（会计学专业论文）电力市场条件下抽水蓄能电站经济效益的评价研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 抽水蓄能电站在电力系统中担负削峰填谷、旋转备用、事故备用、调频、调相 等任务。它对增加系统的稳定性、灵活性、改善供电质量，提高电网的安全性和经 济性具有重要的意义，是电网经济而有效的调控手段。 传统上对于抽水蓄能电站经济效益的研究，偏重于从技术功能的角度进行分 析，这种分析具有简洁、方便的优点，但在评价问题上又不易做到清晰明确，常常 出现模糊和重叠。本论文既然是研究市场条件下抽水蓄能的经济效益问题，所以就 必须在分析传统效益划分方法的基础上，以市场运行的视角，对经济效益的分析进 行基于市场观点的重新描述，并采用模糊层次分析法，对抽水蓄能电站经济效益进 行综合评价，进一步分析电力市场条件下抽水蓄能电站经济效益问题，以期对我国 抽水蓄能电站经济政策的制定提供理论参考和决策依据。 关键词：抽水蓄能电站，经济效益，层次分析法，模糊综合评价 a b s t r a c t p u m p e ds t o r a g 舄p o w e rs t a t i o nc a nt 呔eo n 也et 嬲k so fr e d l l c i n gp e a ka 1 1 df i l l i n gv a l l e 弘 锄e 穆瞰c yr e s e r v e ，讯：q u c n c ym o d u l a t i o n ，p h a s em o d u l a t i o n ，e t c i np o w c rs 舛e m ni so f s i 鲥f i c a i l c e s f o ri m p v i n g 也cs t a b i l i t ) ra l l df l e x i b i l 时o fe l e c 城cs y s t 啪，f o r 锄e 1 1 d i i l g 娜p p l yq 嘲l i t ) ra n dr a i s i n gn e t w o r ks 出ya n de c o n o m i c s i ti s 锄e c o n o m i c 锄de 任i e c 吐v e r e 则a t i n g 、a yt om ep o w e rs 弘t e m t r a d i h o n m l 弘d l e 瑚跚- c ho fe c o n 0 1 1 1 i c a lb e l l e f i to fp u m p e ds t o r a g ep 0 惯s t a ：t i o n e m p h 舔i z 鹤o nm ep i e f ：s 】p e c t i v e f m mat ec ：l l i l i c a l 向n c t i o 玛t l l i sa n a l y s i si ss i = n 硼e 锄d c o n v e i l i 眦t ，b u ti ti s n ，tc i e a ri nt l l ee v a l u a t i n 舀蛳dt l l e r ea r eo f t e nb l u r r e d 孤l do v 甜a p p i n g 1 1 1 i sp a p e rm a i l l l yr c s e a r c h e s 也ee c o n o i i l i c a lb 锄e 丘to fp l l l n p e ds t o r a g ep o w e fs t a t i o ni n l e e l e 嘶c i t ym a r k e t ，s oi th a sar e d e s c r i p t i o no fe c o n o m i c a lb e n e f i to nm eb a s i so f h a d i t i o n a l r e s e a r c hm e t t l o d sa n dt l l ev i e wo fm 破e t ，觚dh a sac 0 i n p r e ：h e l l s i v ee v a l u a t i o no fe c o r 枷c a l b e n e f i to fp l m l p e ds t o r a g ep o w e rs t a _ c i o nw i m 如z z ya l l a l 如cl l i e r 疵h yp r o c e s s ，m e nf 证t l l c r 锄a l y s i z e st l l ee c o n o m i c a lb e f i tp b l e mo fp 啪p e ds t o m g ep o w e rs t a t i o ni l l 廿l ec l e c t r i c i t y m 破e t ，s oa st o 唧r te c o n o m i c a lp o l i c yo fp 砌p e ds t o r a g ep o w e rs t 以o n 谢t l l l e o r 砸c r e f e r e r l c e 觚ds 仃a t e 百cf o u n d a t i o n l i ut ia 1 1 b a 0 ( a c c o u n t i n 曲 d c t e db yp r o l i us h u l i 锄g k e y w o l m s ：p u m p e ds t o r a g ep o w e rs t a 伽n ，e c o n o m i c a lb 钮e 佻a n a b m ch i e r a r c h y p m c e s s ，f 毗z yc o m p r e h 姐s i v ee v a l u a t i 蚰 华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 抽水蓄能电站在电力系统中担负削峰填谷、旋转备用、事故备用、调频、调相 等任务。它对增加系统的稳定性、灵活性、改善供电质量，提高电网的安全性和经 济性具有重要的意义，是电网经济而有效的调控手段。 传统上对于抽水蓄能电站经济效益的研究，偏重于从技术功能的角度进行分 析，这种分析具有简洁、方便的优点，但在评价问题上又不易做到清晰明确，常常 出现模糊和重叠。本论文既然是研究市场条件下抽水蓄能的经济效益问题，所以就 必须在分析传统效益划分方法的基础上，以市场运行的视角，对经济效益的分析进 行基于市场观点的重新描述，并采用模糊层次分析法，对抽水蓄能电站经济效益进 行综合评价，进一步分析电力市场条件下抽水蓄能电站经济效益问题，以期对我国 抽水蓄能电站经济政策的制定提供理论参考和决策依据。 关键词：抽水蓄能电站，经济效益，层次分析法，模糊综合评价 a b s t r a c t p u m p e ds t o r a g 舄p o w e rs t a t i o nc a nt 呔eo n 也et 嬲k so fr e d l l c i n gp e a ka 1 1 df i l l i n gv a l l e 弘 锄e 穆瞰c yr e s e r v e ，讯：q u c n c ym o d u l a t i o n ，p h a s em o d u l a t i o n ，e t c i np o w c rs 舛e m ni so f s i 鲥f i c a i l c e s f o ri m p v i n g 也cs t a b i l i t ) ra l l df l e x i b i l 时o fe l e c 城cs y s t 啪，f o r 锄e 1 1 d i i l g 娜p p l yq 嘲l i t ) ra n dr a i s i n gn e t w o r ks 出ya n de c o n o m i c s i ti s 锄e c o n o m i c 锄de 任i e c 吐v e r e 则a t i n g 、a yt om ep o w e rs 弘t e m t r a d i h o n m l 弘d l e 瑚跚- c ho fe c o n 0 1 1 1 i c a lb e l l e f i to fp u m p e ds t o r a g ep 0 惯s t a ：t i o n e m p h 舔i z 鹤o nm ep i e f ：s 】p e c t i v e f m mat ec ：l l i l i c a l 向n c t i o 玛t l l i sa n a l y s i si ss i = n 硼e 锄d c o n v e i l i 眦t ，b u ti ti s n ，tc i e a ri nt l l ee v a l u a t i n 舀蛳dt l l e r ea r eo f t e nb l u r r e d 孤l do v 甜a p p i n g 1 1 1 i sp a p e rm a i l l l yr c s e a r c h e s 也ee c o n o i i l i c a lb 锄e 丘to fp l l l n p e ds t o r a g ep o w e fs t a t i o ni n l e e l e 嘶c i t ym a r k e t ，s oi th a sar e d e s c r i p t i o no fe c o n o m i c a lb e n e f i to nm eb a s i so f h a d i t i o n a l r e s e a r c hm e t t l o d sa n dt l l ev i e wo fm 破e t ，觚dh a sac 0 i n p r e ：h e l l s i v ee v a l u a t i o no fe c o r 枷c a l b e n e f i to fp l m l p e ds t o r a g ep o w e rs t a _ c i o nw i m 如z z ya l l a l 如cl l i e r 疵h yp r o c e s s ，m e nf 证t l l c r 锄a l y s i z e st l l ee c o n o m i c a lb e f i tp b l e mo fp 啪p e ds t o m g ep o w e rs t a t i o ni l l 廿l ec l e c t r i c i t y m 破e t ，s oa st o 唧r te c o n o m i c a lp o l i c yo fp 砌p e ds t o r a g ep o w e rs t 以o n 谢t l l l e o r 砸c r e f e r e r l c e 觚ds 仃a t e 百cf o u n d a t i o n l i ut ia 1 1 b a 0 ( a c c o u n t i n 曲 d c t e db yp r o l i us h u l i 锄g k e y w o l m s ：p u m p e ds t o r a g ep o w e rs t a 伽n ，e c o n o m i c a lb 钮e 佻a n a b m ch i e r a r c h y p m c e s s ，f 毗z yc o m p r e h 姐s i v ee v a l u a t i 蚰 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文电力市场条件下抽水蓄能电站经济效 益的评价研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究 工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机 构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：复臼牟淳日 期： ，厅， 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播 学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 华北电力大学硕士学位论文 1 1 论文研究的背景 第一章引言 2 0 0 2 年我国发电总装机容量已达到3 5 7 亿千瓦，其中水电占2 4 1 9 6 ，火电占 7 4 5 。发电量为1 6 5 4 2 亿千瓦时，发电总装机容量和发电量均为世界第二位。2 0 0 2 年全国电力供需形势已经从“九五”末期电力供应略有剩余转变为供需总体平衡， 1 2 个电网供应紧张、在夏季高峰和冬季枯水期出现了拉闸限电现象。2 0 0 3 年有1 6 个省市区电网在一季度出现了拉闸限电现象。2 0 0 3 年全国电力供需平衡继续总体偏 紧，季节性、区域性和随机性拉闸限电幅度进一步扩大。2 0 0 3 年1 6 月份，全社会 用电量1 1 8 5 0 亿千瓦时，同比增长1 6 0 4 。 我国国民经济的快速发展，人民生活水平的提高，全国各主要电网负荷率逐年 减小，峰谷差越来越大，使电网的调峰问题逐渐显露出来。到2 0 0 1 年全国主要电 网的峰谷差率除华北电网3 2 5 和西北电网2 9 4 外均超过3 5 。全国各主要电网 的调峰能力普遍不足，具有较好调峰能力的燃气机组、抽水蓄能机组和多年调节能 力的水电机组比例偏小。目前全国已建的水电站中，季调节以上水电站约占水电总 装机的2 5 7 ，年调节以上约占1 2 9 ，多年调节以上仅占3 9 6 ，而建成的抽水蓄 能电站也仅占全国总装机容量的1 7 。 抽水蓄能电站是目前在系统层次上调峰与备用的重要手段，已成为现代电力系 统不可缺少的重要组成部分。抽水蓄能机组的主要运行工况有：发电、抽水、发电 调相、抽水调相、备用等等。抽水蓄能机组在工况间转换的速率是其他类型机组难 以比拟的，其运行方式相当灵活，在系统中起到非常重要的作用。近年来，在研究 论证的基础上，我国投建了大量抽水蓄能电站，截至2 0 0 4 年底，我国投产运行的 抽水蓄能电站总装机容量为6 1 0 l m w ，约占全国总装机容量的1 4 妇3 。随着泰安 ( 1 0 0 0 m w ) 、宝泉( 1 2 0 0 m w ) 、西龙池( 1 2 0 0 m w ) 等一系列抽水蓄能电站的建设 并相继投运，抽水蓄能电站在我国电力总装机容量中所占比例将进一步增加。 长期以来，我国电力企业在计划经济体制下实行垂直垄断经营，抽水蓄能电站 作为电网企业的下属机构，由电网调度部门以行政命令的形式强制实行“统一调 度”。然而，电力体制改革必将形成电力行业产权利益主体多元化的格局，电力市 场的形成使得“统一电网”演变成“联合电网”。由于电力生产的特点，电网仍然 是不可分割的整体，仍然需要统一调度，但是在市场环境下，电力是商品，在联合 电网这个电力市场中的电力交换，必然与其他商品交易一样，要服从价值规律，按 照等价自愿交换的原则，公平、公正、公开地进行。如果抽水蓄能电站仍然与电网 华北电力大学硕士学位论文 调度部门一样隶属于各级电网行政主管单位，很难设想电网调度部门的调度行为既 能满足本网、本公司的利益需求，又能使其他独立发电企业相信其公平、公正、公 开性3 。 电力市场环境下，抽水蓄能电站应以怎样的身份在电力市场中立足；抽水蓄能 电站是否有能力以独立发电企业的形式参与市场竞争并生存和发展，从而彻底切断 电网与参与竞争的发电企业之间的资本纽带关系，实现真正意义上的厂网分开、竞 价上网；抽水蓄能电站在市场环境下应如何达到经济效益的最大化；这些都是值得 思考和研究的问题。 1 2 论文研究的目的及意义 1 2 1 论文研究的目的 国家发改委2 0 0 4 年1 月发布的发改能源【2 0 0 4 】7 l 号文中指出：“抽水蓄能电站 主要服务于电网，为了充分发挥其作用和效益，抽水蓄能电站原则上由电网经营企 业建设和管理，具体规模、投资与建设条件由国务院投资主管部门严格审核，其建 设和运行成本纳入电网运行费用统一核定。发电企业投资建设的抽水蓄能电站，要 服从于电力发展规划，作为独立电厂参与电力市场竞争。由此可见，在我国电力 市场化改革的初期，抽水蓄能电站的投资建设主体主要限定为电网企业，这与我国 目前现实情况是相吻合的，也与国外抽水蓄能电站建设的经验相一致。计划经济时 期，抽水蓄能电站的建设是建立在单纯系统安全稳定的条件下考虑的；市场经济时 期，对抽水蓄能电站综合经济性的认识成为决定其生存、发展的根本性问题。由于 抽水蓄能电站与火电厂、水电站等常规电厂在技术特性上存在差异，它们在系统中 起的作用也大相径庭。因此，它们不可能在同一个竞价平台上展开竞争，尤其在我 国目前电力交易机制及各项电力法规尚不是很完善的情况下。必须对抽水蓄能电站 的市场环境、经济效益展开研究，不解决抽水蓄能电站的经济效益问题，将很大程 度上影响其发展，甚至生存。本论文研究的目的就是深入分析电力市场条件下影响 抽水蓄能电站经济效益的因素，增强其参与发电侧市场的竞争力，并对我国抽水蓄 能电站的经济效益分析提出一些建议。 1 2 2 论文研究的意义 抽水蓄能电站在电力系统中担负削峰填谷、旋转备用、事故备用、调频、调相 等任务。它对增加系统的稳定性、灵活性、改善供电质量，提高电网的安全性和经 济性具有重要的意义，是电网经济而有效的调控手段。因此它的兴建可以大大改善 电力系统各类发电机组的运行状态，获得较好的系统效益。 1 深化抽水蓄能电站经济效益的评价研究，有利于电力市场化改革的深入，推 2 华北电力大学硕士学位论文 动电力市场建设。 1 9 9 7 年的电力体制改革，实现了“政企分开”，2 0 0 2 年底以网厂分开为主要内 容的电力体制改革，其根本性的意义是打破了长期以来的行政电力体系，为我国电 力在市场经济条件下构建新的体制框架奠定了基础。在发电领域，改革的核心是建 立了五大电力投资控股公司的体制模式，形成了与若干的中央与地方的电力投资者 之间强烈的竞争与竞赛态势。改革促进了电力产品的市场化销售趋向，使短平快的 和具有地域经济优势的电力项目迅速启动和发展，同时具有实力的电力投资者对具 有战略意义的电力资源的占有竞争也拉开了序幕。 抽水蓄能电站作为一种特殊的电源，不同于一般电源，在激烈的市场竞争条件 下，面对改革带来的挑战和机遇，抽水蓄能电站必须寻找新的定位，寻求新的发展， 按照市场经济的一般规律认真研究解决其经营管理和发展方面存在的问题，体现电 力市场化改革的要求，成为电力市场化改革的一个亮点和标志，推动电力市场化改 革的深化。 2 深化抽水蓄能电站经济效益的评价研究，有利于推动电价改革 计划经济时期，抽水蓄能的建设是建立在单纯系统安全稳定的条件下考虑的。 市场经济时期，对抽水蓄能综合经济性的认识成为促进发展的根本性的问题，但是 由于电力商品的特殊性，其价格不可能完全依市场调控，而政府管理电价的政策性 电价体系对电力价格确定起实质性的主导作用，因此对抽水蓄能的客观作用和经济 性的认识在理论与实践之间必然也会存在相当的差距。我国抽水蓄能电站的发展应 该说长期以来一直存在认识上的差异，归根结底还是落在经济性上。在计划经济时 期，由于电价严格受到国家计划的控制，抽水蓄能不能为系统提供直接的发电效益， 间接效益对企业没有任何直接利益，因此，抽水蓄能“四度换三度 的价值观在计 划经济时期是天经地义的。随着市场经济的发展，电力作为商品的价值意识逐渐在 价格上得以体现，抽水蓄能对电力系统间接作用的经济性随之在认识上产生了飞 跃，价值规律必须在抽水蓄能电站建设运行中得以体现。 电价改革是电力体制改革的核心内容之一j 合理的电价形成机制对于抽水蓄能 电站的生存和发展来说，比任何一种类型电站都显得关键，肯定地说，没有合理的 电价形成机制，就没有抽水蓄能电站的发展。毫无疑问，抽水蓄能电站管理体制改 革，对于加快电价改革必将起到极大的推动作用。此外，合理的电价形成机制出台 后，建立了抽水蓄能电站正常的成本回收机制，也有利于电网企业“三公( 即： 公开、公正、公平) 调度，构建政府监管下的政企分开、公平竞争、开放有序、健 康发展的电力市场体系。 3 深化抽水蓄能电站经济效益的评价研究，有利于推动电力投融资体制改革 3 华北电力大学硕士学位论文 近几年，经济社会发展对电力需求持续快速增长，电力发展任务繁重，2 0 0 2 ， 2 0 0 3 ，2 0 0 4 年全国电力固定资产投资分别达到3 1 0 8 ，3 3 1 5 和4 5 9 5 亿元，电力发展 面临资本金短缺的困境，发展能力严重不足，仅国家电网公司每年资本金缺口就超 过1 0 0 亿元。一座百万千瓦抽水蓄能电站建设总投资在4 0 亿元以上，需要资本金 近1 0 亿元。 而另一方面，目前电力投融资体制存在诸多不适应和体制上的问题，特别是投 融资渠道单一，融资手段和方式简单。电力投融资体制改革成为深化电力体制改革、 加快电力发展的当务之急。 抽水蓄能电站的发展也不例外，资本金短缺直接影响到抽水蓄能电站的发展， 当前，必须在拓宽融资渠道上下功夫，创新融资方式，实现投资主体多元化，调动 一切积极因素，鼓励、吸引各方面参与抽水蓄能电站投资建设。抽水蓄能电站投融 资体制改革，完全可以在电力投融资改革方面发挥示范和引导作用。 4 深化抽水蓄能电站经济效益的评价研究，有利于提高整个电力系统效率，降 低运行成本，促进市场化改革目标的实现。 抽水蓄能电站启停快速、运行灵活，调峰填谷，满足电力需求，提高供电可靠 性，确保电力系统安全、稳定运行。抽水蓄能电站与其他电站配合，使得火电厂保 持在经济状态运行，有利于核电站的安全，减少水电站的弃水，有利于提高整个电 力系统运行效率，降低整体运行成本，实现资源优化配置。加强抽水蓄能电站在这 方面的研究，创新抽水蓄能电站管理体制和发展机制，对于深化电力体制改革具有 重要的现实意义畴1 。 1 3 国内外研究现状及发展动态 从抽水蓄能电站诞生至今的多年发展过程中，人们对于抽水蓄能电站的认识， 经历了一个由浅入深的动态过程。早期的抽水蓄能电站大多只用于在汛期抽水，然 后枯水期发电，只起到补充枯水期电量不足的作用。从本世纪5 0 年代开始，才对 抽水蓄能电站调频、调相、备用等动态功能有所认识，这方面的研究也开始增加。 抽水蓄能电站的经济效益评价需要首先对抽水蓄能电站所处的市场环境有个清晰 的认识，在此基础上，结合影响抽水蓄能电站经济效益的因素，对抽水蓄能电站的 经济效益进行综合的评价。在公平合理的交易模式下，抽水蓄能电站得到的补偿与 其自身所具有的价值应该是相一致的，抽水蓄能电站经济效益评价与市场环境有着 密不可分的联系 1 3 1 国内对抽水蓄能电站经济效益评价的研究 在国内，北京勘测设计院于上世纪8 0 年代末期提出的抽水蓄能电站经济效 4 华北电力大学硕士学位论文 益分析方法研究当中，较系统地论述了抽水蓄能电站的节煤效益，并编制了相应 的软件，对于抽水蓄能电站静态效益的分析提出了比较成熟的建议。其计算方法是 在同等满足电力系统要求的前提条件下，经电力电量平衡，得出有、无抽水蓄能电 站两个系统的燃料费用之差，即为节煤效益；有、无抽水蓄能电站的两个等效组合 方案的基建投资之差，即为容量效益；最后提出十三陵抽水蓄能电站各项效益的估 算值。而合肥工业大学与华东勘测设计院合作研究了天荒坪抽水蓄能电站动态效益 评估项目，在研究中提出了应用概率法计算旋转备用效益的方法。其具体做法是： 将事故备用和负荷备用放在一起同时研究，即同时考虑机组的随机强迫停运和计划 外负荷的随机增加和减少，进而求出系统实际所需的旋转备用容量，当系统所设旋 转备用小于实际所需的旋转备用时，利用抽水蓄能电站的空闲容量和备用电能向系 统提供旋转备用；同替代方案比较，算出抽水蓄能电站提供旋转备用，从而节省系 统费用，提高供电质量的效益。在抽水蓄能电站经济效益评价方面，河海大学程芳 博士的抽水蓄能电站旋转备用容量电价研究在研究我国现有电价制度对抽水蓄 能电站影响的基础上，选取蓄能电站所提供辅助服务中最重要的旋转备用功能进行 了深入的研究阳1 。大连理工大学郭东浦的工程硕士学位论文抽水蓄能电站效益计 算方法和经济性研究计算了抽水蓄能电站的静、动态效益，并对抽水蓄能电站与 其他常规电站由于不同的技术特性和运行方式而造成的经济性差异进行了比较口3 华北电力大学( 北京) 李笑蓉2 0 0 5 年1 月提交的硕士学位论文抽水蓄能电站运 营模式与上网电价定价方案研究在介绍目前抽水蓄能电站上网电价定价方法的基 础上，提出了在参与市场竞价前的过渡时期，独立运营模式抽水蓄能电站的上网电 价定价方案随1 。另外，中国水电顾问有限公司的赵士和b 。10 | 、上海大学言茂松晴1 、华 北电力大学何永秀n 卜他1 、孙薇n 引、方军1 等老师也对抽水蓄能电站有着深刻的认识 和研究。 1 3 2 国外对抽水蓄能电站经济效益评价的研究 对于抽水蓄能电站的经济效益分析及相关领域，国外有比较成熟的研究成果。 i e e e 高级成员p j d 0 n a l e k 分析了抽水蓄能电站在电力系统中所起的重要作用，在 比较各个不同国家与地区不同水文条件的基础上，计算了在区域电力市场中特定节 点电能与辅助服务的成本与效益，并以东南欧巴尔干地区为例进行了深入分析n 副。 a s m a l i k 与b s c o r y 提出个电力扩容时用于优化抽水蓄能电站水库利用水平的 随机生产成本法，并指出了这种方法与e l d c 法的区别口6 1 。n i n gl u ，j o eh c h o w 与a l a l l a d e s r o c h e f s 对竞争性电力市场条件下抽水蓄能电站的最优竞价策略进行了 探讨，通过预测周市场价格曲线，得出一个考虑备用竞价前提下寻求抽水蓄能电站 利润最大化的算法。e m a i ln i 、p e t e rb l u h 与s t e p h e nr o u r k e 提出了取消管制后 发电公司同时参与主电能市场和辅助服务市场竞价的情况下，抽水蓄能电站在考虑 5 华北电力大学硕士学位论文 风险约束的基础上，如何寻找一个最为有效的报价策略，并以新英格兰市场一个拥 有1 1 台常规机组和一台抽水蓄能机组的电力系统为例进行了实例验证n 引。l o u i s n h a n n 甜，b a l d w i np l a m 等构建了我国华东电网中一个抽水蓄能电站的动态模拟 模型，并对此电站对保证电力系统稳定所起的作用进行了深入分析n 刨。法国电力公 司( e d f ) 的d k o h n 撰文指出，法国电力系统的负荷调整分为三级：各发电设备的自 动调频、负荷频率控制( l f c ) 、旋转备用，并分析了相当于法国电力公司规模的电 力系统中抽水蓄能电站的效益情况，研究得出当其承担旋转备用时，其动态效益为 2 9 0 法郎( k w 年) 。意大利国家电力局的s p 觚i c h e l l 和s a l v a d e u ，对抽水蓄能电站 承担静态任务和动态任务进行了容量划分，分别计算了某抽水蓄能电站的静、动态 效益，得出该抽水蓄能电站仅旋转备用效益即达3 0 美元( k w 年) 。美国电力研 究院的a f e r r e i r o 和麻省理工学院的c e c a e rj r ，根据基准年的价格水平，定量 评估了美国某抽水蓄能电站的效益，得出：当电站承担旋转备用时，为系统带来效 益4 5 美元( k w 年) ，承担调频功能时1 0 美元( k w 年) ，进行负荷跟踪时1 0 美元 ( k w 年) ，进行同步调相时5 美元( k w 年) ，满足负荷爬坡时1 0 美元( k w 年) ， 增加系统的可靠性效益5 美元( k w 年) 啪1 。 国内外这些对于抽水蓄能电站的研究，很大程度上丰富了本文的研究思路，不 足之处在于，上述文献只是提供了一些参考数据，对抽水蓄能电站的经济效益评价 都是从单纯的功能角度来进行，而且有许多都忽略了电力市场环境，导致了研究的 结果的不全面。 1 4 本论文主要研究的内容 抽水蓄能电站是一种特殊性质的电站，在电网安全、稳定和经济运行中发挥着 重要的作用。传统上对于抽水蓄能电站经济效益的分析，偏重于从技术功能的角度 进行分析，这种分析具有简洁、方便的优点，但在评价问题上又不易做到清晰明确， 常常出现模糊和重叠，况且比较得出的效益结论与这种效益的市场实现之间常常又 是脱节的。本论文既然是研究市场条件下抽水蓄能的经济效益问题，所以就必须在 分析传统效益划分方法的基础上，以市场运行的视角，对经济效益的分析进行基于 市场观点的重新描述，并采用模糊层次分析法，对抽水蓄能电站经济效益进行综合 评价，进一步分析电力市场条件下抽水蓄能电站经济效益问题，提高我国抽水蓄能 电站参与发电侧市场的竞争力。研究内容分为三部分： 1 从抽水蓄能电站研究现状出发，探讨我国抽水蓄能电站的外部市场条件和其 所参与的发电侧市场，深入的分析抽水蓄能电站的各个受益主体； 2 在对抽水蓄能电站受益主体分析的基础上，进一步明确了抽水蓄能电站经济 效益评价的范畴，并从抽水蓄能电站自身的财务状况和其为关联企业所提供的辅助 6 华北电力大学硕士学位论文 服务两个方面来分析影响抽水蓄能电站经济效益的因素，从而建立了一套有针对性 的指标体系； 3 结合抽水蓄能电站经济效益评价指标体系，运用模糊层次分析法，对泰安抽 水蓄能电站经济效益进行综合评价，并深入的探讨泰安抽水蓄能电站经济效益评价 中所存在的问题。 7 华北电力大学硕士学位论文 第二章抽水蓄能电站运行的电力市场条件及受益主体分析 2 1 抽水蓄能电站运行的电力市场条件 本文讨论市场条件下抽水蓄能电站经济效益的评价问题，因此论述在电力工业 进行市场化改革的大背景下，抽水蓄能电站运行的外部电力市场环境是必要的。因 为只有对一些典型的西方国家的电力市场的基本情况，以及对我国的电力市场改革 的历史、现状及其前景有一个足够清晰的认识，才可能把研究工作置于个大的外 部环境约束条件之下，才能使结论具有现实意义和潜在应用价值。 2 1 1 中国电力体制改革 根据国务院公布的电力体制改革方案，电力体制改革将包括以下主要内容： 一是实行“厂网分开”。即：将国家电力公司的电厂资产拆分、重组成四家全 国性的、跨区域的大发电集团公司；将全国的电网拆分成南方电网公司和国家电网 公司。其主要内容是：将目前掌握了全国约5 0 发电装机容量的国家电力公司的 发电资产重组为四至五家全国性发电集团公司，包括国家电力公司嫡系的国电电力 发电公司，大唐发电公司、国华发电公司和华能国际发电公司。据统计，国家电力 公司目前控股、参股的装机容量有1 5 亿千瓦，除留出一部分抽水蓄能电厂或少数 应急、调峰电厂用以稳定电网外，其余的都将重组到四、五家全国性发电集团公司 中，这些大发电集团公司的装机容量将达到4 0 0 0 万千瓦左右。重组后，每个发电 企业在各区域电网中的份额原则上不超过2 0 。而电网则会南北分家：将目前掌 握了全国全部电网资源的国家电力公司拆分成南方电网公司和国家电网公司( 西藏 暂时不变) 。南方电网公司由广西、贵州、云南、海南和广东五省电网组合而成， 按各方现有电网净资产比例成立董事会。国家电网公司作为原国家电力公司管理的 电网资产出资人代表，下设华北( 含山东) 、东北( 含内蒙古东部) 、华东( 含福建) 、 华中( 含四川、重庆) 和西北5 个区域电网公司。区域电网公司的主要职责是经 营管理电网，保证供电安全，规划区域电网发展，培育区域电力市场，管理电力调 度交易中心，按市场规则进行电力调度。各区域内的现省级电力公司改组为区域电 网公司的分公司或子公司，负责经营当地相应的输配电业务。国家电网公司的主要 职责是负责各区域电网之间的电力交易和调度，处理网问协调问题，参与投资、建 设和经营相关的跨区域输变电和联网工程，协助有关部门制定全国电网发展规划。 据统计此次电力体制改革涉及剥离的资产达3 0 0 0 亿元人民币。随着改革的深入全 国的发电、输电、配电、供电四个环节最终可能被全面拆分成四个独立的运营机构， 这是电力改革的必然方向。 8 华北电力大学硕士学位论文 二是实行”竞价上网”。在区域电网公司经营范围内，设置一个或数个电力交 易中心，在发电领域全面引入市场竞争机制，根据各地不同情况，建立相应的市场 竞争规则和市场交易制度，最终实现谁的发电质量高，谁的环保条件好，谁的价格 低，谁的上网电量就多。 三是建立科学的电价形成机制。将电价划分为上网电价、输电电价、配电电价 和终端销售电价。上网电价由国家制定的容量电价和市场竞价产生的电量电价组 成，输、配电价由政府确定定价原则，终端销售电价以上述电价为基础形成，建立 与上网电价联动机制。在具备条件的地区，发电企业可以通过协商方式向大用户直 接供电，并执行国家规定的输配电价。 四是设置电力监管委员会。建立一个国家层面的独立的电力监管委员会，规范 和监管电力市场运行，维护公平竞争，监督检查电力企业生产质量标准和处理电力 市场纠纷，维护消费者权益等。这一步伐比预想的要快得多。因为政企分开后， 政府管电职能有所削弱，而要真正打破垄断，必须建立电力监管机构，这是实现电 力改革目标的保证。不过，如何建立的具体方案还在酝酿之中。原因在于，电力监 管的难度很大。到目前为止，国际上还没有什么公认的比较好的通用方案。电力监 管不同于电信监管，后者是集中监管，而前者则是分散监管。分散监管的难度要远 远大于集中监管，而电力的特性又决定了其必须以分散监管为主幢。 综上所述，厂网分开、竞价上网、建立科学合理的电价形成机制和建立一个国 家级的电力监督委员会，构成了电力改革方案的四个核心内容。 2 1 2 发电侧电力市场简介 2 1 2 1 电力市场的形成 9 0 年代以来，电力体制多元化的潮流遍及世界许多国家，目标是要从一体化 转为竞争化，彻底打破垄断，实现商业化运营。一百多年以来，直被认为是一体 化的发电、输电、配电、用电等电力工业环节，相继被分离，公平竞争的机制逐步 引入。我国自8 0 年代以来，从集资办电开始，电力体制多元化的格局逐渐形成， 独立电厂大量涌现，竟价发电、公平竞争的呼声日益高涨。随着我国改革的不断深 入，特别是中国加入w t o 后逐步通国际惯例接轨，市场对外开放，电力市场全面 开放的格局已经形成。 2 0 0 2 年3 月，国务院正式批准了电力体制改革方案。4 月1 1 日，国家计委 公布电力体制改革方案内容。国家电力体制改革的总目标是，打破垄断，引入竞争， 提高效率，降低成本，健全电价机制，优化资源配置，促进电力发展，推进全国联 网，构建政府监管下的政企分开、公平竞争、开放有序、健康发展的电力市场体系 2 2 】 o 9 华北电力大学硕士学位论文 2 1 2 2 发电侧电力市场 厂网分开改革的主要内容是，为在发电环节引入竞争机制，首先要实现“厂网 分开 ，将国家电力公司管理的电力资产按照发电和电网两类业务进行划分。发电 环节按照现代企业制度要求，将国家电力公司管理的发电资产直接改组或重组为规 模大致相当的5 个全国性的独立发电公司，逐步实行“竟价上网”，开展公平竞争。 电网环节分别设立国家电网公司和中国南方电网有限责任公司，国家电网公司下设 华北、东北、华东、华中和西北5 个区域电网公司。国家电网公司主要负责各区域 电网之间的电力交易、调度，参与跨区域电网的投资与建设；区域电网公司负责经 营管理电网，保证供电安全，规划区域电网发展，培育区域电力市场，管理电力调 度交易中心，按市场规则进行电力调度。区域内的省级电力公司可改组为区域电网 公司的分公司或子公司。 2 0 0 2 年1 1 月，中国电监会宣布成立，这标志着，中国最大的垄断企业一电 力行业，全面改革的进程全面展开。 传统的电力系统中，电厂发电量由调度中心按最优运行规则运行乜3 心4 | ，优化运 行的内容主要有几个方面： ( 1 ) 厂内经济运行； ( 2 ) 短期经济运行； ( 3 ) 长期经济运行。 根据这几个方面的内容，以满足整个电网系统最经济的方式制定发电计划。进 入自由竞争电力市场后，电厂的角色发生了重大变化。调度中心不再考虑厂内优化 的问题，转而要求电厂提供的价格最低。电力市场是采用法律、经济等手段，本着 公平竞争、自愿互利的原则，对电力系统中发电、输电、供电、用户等各成员组织 协调运行的管理机制和执行系统的总和乜5 l 。其基本特征是：开放性、竞争性、计划 性和协调性。电价是电力市场的杠杆和核心内容，确定电价原则、计算贸易电价是 电力市场的重要内容乜卜29 l 。对于发电厂而言，平等的环境能够促进竞争，激励各发 电厂提高生产率，降低成本，增加活力。在电力市场中，发电厂最关心的问题有两 个：发电计划和上网电价。所谓上网电价，是指发电厂售电时电网相应计量点的电 价。在计划体制下，编制发电计划的原则，是以电网能源损耗费用最低为目标。在 电力市场中，仍需遵守同样的原则，但费用的含义是输电公司从发电公司购买电能 的费用。交易中心不再考虑机组优化问题，而是考虑所有购电成本的优化。 l o 华北电力大学硕士学位论文 2 2 抽水蓄能电站的受益主体分析 2 2 1 抽水蓄能电站受益主体分析的必要性 抽水蓄能电站的投入运行，使电网中的部分电源较大地节省了燃煤、维修等费 用，并使受益电源因多发电量而得到可观的效益。同时，其在电网中的削峰填谷、 调频、调相、旋转备用、爬坡等运行，给电网、电厂以及用户都带来了显著的经济 效益。这些效益都是实实在在存在的。但到目前为止，国内还没有一个公认的容量 效益计算方法即使计算出来，在现行的财务体制下也拿不到钱，亦即没有可操作性。 而且随着以“厂网分开，竞价上网”为前奏的我国电力工业市场化改革的深入， 现行电价制度、调度体制与抽水蓄能电站生存与发展之间的矛盾越来越突出，相应 地带来了一系列的问题。其中较为突出的是实现市场化运营后，蓄能电站的经营管 理模式问题、在电力系统中的归属问题以及独立的抽水蓄能公司在电网中能否生存 等问题。 可以说，在我国如何回收抽水蓄能电站的各项效益是困扰其发展的根本问题。 因此，本论文希望从抽水蓄能电站受益主体的角度找到突破口。通过分析，使作为 受益方的电站企业本身、电网、系统其他电源、社会和生态环境明确受益来源、受 益程度。并由分析结果，为抽水蓄能电站向受益方收取合理费用提供参考依据，使 抽水蓄能电站能够在电力系统中合理地回收成本，并合理获利。这样才能使抽水蓄 能电站脱离“有功无禄 的窘境，提高它在电力市场中的竞争力和参与辅助服务的 积极性，从而增强整个电力系统的安全可靠性并促进我国电源结构的优化与电力资 源的合理配置。同时，有利于加强抽水蓄能电站自身的经营管理水平，为未来参与 市场竞争打下良好的基础。 2 2 2 各受益主体的分析 从计划经济时期到电力市场环境，抽水蓄能电站的投资主体、经营模式、功能 发挥乃至经营目标均随之发生根本性转变。本论文分别在计划经济与电力市场两种 前提条件下，分析抽水蓄能电站的受益主体。 2 2 2 1 计划经济条件下 计划经济时期，我国电力企业实行垂直垄断经营，抽水蓄能电站的建设是建立 在单纯系统安全稳定的条件下考虑的，是电力管理局电力集团公司的下属机构。因 而此时期抽水蓄能电站是作为电网企业的一个车间来运营的，由电网调度部门以行 政命令的形式强制实行“统一调度 ，并作为电网的一部分纳入电网的统一效益评 价。其受益主体分析如下： 华北电力人学硕士学位论文 图2 1 计划经济条件下抽水蓄能电站的受益主体 2 2 2 2 电力市场条件下 厂网分开后，实行竞价上网，抽水蓄能电站与电网经营企业都成了相对独立的 市场主体。在电力市场环境下，由于利益的驱动，各个市场主体最关心的是企业的 成本和效益，虽然电力生产的特点与电力经济的特性，使发、输、配、售共处一网， 密不可分，安危悠关，相互依存，但是市场化的经济规律己经切断了发电与输电之 间的资产纽带关系，作为独立的市场主体都必须实行独立经济核算。 抽水蓄能在电力系统中运行所产生的经济效益按照不同性质的受益主体可以 分为五个方面：一是抽水蓄能电站企业本身；二是电网；三是系统中的其他电源； 四是社会；五是生态环境。如下图所示： 图2 1 电力市场条件下抽水蓄能电站的受益主体 下面针对每一个受益企业作简要分析 1 抽水蓄能企业自身效益分析 抽水蓄能电站对低价谷电进行加工，生产出高价的峰电。峰谷电价差扣除能量 1 2 华北电力大学硕士学位论文 转换中的损失即为电量效益。它的大小与发电量、峰谷价差以及蓄能电站效率有直 接关系。在辅助服务市场还不健全的情况下，电量效益的大小决定着抽水蓄能电站 的盈亏平衡，以及能否持续经营。 实际运行中抽水蓄能电站的发电量是非确定的，可能与设计情况有较大差距。 设计的发电量是在一定的设计前提下得出的，即根据电网所在地的经济发展情况预 测该电网远景负荷水平和相应电源结构，以及电网用电、发电所制定的政策、规定 等条件，在一定的情况下得出的。一方面抽水蓄能电站的设计发电量较少，大约只 为常规水电电量的一另一方面，当抽水蓄能电站建成投产时，其发电量的多少是与 当时的经济发展水平、电网情况和电网调度及相应政策、规定密切相关的，是可能 变化的，将它作为唯一的经营指标，不计其动态效益，必然会有很大的风险。况且 在一部制电价体系中，由于尖峰电价受系统综合电价的影响和牵制，加之政策性电 价形成机制的计划行为，很难客观反映主要担负调峰和备用作用电源的电价水平在 两部制电价体系中，虽然在理论上可以客观反映抽水蓄能的效益，但仍然受制于政 策性电价体系的影响。因此，目前抽水蓄能电站所获的电量效益并未达到应有的水 平。 2 电网系统受益分析 抽水蓄能电站更重要的是调频、调相、事故备用等动态功能，对提高电能质量、 保证电网安全、经济运行，有着不可替代的重要作用，是电网经济有效的调控手段。 而且可以节约电网调相设备等，提高系统运行的经济性如果在负荷中心建设抽水蓄 能电站还可就地提供调峰与备用容量，