寒潮期间中美两国电网运行情况对比分析

今年以来，全球极端天气频繁发生，我国和美国得克萨斯州相继遭受寒潮天气。国家电网国调中心调度运行处副处长皮俊波在接受记者采访时表示，对比分析寒潮天气对民生用能的影响，不难发现，得州在极寒天气下表现出的电力供需矛盾，其背后折射出的是美国电力行业发展的体制机制痼疾，值得我国在深化电力体制改革过程中引以为鉴。

皮俊波表示，自2002年我国实施电力体制改革以来，实现了电力长期可靠供应，在安全、技术、新能源发展等领域逐步进入世界领先地位。这些成绩的取得，根本原因在于坚持“四个自信”，得益于我国结合国情的改革模式和道路选择。

多因叠加致两国情况大相径庭

谈及寒潮期间两国电网运行的基本情况和应对措施，皮俊波从寒潮强度差异、电源结构、电网结构、电力系统运行机制等方面进行了对比分析。

寒潮均导致两国部分地区电网负荷超预期增长。相对来说，得州遭受的寒潮强度更强、对电网运行的冲击更大。寒潮期间得州各地普遍降温15摄氏度左右，达30年一遇水平，得州电网负荷较寒潮前增长42.5%，远超ERCOT预期。我国中东部普遍降温6~10摄氏度，寒潮前基础温度较低，采暖负荷急剧增加，国网经营区负荷较寒潮前增长超20%，远超预期，但整体低于得州负荷增长幅度。

寒潮都导致机组非计划停运。由于电源结构不同，得州电网电源出力受限较我国更加严重。受极寒天气及其引发的设备故障、天然气供应短缺等影响，得州电网大量的燃气机组、风电机组相继非计划停运，最大停机容量约4000万千瓦（燃机约2600万千瓦，风电机组约1400万千瓦），此外还有部分常规机组因极寒天气中设备故障跳闸，最大发电能力降至4800万千瓦左右，导致得州电网出现约2000万的电力供应缺口。年初我国寒潮过程中，国家电网经营区多地风机受冻减发，最大停机容量2457万千瓦，其中平衡紧张的湖南、江西风电机组受冻停运容量分别达349万千瓦、217万千瓦，约占各自风电装机的一半。华北锡林郭勒盟地区多达79%的运行机组因低温保护动作脱网。

从电源结构看，近年来得州煤电规模不断下降，燃机和风电占比不断提升，合计占比高达76.3%。在寒潮导致燃气供应短缺、风电出力受限的情况下，得州电网电力供应存在严重不足。我国的电源结构仍以煤电为主，结合中长期寒潮天气预报，可提前开展备冬储煤，在负荷高峰时刻燃煤机组能够可靠发电，起到主力支撑作用。

由于电网结构不同，得州电网跨区互济能力严重不足，与我国电网形成鲜明对比。德州电网相对孤立，仅通过总容量125万千瓦的直流与外部系统互联，在内部供电能力不足时无法获得有效的外部支援，只能被动采用大规模限电措施，导致限电比例高达22.2%。国家电网已发展成交直流混联电网，跨区跨省输电能力达2.67亿千瓦，可以有效支撑区域间电力余缺互济。

在寒潮等极端环境下，我国电力系统运行机制更加合理，而得州电力市场模式存在弊端。与PJM等北美其他市场不同，得州电力市场仅运营能量市场，未运营容量市场，紧急情况下也无法有效解决供应能力不足问题，反而导致电价大幅飙升。我国长期坚持电网统一规划、统一调度、统一管理的体制，保障电网具有较强供应能力。寒潮过程中，能够充分发挥“全网一盘棋”优势，开展全网统一调度，统筹大电网整体平衡。

本次寒潮充分暴露了两国体制差异导致的资源调配能力差距。面对寒潮，得州各级政府相互推卸责任，联邦政府与州政府缺乏系统的应急机制和物资调配能力，导致抢修进度慢、复电调度混乱，造成居民长时间停电。截至2月19日，仍有3400万千瓦的机组非计划停运。

与得州相比，我国对出现电力供应短缺的容忍性更低。中央高度重视度冬能源保供工作，国家发展改革委等政府部门积极协调，对重点地区安排电煤优先装车，对川渝、湖南等地开展五轮抢运。寒潮期间燃气供应较2021年12月日均增加1000万方，最高达到1.16亿方；最大增开燃机约1300万千瓦，有力支撑了晚峰平衡。各地政府积极响应、担当作为，动员地方企业主动减产，有效降低高峰用电需求。

因缺乏其他需求响应手段，寒潮期间得州电网被迫采取轮流限电。我国则采取了多种需求侧管理措施，有力缓解了平衡紧张态势。得州电力市场主要有调频和备用两类需求侧响应资源，但容量均较小，事故情况下难以有效发挥作用。为应对寒潮导致的平衡紧张局势，国家电网经营区采取了有序用电、需求响应或调休移峰等需求侧管理措施，削减高峰负荷最大达2500万千瓦，有力缓解了网内的平衡紧张态势，最大程度降低了社会影响。
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