供了可行的解決方案。隨著新型電力系統的推進,電力系統將呈現高比例可再生能源、高比例電力電子設備的“雙高”特征，給電網安全穩定運行帶來挑戰。而抽水蓄能作為目前世界上技術最成熟的儲能方式，具有容量大、響應快、可靠性高的特點，勢必為新型電力系統安全運行提供重要支撐和保障，在新型電力系統中更好地發揮穩定器、調節器、平衡器的作用。

一、新型電力系統的發展前景

截至2020年底，我國煤電裝機10.8億千瓦，占比49.1%，發電量占比為60.8%；而風電、光伏發電裝機5.3億千萬，占比24.3%，發電量僅占9.5%。為積極應對全球氣候變化，2030年風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上，新能源發電量占比預計將提高到25%以上。

我國幅員遼闊和能源資源分布的不均衡性，決定了由遠距離、高電壓、大容量的特高壓交直流線路構成電網的主網架，同時大規模接入的新能源發電的波動性、不穩定性，都將增加電力系統的復雜性，大電網安全問題日益突出。2019年8月9日英國倫敦大停電、2020年8月14日美國加州大停電的事后調查報告，均將事故原因指向了新能源的高比例接入、機組涉網性能指標不達標、電網頻率特性差、系統調節能力不足等因素。抽水蓄能在電源負荷集中點建設，具有容量大、調節速度快、可靠性高的特點，在國內外歷次停電事故事件中有效地防止了事故的進一步擴大。

二、新型電力系統對抽水蓄能發展的需求

隨著新型電力系統建設的推進，抽水蓄能的作用將日益凸顯，電網對其高質量發展也提出了需求，具體有以下幾個方面。

（一）要規模化快速建設，滿足新型電力系統協調發展的需求

截至2020年底，我國抽水蓄能裝機容量占比僅為1.43%，與其他國家相比存在較大差距，日本在役抽水蓄能裝機占電源總裝機的比重最高，達到8.5%，其次為意大利、西班牙、德國、法國，比重在3.5%～6.6%之間。

新型電力系統的調節能力無法一蹴而就。在新能源大規模發展、電力系統靈活性亟待提升的背景下，抽水蓄能不僅是當前最成熟的儲能技術，而且是增強電力系統應對事故能力、保障電力系統安全可靠且全生命周期環境效益最明顯的規模化儲能手段。新型電力系統在發展新型能源的同時，必定要發展儲能技術以保障電網的安全運行，只有兩者協調發展才能保障新型電力系統的有序推進。

（二）要國產化自主供應，滿足新型電力系統自主可控的要求

隨著國內仙居、深圳等蓄能電站的建成，抽水蓄能的發電機、水輪機等國產化主機設備已經得到了工程驗證；勵磁、SFC（靜止變頻器）、監控系統也逐步開始國產化試點。作為電力系統穩定器、調節器、平衡器，要求抽水蓄能具備更高的可靠性，在一些關鍵的核心元器件和工藝材料方面，國產設備仍存在可靠性不足、性能不達標的問題。目前發電機設備的絕緣材料主要還依賴進口；適用于大電流頻繁開斷的發電機出口斷路器、勵磁系統直流開關依舊被部分國外廠家壟斷；電力控制系統的核心芯片仍然不能自主應用；勵磁系統、SFC系統的關鍵核心器件依舊依賴進口；高可靠性的液壓適配閥、電磁閥、高精度傳感器仍是國外產品占市場主導地位。

隨著新型電力系統的發展，必然要求減少對國外廠家的供應鏈依賴，降低抽水蓄能的建設運營成本，促進國內上下游產業的健康發展，促進形成以國內大循環為主的新發展格局。構建新型電力系統背景下，抽水蓄能規模化建設為自主國產化研發和應用提供了廣大的市場，設備的自主可控國產化是必然趨勢。國產化設備的“最后一公里”攻克勢在必行，抽水蓄能的關鍵核心技術必定要實現自主可控。

（三）要智能化經濟調度，滿足新型電力系統智能運行的要求

抽水蓄能憑借啟停快、工況轉換靈活等特點，在電網中發揮著調峰調頻、調相調壓、黑啟動備用等功能。其功能通過電力調度的控制來實現，其運行性能通過運行和設計指標來衡量。運行指標主要包括啟動成功率、等效可用系數、強迫停運率、綜合效率、利用小時數等；設計指標主要是發電上網電量、抽水下網電量等。但是這些指標未能完全覆蓋抽水蓄能的作用，旋轉備用、負荷調節、事故備用等功能無法通過上述指標完全衡量。這給抽水蓄能的功能發揮和調度評價帶來了挑戰。

新型電力系統需要構建清潔、低碳、安全、高效能源體系，需要在保證安全裕度的條件下最大限度地吸收新能源并網電量。這就要求抽水蓄能在靈活、經濟、可靠、智能調度下發揮其最大價值，能夠定量地進行功能評價。

（四）要專業化精益管理，滿足新型電力系統可靠運行的要求

抽水蓄能電站受投產時間、運營方式、地質條件、設備選型、裝機規模、技術水平、設備狀態、調用機制等因素影響，電站運維標準存在差異，設備運行可靠性也存在較大不同。抽水蓄能的高轉速、啟停頻繁、工況轉換多等特點導致設備故障率較高，運維的復雜程度也較高。

新型電力系統對安全運行提出了更高要求。抽水蓄能應更好地發揮調峰調頻、事故備用的功能。需要對抽水蓄能設備更專業地管理，提升設備安全運行水平和可靠性，提升資產使用效益，實現電站運營風險、效能、成本綜合最優。

（五）要市場化高效運營，滿足新型電力系統持續發展的要求

《國家發展改革委關于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》完善了容量電價核定機制，規定了以競爭性方式形成電量電價，健全了抽水蓄能電站費用分攤疏導方式，建立起完整的成本回收與分攤機制，解決了電費“如何疏導”的問題。同時經營期內資本金內部收益率按6.5%核定，給予了較為穩定的預期投資回報，對社會資本參與抽水蓄能投資建設起到激勵作用，有利于實現產業可持續發展。但是抽水蓄能參與市場的方式存在一定的不確定性。電量按照市場定價進行結算，又不參與市場交易，僅依靠調度進行管控，給后續的盈利方式帶來了不利因素。

新型電力系統的健康持續發展需要建立健全市場價格體制，通過市場機制理順新能源和抽水蓄能的盈利模式，促進新型電力系統的的穩定經營。

三、抽水蓄能后續發展的思考及建議

（一）利益多元推動建設的健康有序發展

一是鼓勵投資主體多元化，試點使用REITs（基礎設施領域不動產投資信托基金）籌措資金，解決抽水蓄能建設周期長、一次投入大、回收利潤時間長的問題，促進建設的可持續發展。二是要建立抽水蓄能的價值鏈整合平臺，推動設計一體化、設備制造標準化、基建建設標準化，將建設經驗歸納總結形成標準，加速工程建設的規模化快速發展。三是將地方政府、當地移民納入統一利益共同體，完善地方政府稅收、鄉村振興等配套措施，加快解決項目在地方落地難的問題。四是要建立以最低造價形式競標抽水蓄能站點的建設模式，降低建設成本，不斷優化體制和機制，形成良性循環。

（二）科技創新提速設備的自主可控制造

一是對于市場范圍應用廣、行業適用性強的技術，依托行業的科技發展逐步在抽水蓄能相關設備上推動試點應用，如電力芯片、核心電力電子器件等產品。二是對于市場應用較窄、行業適用性窄的技術，與設備廠家聯合建立科技攻關項目，進行研制、試點、推廣，如適用于大電流頻繁開斷的發電機出口斷路器、勵磁系統直流開關等。三是對于涉及材料基礎科學的研發應用，依托科研院所、設備制造企業聯合研發，利用抽水蓄能行業的規模化發展效應，推進產學研的合作。

（三）智能調度確保功能的高效智能發揮

一是建立抽水蓄能與新能源消納的靈活調用機制，以最大化消納新能源、確保電網安全、綜合成本最優為目標，以數字電網建設為載體，建立智能調度的策略。二是建立抽水蓄能綜合評價機制，解決抽水蓄能功能發揮相互沖突而帶來的評價難題，引導調度的合理調用，最大化發揮抽水蓄能能力。三是適時考慮獎懲機制，對抽水蓄能功能發揮進行考核，推動運營管理水平的整體提升。

（四）資產管理提升設備的綜合利用效能

一是建立適用于抽水蓄能的資產全生命周期管理體系，以體系標準、業務框架、職能要求為載體形成標準，從規劃設計、設備選型、工程建設、維護檢修、退役報廢全生命周期的各個環節統一業務目標，提升設備的安全可靠性，發揮設備的最大效力和價值，實現在設備風險、成本、效益方面的綜合最優。二是適時推進抽水蓄能設備的狀態檢修，借鑒以可靠性為中心的管理理念提升設備的可靠性管理，最大化地提升設備的利用效能。三是推進數字化建設水平，提升資產設備的全時空感知能力，推動管理效率的提升。

（五）參與市場促進經營的合規高效發展

一是積極試點抽水蓄能以市場獨立主體參與電力市場交易的方式，探索電力中長期交易、現貨交易、輔助服務市場交易規則和盈利模式。二是探索抽水蓄能與新能源、核電的合作交易方式，引導營收模式的多元化。三是探索抽水蓄能規模化發展后對社會整體電價的影響，形成更加充分反映用電成本、供求關系和資源稀缺程度的電價機制。

四、結語

構建新型電力系統切合新發展理念，對抽水蓄能的發展提出了迫切的需求。抽水蓄能需要在建設規模提速、設備制造自主可控、智能調度、資產管理、市場運營方面解決關鍵問題，才能更好地發揮電網穩定器、調節器、平衡器的作用。