摘 要:中国电力机制改革后,发电、输电、配电、售电分离,形成电力市场自由竞争的局面。电力市场的建立对电网规划提出更高的要求,一方面,电网规划将面临许多不确定的市场因素———负荷发展、电源建设、系统潮流变化,另一方面,还要满足用户对电网“经济、安全、灵活、开放”的要求,无疑,电网规划将面临更多的困难和挑战。为此,分析和阐明在这种情形下电网规划的工作思路,强调电网规划需掌握负荷发展和电源规划两个重要的边界条件,多方案分析电网网架,推动电网投资多元化,加强电网规划的滚动调整工作。第一代写网代写
关键词:电力市场;自由竞争;电网规划;思路
20世纪80年代始的电力工业改革,将发输供一体化的传统垄断电力企业逐步拆分为发电、输电、配电三部分,并开放发电、配电环节,引入竞争机制,输电环节依旧保持自然垄断性质,电网公司即是系统运营者又是输电资产所有者。2003年初,随中国电力体制改革的深入,电厂与电网进行了分离,形成两大电网公司和多个电厂公司,当条件成熟时,将输电、配电也分开,最终将“发电、输电、配电”分离,形成电力企业自由竞争的局面。国外电力体制中,输电环节始终保持着垄断。电网公司作为系统运营者又是输电资产所有者,肩负着电力平衡运营、输电服务以及对输电设施维护、拓展与投资的职能。
由于电网公司本身具有自然垄断的性质,要受到政府和其他机构的监管。随着电力市场机制的建立及完善,竞争的市场对电网将有新的要求,电网发展的环境也会发生变化,电网规划的思路必然随之调整。
1 竞争的电力市场对电网的要求
传统的电力系统,用户没有选择电力服务商的自由,电源建设、运行和负荷供应都由电力企业统一控制安排,因此,在电源建设规划、运行方式和负荷报装计划确定后,电网容易达到安全可靠的要求,电网规划也容易确定。同时,原有体制下,系统对电网规划和运行的要求,是安全第一,经济性位于较次的位置。在新电力体制下,电网在电力市场中担负了输电服务的职能:将电能从电能生产者手中,以安全、经济的方式优质地输送到电能的使用者手中。由于输电环节保持垄断的性质,某一地区提供输电服务仅有一家电网公司,所有电网用户只能选择唯一的电网。市场中,电力消费者希望得到更低的电价,更高的电能质量,更多的电力供应商。而电力生产者希望以更低的输电费用来提高竞争力,同时也希望得到更可靠的输电服务,减少“输电阻塞”。在竞争的电力市场中,电网的经济运行是首要的,各种约束和运营系统都是针对经济性的,同时系统安全可靠性在电力市场运营中也是不容忽视的问题。总而言之,电网要满足“经济、安全、灵活、开放”的要求。“经济”表现在电网建设成本控制、电网运行成本控制两个方面;“安全”主要是构建坚强的电网,提高设备运行可靠性,合理预留运行备用;“灵活、开放”是指电网能及时满足用户(包括电力消费者和电力生产者)接入系统的同时,可以满足多种系统的运行方式。为了满足电力市场对电网的要求,电网规划面临着巨大的挑战。
2 电力市场对传统电网规划的挑战
传统的电网规划,是在已知电力负荷预测方案和电源建设计划的基础上,为满足电力送出和需求的发展,论证确定规划水平年最优的电网结构,以保证将电力安全可靠地送至用户,并使电网建设、运行费用最小。由于旧体制的电力企业是发电、输电、供电一体化,电网规划、建设和运行仅是电力企业内部行为,负荷预测、电源建设等因素多为可控因素。电力市场建立后,发输配售环节的分离,电网规划将面临许多不确定的市场因素,包括负荷发展、电源建设、系统潮流变化等,同时还需满足用户对电网“经济、安全、灵活、开放”的要求,因此,电力市场下的电网规划比传统的电力规划面临更多的困难和挑战。
2•1 影响电力负荷发展的因素增加
在电力市场中,影响电力负荷发展的因素增加,负荷发展存在较大的不确定性。在传统的电力系统中,电力负荷主要与地区经济发展有较大关系,电力企业总是以满足用电需求增长为首要任务,并且电价基本是多年不变。在电力市场中,电价是随市场中电力供需状况而波动的,并且在不同地区因输电费用不同,电价也存在不同。电力用户根据电价来选择用电时间和地区,将造成地区电力负荷发展的变化。
2•2 电源规划建设存在较大的不确定性
由于厂网分家,电源规划与电网规划也相应分离,相对独立。电源建设完全由电厂投资商来确定,建设原则必然是投资利润最大化。目前中国厂网分家后,谁做电源规划并无定论。即使由相关的政府部门负责编制电源规划,但是规划实施由谁控制,规划由谁调整等问题,仍然悬而未决。在电力市场中,电源的建设很大程度取决于电力市场未来供需形势、国家政策的调整、能源价格及负荷发展状况等因素。近年,由于广东省电力负荷增长超过规划预测,同时因连续几年新投产机组容量较少,电力供需出现紧张。许多电源商纷纷在广东投资建设电厂,不少电源点不在电源规划之中,给电网规划建设带来巨大冲击。一方面电网建设存在重复投资,另一方面电网也可能为电源接入系统造成提前投资。电源规划是电网规划的重要约束条件和基础,电源不确定势必导致电网规划难以确定。如电源建设不遵循电源规划,势必导致电网规划无法实施。最终导致电网难以达到电力市场对其的要求。
2•3 增加了系统潮流的不确定性,系统潮流分布不均衡
电力市场赋予零售商和大用户购电的选择权,增加了系统潮流的不确定性,同时,电源竞价上网也使系统潮流分布不均衡。由于电力用户与电力生产商直接交易,可能出现大规模长距离输电,这要求电网有足够的输电容量。由于电源侧竞价上网,与传统的运行调度不同,运行方式将出现多种情况,对输电通道的要求更高。现在的电网都是在传统电力体制下规划建设的,无法满足电力市场“灵活”的要求。随电源侧竞价上网,可能出现“通道拥挤”现象,因此,规划建设新的输变电工程,减少输电瓶颈是目前电网公司的重要工作。
2•4 电源建设与电网规划建设的协调难度加大
传统的电力企业,统一负责电源建设与电网建设,可以保证电厂、电网协调建设,同步投产,充分利用资源。但新体制下,电源与电网属不同的投资商,建设进度难以协调,可能出现“有电送不出”或“有网无电送”的情况。在电力市场中,电源商要尽可能减低发电成本,厂址选择仅从电厂造价、运行费用最低考虑。而对电网而言,面临是难以落实的线路走廊及其昂贵的造价,给电网规划建设带来极大的困难。目前,中国电力体制改革仅仅完成了第一步,即厂网分开阶段,电网公司是电力市场单一购买者,集输电配电售电一体。在这个阶段,由于用户侧不具有随电价自我调节能力,缺少合理的输电价格形成机制,电网规划工作更加困难。电力市场下的电网规划面临如此多的挑战,作为电网规划人员和电网管理人员必须调整思路,改变电网规划的模式,以适应电力市场的需求。
3 电网在电力市场机制下的规划工作思路
在新的电力体制中,虽然电网保持垄断经营,但不代表电源商与用户必须迁就电网。电网企业是提供输电服务的,也就是说必须满足电源商和用户可靠地进行电力交易的要求;全球电力体制改革的目标都是“在电力行业打破垄断,引入竞争,减低成本,提高效率,优化资源配置”,因此电网建设与运行必定遵循“经济性”的原则,如何降低电网建设成本,减少输电运行成本是电网规划的重要目标。
3•1 遵循“经济原则”和“安全原则”
在传统的电网规划中,电网的经济分析往往得不到重视。在电力市场中,电网公司也是企业,也需要在市场中取得一定的投资回报以保证企业生存发展,同时市场的参与者、监管者也都要求输电服务费用最低,因此,寻求最经济的电网方案非常重要。一个经济的电网规划方案还必须能满足未来市场对电网容量的需求,保证电网安全可靠,减少“输电阻塞”,保证电力交易顺利进行。
3•2 重视分析电力市场下电力负荷增长趋势、内在规律以及负荷特性的变化
电网规划最主要的决策因素之一是电力负荷情况,在电力市场中电力负荷发展存在不确定性,因此,应尽量收集资料以明确影响电力负荷发展的有关条件,减少未知条件,深入分析分区分类电量增长的内在规律、电价对电力需求的影响、电力负荷特性的变化,并利用多种负荷预测方法求取负荷预测方案。在电网公司为电力市场单一购买者这个时期,电网公司应加强对新增电力负荷的指导,影响负荷发展的趋势。在输电、配电、售电分开后,大用户与售电商直接与电源商交易。由于长期交易市场的建立,大部分电量和电力在长期交易市场的交易,应该说有利于获取可靠的电力负荷发展资料。
3•3 全面掌握当地动力资源和电厂厂址资源,在电网规划中灵活运用,并重视电力市场的中长期双边合约交易
电厂的建设选点与动力资源有密切的联系,动力资源包括煤炭、天然气、石油、油页岩、水力、风力、潮汐等,掌握地区动力资源可以基本预测可能的电源布点。其次,电厂选址需要符合一定条件。虽然随交通业的发展,煤炭、天然气等资源可以通过各种交通工具或管道输送,电厂的建设选点可能远离燃料蕴藏点,并且核电本身不受燃料控制,但是,大型电厂选址都受到地区自然条件、地质、水源、交通运输、环保等因素限制,因此可以初步掌握当地的电厂厂址资源,基本获得规划电源的布点。在掌握可能的电源布点,虽然不能完全获得电源规划和建设计划,但是在电网规划中可以注意预留电厂接入点和通道资源。在中长期交易市场建立后,电网规划可以通过双边交易合同,初步确定输电通道的建设。
3•4 加强电网可靠性分析工作,电网规划逐步引入系统可靠性指标
电力市场中,电网的经济性与安全性要求更高,而安全与经济总是存在矛盾。传统的定性分析往往难以有效地平衡两者关系,总是重“安全”轻“经济”。加强电网可靠性分析工作,可以为规划网络的定量分析提供基础,同时,缺电时间概率等可靠性指标有利于指导输电价的确定,决策电网容量扩建的经济性比较。
3•5 电力市场下的电网规划比传统规划更注重灵活性和开放性,规划网络结论可能存在多个方案
由于负荷发展和电源建设计划的不确定性,潮流分布可能出现不平衡,为了较好地适应各种条件,规划网络需要较强的灵活性和开放性。同时,在不同的条件下,经过经济技术比较,得到的优化结论不同,因此规划报告中的结论必然存在多方案。在规划实施中,规划人员根据市场中条件的变化灵活掌握。
3•6 改变电网投资方式,推动电网投资多元化,争取建立合理的输电价,保证电网健康发展 电力市场中,电网公司虽然垄断经营电网,但不代表电网公司是电网唯一的投资商,国外不少国家已开放了电网投资,但保留了统一的管理。由于竞争的电力市场中,电网的经营风险大大提高,多元化的投资可以减少电网公司投资压力。发行债券、股票上市、吸收其他社会资本,实现电网投资主体多元化,是筹集电网建设资金的有效途径。为吸引其他社会资本投资电网,必须建立合理的输电价,确定输电环节的合理利润。
4 结束语
竞争的电力市场对电网提出了更高的要求,而“厂网分家,输配分开”导致电网规划中电源建设计划、负荷预测等边界条件又存在较大的不确定性,电网规划工作将面临着挑战。面对挑战,电网规划人员需要适应新体制下的形势,改变传统思路,了解电力市场的基本理论和运营原理,充分理解电力市场对电网的要求,重点分析掌握负荷发展和电源规划两个重要的边界条件,创新电网规划方法,推动电网投资多样化,加强电网规划的滚动调整工作。电力市场中电网的经济性和安全性远超过了传统的含义,构建一个“经济、安全、灵活、开放”的电网是电力市场运营的基本保证。建设一个高质量的输配电网络系统,电网规划人员任重而道远。
参考文献:/
[1]于尔铿,韩放,谢开,等.电力市场[M].北京:中国电力出版社,1998.
[2]尚金成,黄永皓,夏清,等.电力市场理论研究与应用[M].北京:中国电力出版社,2002.
[3]张惠勤.电力系统规划与设计[M].西安:西安交通大学出版社,1994.