“电力农民”这个戏称原本只在电网公司及调度中心内部流传(比如2012年左右,国网公司内部就做过按24节气安排的工作计划)。而随着电力现货市场范围扩大以及各市场之间的关联性增强,所有电力现货市场中的市场成员都成了“电力农民”,需要看天吃饭。
第一节|气象要素对市场需求的影响
电力现货市场需求即用户用电需求,除了蒙西市场没有日前市场环节,其他正在运行的几个集中式电力现货市场中,调度部门所做的运行日全省用电负荷预测都是日前市场出清的重要边界条件。对电力送出省(如山西、甘肃、蒙西)来说,是主要的市场需求;对电力受入省(如山东、广东、江苏、浙江、上海)来说,是其全量市场需求。
在我国大多数地区,气象部门对气温、湿度、降雨等气象要素的预测结论都将直接影响到用电负荷预测。
用电负荷通常划分为第一产业用电、第二产业用电、第三产业用电和居民用电,其中第三产业和居民用电对气象要素的敏感程度很高;而第二产业对气象要素的敏感度比较低;第一产业中灌溉用电等虽然也与气温、湿度相关,但因第一产业用电量占比较小,大部分地区不考虑。根据负荷结构,可以将负荷分为基础负荷和气象敏感负荷,基础负荷通常只与第二产业开工及生产情况相关,通常变化缓慢;气象敏感负荷则随气象要素波动而快速变化。
面临不同的气象条件,第三产业和居民会改变自己的电器使用行为,这是气象要素到用电负荷的最关键传导机制。在分地区考虑气象要素对用电负荷的影响方向和影响程度时,需要关注不同地区的用电结构、气候特点、控温控湿电器安装情况。
按我国各大地区分析:
东北地区通常在夏季是全年用电低谷,较少出现高温,或较少安装空调等电器,夏季气温对负荷影响不显著;而冬季由于大规模集中供热,气温越低,用电负荷越大;
华南地区则是冬季为全年用电低谷,夏季用电负荷受到温度及湿度的显著影响,温度湿度越高,用电负荷越大;
而华北、华中、华东三华电网的负荷都是冬夏双峰型,即,在冬季要考虑供暖负荷,包括居民自行安装的电采暖设施及第三产业空调制热除湿需求,夏季要考虑制冷负荷或除湿负荷。
西北和西南则要考虑具体省份的气候特点和各类调温电器的安装情况,最近几年变化很大。
图1为连续15个月山西电网直调用电日均负荷的变化情况,日均负荷最高点在2022年1月,均为春秋低负荷,2022年6月下旬因超高气温,夏季最大日均负荷达到2月18日供暖期负荷水平。
2022年7月上旬以来,电力省间现货市场价格节节攀升,主要原因是华东地区尤其是江浙沪持续被副热带高压笼罩,持续高温,气象敏感负荷需求大涨。
表1 主要电力市场省(市)最大负荷和夏季空调负荷比例
统调最大负荷最新公开数据 (数据年月) | 夏季空调负荷比例 | 电力现货市场情况 | |
广东 | 1.42亿千瓦(2022年7月) | 超1/3 | 2021年11月至今省内市场连续运行 |
江苏 | 1.26亿千瓦(2022年7月) | 超1/3 | 省间现货市场重要需求方 |
浙江 | 1亿千瓦(2022年7月) | 超1/3 | 省间现货市场重要需求方 |
山东 | 9293万千瓦(2022年6月) | 约1/3 | 2021年11月至今省内市场连续运行 |
安徽 | 4740万千瓦(2021年7月) | 超1/3 | 省间现货市场需求方 |
福建 | 4662万千瓦(2021年1-7月) | 超1/3 | 省间现货市场需求方 |
上海 | 3353万千瓦(2021年7月) | 超1/3 | 省间现货市场需求方 |
山西 | 3200万千瓦(2022年6月) | 1/5-1/4 | 2021年4月至今省内市场连续运行 |
因空调负荷占比极小,上表中未纳入甘肃和蒙西市场数据。
第二节|气象要素对市场供给的影响
电力现货市场的供给方按一次能源类型,通俗(非严格意义分类)划分为煤电、气电、核电、水电、风电、光电。其中,所有地区的风电和光电发电上网功率均与气象要素密切相关,部分地区气温风速等气象要素影响煤电机组实际可供给能力,部分地区降水等气象要素影响水电出力。
下图为山西市场2022年1月28日-2月3日现货市场价格和新能源功率情况,1月30日新能源大发,发电功率达到1500万千瓦左右,加之临近过年用电负荷较低,日前市场出清价格从1月30日9:45开始,除了18:30-18:45两个点以外,0价持续到1月31日17:00,0电价持续时间长达31小时。而在1月29日和2月1日,日前市场出清价格均达到过最高限价1.5元/度电。
第三节|经典案例:“副热带高压”对多个电力现货市场价格的影响
副热带高气压带,简称“副高”,是在热带与温带之间的副热带地区存在着一条高压带。据中国天气网:“副热带高压擅于操纵台风路径,制造“水火两重天”,是我国雨热过程的主导者,高温暴雨的幕后BOSS。
图3 副热带高压档案(摘自“中国天气网”天气档案馆)
(1)副高对山西电力现货价格的影响
小结:因为“副高”换地方及强度减弱,台风来袭导致降水及降温,多省电力现货市场价格快速响应。
从上述气象要素对需求、供给和多省市场价格的影响分析,所有电力现货市场成员都是看天吃饭的“电力农民”。
本文主要解决“看什么天”即需要看哪些气象要素的问题,交易人员据此直接去看各类天气预报,一般可以看到大概趋势。但如需对各市场需求、供给和价格进行预测,均需要整合大量数据,数据包括但不限于数值天气预报历史预报、历史负荷、历史功率、历史市场价格、历史燃料价格等,再应用各类模型算法得出数值结论。
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