（技术经济及管理专业论文）保定电力公司电力需求侧管理实施方案研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 电力需求侧管理是解决我国电力紧缺问题的有效手段。本文在对国内外电力需 求侧管理实施经验总结的基础上，结合保定地区电源结构、用电现状分析、行业用 电分析、用电特点及对保定市负荷高峰月运用综合g m ( 1 ，1 ) 、a r i m a 的变权组合预 测模型进行负荷预测的结果，证明了保定市实施电力需求侧管理的必要性、紧迫性 和可行性，同时确定了实施需求侧管理的重点。进而以一定统计数据为依据，对保 定市电力需求侧管理措施进行了针对性研究和相应成本效益分析，并提出了建立电 力需求侧管理激励机制的建议。该项方案研究对保定电力需求侧管理有重要的现实 借鉴意义。 关键词：电力需求侧管理负荷预测 峰谷电价激励机制 a b s t r a c t p o w e rd e m a n ds i d em a n a g e m e n tc a ns o l v eo u rc o u n t r ye l e c t r i cp o w e rs c a r c eq u e s t i o n t h i sa r t i c l ei nt h ef o u n d a t i o nw h i c hs u m m a r i z e st ot h ed o m e s t i ca n df o r e i g np o w e rd e m a n d s i d em a n a g e m e n ti m p l e m e n t a t i o ne x p e r i e n c e ，u n i f i e st h eb a o d i n ga r e ap o w e rs o u r c es t r u c t u r e t h e p r e s e n ts i t u a t i o na n a l y s i s ，t h ep r o f e s s i o ne l e c t r i c i t ya n a l y s i s a n dt h e e l e c t r i c i t y c h a r a c t e r i s t i c a n dt ot h eb a o d i n gp e a kl o a dm o n t hu s i n gt h es y n t h e s i sg m ( 1 ，1 ) ，a r i m a c h a n g e st h ep o w e rc o m b i n a t i o nf o r e c a s tm o d e l t oc a r r yo nt h el o a df o r e c a s tt h er e s u l t t h r o u g ht h ea n a l y s i s ，t h er e s u l tc a np r o v et h en e c e s s i t y ，t h eu r g e n c ya n dt h ef e a s i b i l i t yo f b a o d i n gp o w e rd e m a n ds i d em a n a g e m e n t ，a n ds i m u l t a n e o u s l yd e t e r m i n ek e yp o i n to f d e m a n ds i d em a n a g e m e n t t h e nb a s e do nt h ec e r t a i ns t a t i s t i c a ld a t a ，t h i sp a p e rc o n d u c t st h e p o i n t e dr e s e a r c ha n dt h ec o r r e s p o n d i n gc o s tb e n e f i ta n a l y s i st ot h eb a o d i n gp o w e rd e m a n d s i d em a n a g e m e n tm e a s u r e ，a n dp u tf o r w a r dt h ep r o p o s a lo ft h ee s t a b l i s h m e n to fs t i m u l a t i o n m e c h a n i s m t h i ss c h e m eh a si m p o r t a n tr e a l i t ym o d e ls i g n i f i c a n c et ot h eb a o d i n gp o w e r d e m a n ds i d em a n a g e m e n t w a n gj i n g ( t e c h n o l o g ye c o n o m ya n dm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db yp r o f ij i az h e n g y u a n k e yw o r d ：p o w e rd s m ，l o a df o r e c a s t i n g ，p e a ka n dv a l l e yp r i c e ，s t i m u l a t i o n m e c h a n i s m 华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 电力需求侧管理是解决我国电力紧缺问题的有效手段。本文在对国内外电力需 求侧管理实施经验总结的基础上，结合保定地区电源结构、用电现状分析、行业用 电分析、用电特点及对保定市负荷高峰月运用综合g m ( 1 ，1 ) 、a r i m a 的变权组合预 测模型进行负荷预测的结果，证明了保定市实施电力需求侧管理的必要性、紧迫性 和可行性，同时确定了实施需求侧管理的重点。进而以一定统计数据为依据，对保 定市电力需求侧管理措施进行了针对性研究和相应成本效益分析，并提出了建立电 力需求侧管理激励机制的建议。该项方案研究对保定电力需求侧管理有重要的现实 借鉴意义。 关键词：电力需求侧管理负荷预测 峰谷电价激励机制 a b s t r a c t p o w e rd e m a n ds i d em a n a g e m e n tc a ns o l v eo u rc o u n t r ye l e c t r i cp o w e rs c a r c eq u e s t i o n t h i sa r t i c l ei nt h ef o u n d a t i o nw h i c hs u m m a r i z e st ot h ed o m e s t i ca n df o r e i g np o w e rd e m a n d s i d em a n a g e m e n ti m p l e m e n t a t i o ne x p e r i e n c e ，u n i f i e st h eb a o d i n ga r e ap o w e rs o u r c es t r u c t u r e t h e p r e s e n ts i t u a t i o na n a l y s i s ，t h ep r o f e s s i o ne l e c t r i c i t ya n a l y s i s a n dt h e e l e c t r i c i t y c h a r a c t e r i s t i c a n dt ot h eb a o d i n gp e a kl o a dm o n t hu s i n gt h es y n t h e s i sg m ( 1 ，1 ) ，a r i m a c h a n g e st h ep o w e rc o m b i n a t i o nf o r e c a s tm o d e l t oc a r r yo nt h el o a df o r e c a s tt h er e s u l t t h r o u g ht h ea n a l y s i s ，t h er e s u l tc a np r o v et h en e c e s s i t y ，t h eu r g e n c ya n dt h ef e a s i b i l i t yo f b a o d i n gp o w e rd e m a n ds i d em a n a g e m e n t ，a n ds i m u l t a n e o u s l yd e t e r m i n ek e yp o i n to f d e m a n ds i d em a n a g e m e n t t h e nb a s e do nt h ec e r t a i ns t a t i s t i c a ld a t a ，t h i sp a p e rc o n d u c t st h e p o i n t e dr e s e a r c ha n dt h ec o r r e s p o n d i n gc o s tb e n e f i ta n a l y s i st ot h eb a o d i n gp o w e rd e m a n d s i d em a n a g e m e n tm e a s u r e ，a n dp u tf o r w a r dt h ep r o p o s a lo ft h ee s t a b l i s h m e n to fs t i m u l a t i o n m e c h a n i s m t h i ss c h e m eh a si m p o r t a n tr e a l i t ym o d e ls i g n i f i c a n c et ot h eb a o d i n gp o w e r d e m a n ds i d em a n a g e m e n t w a n gj i n g ( t e c h n o l o g ye c o n o m ya n dm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db yp r o f ij i az h e n g y u a n k e yw o r d ：p o w e rd s m ，l o a df o r e c a s t i n g ，p e a ka n dv a l l e yp r i c e ，s t i m u l a t i o n m e c h a n i s m 声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文保定电力公司电力需求侧管理实施方 案研究，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：矗日期：堕堂、扣 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：口学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；口学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；口学校可允许学位论文被查阅或借阅；口学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；口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1 作者签名： 日期： 导师签名： 一扣 遄一 华北电力大学硕士学位论文 i 1 论文的研究背景及意义 1 1 1 论文的研究背景 第一章引言 电力的安全、稳定和充足供应，是国民经济稳定发展的重要条件。要实现我国 经济的可持续发展，就必须保证电力的健康可持续发展。从2 0 0 2 年起，我国电力 供需矛盾目益突出。尤其在2 0 0 3 年我国的g d p 增长9 1 ，用电量增长1 5 4 ，电 力增长明显超过g d p 的增长。全国共有1 5 个省( 区、市) 出现了电力供应紧缺的现 象，以河北省为例，光2 0 0 3 年第一季度河北南网共限电8 9 天，同最大限电9 5 万 千瓦，电力缺口为2 0 0 万千瓦。而在近两年，我国并没有大机组投运，因此，近两 年我国的缺电形势更为严峻。 1 1 2 论文的研究意义 保定市位于华北平原中部，北临首都北京，南靠省会石家庄，是河北省最大的 城市，素有首都南大门之称。优越的人文地理环境，使保定市的经济一直保持良好 的经济增长势头，国内生产总值从1 9 9 4 年近2 8 0 亿元到2 0 0 3 年猛增至9 2 8 5 亿元， 按可比价格计算，年均递增1 4 5 7 。全社会用电量也从1 9 9 8 年的6 5 7 3 3 4 万千瓦时 到2 0 0 4 年的1 2 0 6 9 6 2 万千瓦时，增长幅度达到了8 3 6 2 。但由于保定市市电源建 设不足，当地发电厂容量少，电网拉限电严重。保定电网拉路限电由2 0 0 3 年的3 8 5 2 7 路次猛增至2 0 0 4 年的5 5 5 7 6 路次，增长率为4 4 2 5 ，平均每天拉路1 5 2 次，累计 拉限电量1 7 6 4 2 万k m h ，比去年增长了5 9 9 9 。巨大的电力缺口已经成为制约保定 市国民经济发展的瓶颈。 1 2 论文的主要研究内容 ( 1 ) 对电力需求侧管理的理论进行概述，总结电力需求侧管理的发展现状。 着重论述中国实施电力需求侧管理的必要性，及电力需求侧管理在中国的成功 经验，确定电力需求侧管理的实施主体。 ( 2 ) 对保定市的用电情况进行研究。 论证保定市实施电力需求侧管理的必要性、可行性，并确定实施电力需求侧管 理的重点负荷。 ( 3 ) 建立电力负荷预测模型，对保定市负荷高峰月的社会用电量进行预测。 ( 4 ) 保定电力公司需求侧管理实施方案研究。 针对以上分析的重点负荷，分别从用户、电力公司角度进行成本效益分析，并 i 华北电力大学硕士学位论文 提出相关建议，为电力需求侧管理获得“双赢”提供的依据。同时，根据保定市的特 点，对尚未采取电力需求侧管理措施的在成本效益分析的基础上设计可行方案。 1 3 论文的刨新点 ( 1 ) 提出一种新的综合灰色、a r i m a 的变权组合预测模型。该模型是根据灰色 o m 0 ，1 ) 模型具有较好的增长特性的特点，以纵向历史负荷为原始数据对月度负荷 时间序列的增长趋势进行建模：根据a r i m a 模型能较好地描述非平稳数据序列的 特点，以横向历史负荷为原始数据对月度负荷进行建模，最后引入变权组合方法综 合灰色g m ( 1 ，1 ) 和a r i m a 的优点建立变权组合预测模型。 ( 2 ) 进行大量的数据与资料统计，对保定市的用电现状进行分析，确定保定市实 施电力需求侧管理的重点。 ( 3 ) 对保定市的电力需求侧管理实施效果进行成本效益分析，并提出规避电力公 司风险的方法。 ( 4 ) 结合国内外电力需求侧管理的成功经验，形成保定电力公司的电力需求侧管 理方案研究。 2 华北电力大学硕士学位论文 第二章电力需求侧管理概述 2 1 电力需求侧管理基本概念 2 1 1 定义 电力需求侧管理( d e m a n ds i d em a n a g e m e n t ，简称d s m ) 是指通过采取有效措 施，引导电力用户优化用电方式，提高终端用电效率，优化资源配置，改善和保护 环境，实现最小成本电力服务所进行的用电管理活动。 2 1 2d s m 的目标 用户对电能的需求包括电力和电量。电力是用户的用电能力，电量是用户的用 电数量。从本质上说，电力需求侧管理的目标在于按照电能合理、高效的使用原则， 在最小费用下减少用户的电力和电量需求，即包括以下两方面： ( 1 ) 通过减少用户在电网峰荷时段的电力需求，降低电网的最大负荷，提高整 个电网的负荷率，有效利用已有电网资源，力图以尽可能少的装机容量达到系统的 电力供需平衡。 ( 2 ) 通过技术改造革新，推广节能设备的使用，使用户更有效地利用能源，降 低能源消耗总量，达到节约能源的目的。 在实际应用中，在峰期供电紧张、负荷峰谷差较大的电网，往往把节约电力放 在首要位置；在发电燃料价格昂贵、环境约束比较苛刻的电网，则更重视节约电量。 2 1 3d s m 的对象 可供选择的对象有下列几个主要方面： ( 1 ) 用户终端的主要用能设备，如照明、空调、电动机、冷藏、热水器、暖气、 通风设备等。 ( 2 ) 可与电能互相替代的用能设备，如燃气、燃油、燃煤、太阳能、沼气等热力 设备。 ( 3 ) 与电能利用有关的余热回收和传热设备，如热泵、热管、余热锅炉、换热器 等。 ( 4 ) 与用电有关的蓄能设备，如蒸汽蓄热器、热水蓄热器、电动汽车蓄电瓶等。 ( 5 ) 自备发电厂，如自备备压式、抽背式或抽气式热电厂，以及燃气机电厂、柴 油机电厂、余热和余压发电等。 ( 6 ) 与用电有关的环境设施，如建筑物的保温、自然采光和自然采暖及遮荫等。 2 1 4d s m 的常用手段 华t 电力大学硕士学位论文 电力需求侧管理以先进的技术设备为基础，以经济效益为中心，以法制为保障， 以政策为先导，采用市场经济运作方式，讲究贡献和效益。目前常用的有技术、财 政、诱导、行政四种手段。 1 技术手段 指针对具体终端用户的用电特点和工艺，采用先进、成熟的节电和管理技术， 以及相适应的设备来提高终端用电效率或用电方式。 ( 1 ) 改变用户用电方式的技术手段 以某种方式将用户的电力需求从电网负荷高峰期削减转移，或者增加电网负荷 低谷期的用电量以改变电力需求在时序上的分布，减少电网高峰负荷，提高系统 运行的可靠性和经济性。常用技术有：蓄冷蓄热技术、增加季节性用户负荷、增添 低谷用电设备、可中断负荷控制等。 ( 2 ) 提高终端用电效率的技术手段 在提供同样能源服务条件下，通过采用先进的节能技术和高效设备减少用户终 端用电量。常用技术有： 照明方面：采用紧凑型荧光灯替代普通白炽灯；用细管荧光灯替代普通粗管 荧光灯；由钠灯替代汞灯；用商效电感镇流器替代普通电感镇流器；用高效反射灯 罩替代普通反射灯罩等高效节能灯具：以及采用声控、光控、时控、感控智能开关 和钥匙开关控制实行照明节电运行等。 电动机方面：选用高导电、高导磁性能的电动机替代普通电动机，选用与生 产工艺需要容量相匹配的电动机，提高运行的平均负荷率；应用各种调速技术实现 电动机节电运行；实现流水作业降低电动机空载率等。 制冷空调方面：采用溴化锂吸收式制冷减少用电；应用智能控制高效空调器 节约用电；利用热泵替代电阻加热的取暖空调节约用电等。 余能余热方面：应用干法媳焦高温余热回收发电、工业炉窑高温余热回收发 电、高炉炉顶排气压力发电、工业锅炉余压发电等用来提高能源利用效率和增加终 端用户自给电量：采用热泵、热管和高效换热器等热回收和热传导设备，直接或者 间接地减少用电消耗。 变配电方面：采用低铜、铁损的高效变压器，减少变电次数，实行变压器经 济运行；配电线路合理布局和采用无功就地补偿减少配电损失等等。 2 财政手段 指刺激和鼓励用户主动改变消费行为和用电方式，减少电量消耗和电力需求， 是需求侧管理在运营策略方面的重点。主要措施有：电价鼓励、折让鼓励、免费安 装鼓励、借贷优惠鼓励、节电设备租赁鼓励等。其中应用最广的是电价鼓励，合理 的电价水平会促使用户对能源资源有更多的择优机会，可以激发用户削峰、填谷和 移峰填谷的积极性。 4 华北电力大学硕士学位论文 3 诱导手段 为了消除用户在认识、技术、经济上存在的心理障碍，提高他们对需求侧管理 的响应能力，就要使用诱导手段，这是需求侧管理的先行措施。节能要落实在终端， 必须通过用户来实现，而只有让用户从技术、经济上对需求侧管理认同了，才能调 动他们的积极性。一般广泛采用电视、广播、报刊、展览、广告、画册、读物、邮 件等方式提高用户对需求侧管理的理解，通过讲座、座谈、研讨、培训等形式与用 户面对面地接触，了解用户的需求。 4 行政手段 行政手段是指政府及其职能部门，通过法律、标准、政策、制度等来规范电力 消费的市场行为，以政府持有的行政力量来推动节能、约束浪费、保护环境的一种 管理活动。行政法规具有权威性、指导性和强制性，可以从宏观上保障市场的健康 运行。同时，通过制定和贯彻能源效率标准来鼓励生产和使用节能设备。 2 2d s m 在国外的发展状况 2 2 1 发达国家的d s m 2 0 世纪7 0 年代，为应对两次世界能源危机以及日益严重的环境压力，美国 在世界上率先开展电力需求侧管理( d s m ) ，取得了显著成效，并带动了d s m 在全 世界的发展，目前已有3 0 多个国家和地区实施了d s m 。国际能源署2 0 0 4 年的一份 报告显示，自从上世纪7 0 年代石油危机以来，发达国家通过采取包括d s m 在内的 多种提高能效的措施，使得单位g d p 能耗降低了约5 0 。如2 0 0 0 年美国人均一次 能源消费量与1 9 7 3 年几乎相等，但人均g d p 却增长了7 4 ；法国通过应用电力负 荷监控等d s m 措施，同负荷率由7 3 提高到8 5 左右，相应减少发电容量 1 9 0 0 0 m w ；英国筹集1 6 5 亿美元投资到5 0 0 多个提高能效的项目中，实现节能6 8 0 0 g w h ，相当于2 0 0 万家庭的年用电量。尤其值得一提的是，2 0 0 1 年美国加州通过采 取一系列提高能效和负荷管理措施，削减高峰负荷5 7 0 0 m w ，成功度过了电力危机 的难关，避免经济损失1 6 0 亿美元。 加州能源委员会预测2 0 0 1 年夏季加州将停电3 4 天，高峰电力负荷短缺可能高 达5 0 0 0 m w ，造成的经济损失将达1 6 0 亿美元。然而，上述预计的情况并未发生， 相反，加州发起了该州历史上最为成功的d s m 运动。通过以下措旄，加州政府仅 花费了约8 5 亿美元用于提高能效和节约用电，就避免了因可能停电造成的1 6 0 亿 美元的损失。更为重要的是2 0 0 1 年加州取得了5 7 0 0 m w 的削峰效益，其中超过 l l o o m w 的电力需求是长久性地减少。 ( 1 ) 额外资助电力公司开展能效项目。数十年来，所有加州电力公司的客户电费 账单上都有一笔少于3 的费用用于提高能效。2 0 0 0 年立法机构进一步确保能效项 目得到系统效益收费的支持。电力公司在2 0 1 2 年以前都可以得到一笔最低水平的 华北电力大学硕士学位论文 能效基金。目前基金水平大约为每年2 4 3 亿美元。 ( 2 1 强大的宣传攻势。加州利用政府的延伸职能来教育用户节能，比如：通过营 业执照、机动车登记、网站、信件、税务通知书等渠道向商业和公众宣传节能。在 2 0 0 1 年仅州政府传递的直接信息就超过了6 0 0 0 万条受教育人达数百万。 ( 3 1 政府的2 0 2 0 项目。为了鼓励用户节约用电，加州通过电力公司对能在夏季 用电高峰期减少用电2 0 以上的用户奖励至少2 0 的电费回扣。这被称为“2 0 2 0 ” 项目。通过回扣这种资金激励措施，并结合向用户宣传3 种最有效的节能方法( 即 温控器设定为7 8 华氏度、晚上7 点前不用大的家用电器、人走灯灭) ，使2 0 2 0 项 目取得了成功。3 3 的居民用户，3 0 0 多万用户家庭达到了减少电费2 0 的目标。 另外还有数百万家庭节电达到1 0 一2 0 。 ( 4 ) 能效标准。加州在2 0 0 1 年6 月采纳了全美最严格的建筑能效标准。该标准 要求建筑师和建设者必须关注空调和加热管道等经常发生泄漏的地方，并且减少太 阳能通过窗户和阁楼辐射进入建筑物。这项新的建筑标准预计每年可新增节约 2 0 0 m w 的电力，到2 0 0 6 年将达到每年1 0 0 0 m w 。 ( 5 ) 电力公司恢复综合规划管理。加州立法机构恢复了电力公司对资源规划的管 理，并同时出台了一项长期的法规，用以指导电力公司在提高能效使用和分配方面 去探索、开拓所有可行的和具有成本效益的节电措施。 2 2 2 发展中国家的d s m 发展中国家，尤其是地处高温多湿需要使用空调的亚洲各国和地区，如亚洲四 小龙，菲律宾、印尼、印度等，如果单靠扩大供电方的基建规模来满足高速增长的 电力需求，会使其财政和金融压力过大，因而他们实施电力需求侧管理的积极性很 高。但是，由于这些国家的d s m 发展还处于初级阶段，因此他们并不直接开展规 模较大的d s m 规划项目，而是采用先建立试点项目，然后通过总结经验以更好的 规划的方式。比如，泰国在1 9 9 1 年实行了旨在节约电力2 3 8 m w 的d s m 项目，收 到良好效果后进一步在1 9 9 5 年扩大了该项目的范围和规模，到2 0 0 0 年共节约电力 1 4 0 0 m w ；1 9 9 9 年，越南电力部和能源机构开展了一个d s m 项目，项目的目标包 括：发展d s m 执行力度和负荷调查力度，提高能源效率标准，开发建筑物能源效 率编码。越南d s m 项目到2 0 1 0 年的年均移峰与节能潜力可达到1 1 0 0 和5 3 0 9 g w h 。 2 3d s m 在中国的发展状况 2 3 1 中国需要d s m ( 1 ) 实施需求侧管理是可持续发展的需要 党的十六届三中全会提出“坚持以人为本，树立全面、协调、可持续的发展观”。 6 华北电力太学硕士学位论文 对电力行业来讲，就是要大力提高电力资源的利用效率，节约能源，使电力发展与 经济社会发展和环境保护相协调。无论从资源占有量和结构上看，还是从利用效率 上看，我国的能源问题都相当突出。人均资源占有量，我国不到世界平均水平的1 2 ， 但产值能耗比世界平均水平高出2 8 倍。以煤炭为主的能源结构，又使能源的开发 利用与环境保护的矛盾更加尖锐。因此，下功夫提高电力的利用效率，坚持全面、 协调、可持续的电力发展观显得更加重要。在这方面，电力需求侧管理大有可为。 譬如美国，2 0 0 0 人均g d p 比1 9 7 3 年增长了7 4 ，而能源消费并没有增长。能源效 率的提高已成为美国增长最快的能源资源。据美国能源部预测，到2 0 2 0 年，需要 新增发电装机4 亿k w ，但是美国计划采用需求侧管理，预计可以减少2 6 亿k w 装 机。我国在这方面尚存在很大差距。有关专家预测，如果实施有效的需求侧管理， 到2 0 2 0 年，我国可减少装机l 亿k w 左右，超过5 个三峡工程的装机容量，这将大 大缓解对资源和环境的压力，同时还可以节约8 0 0 0 亿到1 0 0 0 0 亿元的投资。由此 可见，在我国实施需求侧管理的潜力非常大，是我国实现可持续发展的需要。 ( 2 ) 实施需求侧管理是国民经济发展的需要 为满足国民经济发展的需要，2 0 0 3 年我国的能源消费总量为1 6 7 8 亿t c e ，比上 年增长1 0 1 ，其中电力占能源消费量的1 6 1 。在现有的能效水平上，预计到2 0 2 0 年全社会用电量将达到4 0 0 0 0 亿k w h ，需要装机容量9 亿k w h ，电力建设的任务非 常巨大。另一方顽，在我国由于历史的原因，火电在电力结构中比例一直在7 0 以 上。核电、风电等环保电能只能起到辅助作用。2 0 0 3 年在我国的煤炭产量1 6 7 亿 吨中，电煤大致8 5 亿吨占到了总量的5 0 ，2 0 0 4 年对电煤的需求又增加约8 0 0 0 万吨。但是总量、价格、质量和运力等方面出现的四大矛盾，使电煤供应形势很严 峻。首先，2 0 0 4 年电力、冶金、建材等各行业煤炭新增需求总计在1 3 亿吨左右， 全年总需求超过1 7 亿吨。2 0 0 2 年和2 0 0 3 年原国有重点煤矿产量均已经超出产能约 1 6 ，由于新投产矿井少，新增生产能力赶不上需求增长，煤炭供应总量不足的矛 盾凸显；而且，发电用的贫瘦煤、无烟煤短缺，更加剧了电煤供应总量矛盾。其次， 尽管国家发改委批准电煤价格上涨幅度不超过1 2 元吨，但煤电双方的价格矛盾 仍然很大，例如煤炭订货会很多合同“签量不签价”。第三，由于国家大煤矿早已 超能力生产，不足部分只能由小煤窑补充，“掺杂使假”现象抬头，煤炭质量下降。 第四，铁路运力不足、海上运力紧张、公路治理超载超限等综合因素形成了煤炭运 输矛盾。由此看来，仅靠单纯加大电力建设，是很难满足国民经济发展的需要的， 因此必须实施电力需求侧管理。 ( 3 ) 实施需求侧管理是改善负荷特性、优化电网运行的需要 近年来，随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，全国各地电网高峰 负荷增长迅猛、峰谷差不断拉大、负荷率下降。目前全国占高峰负荷9 5 以上的负 荷约1 0 0 0 多万k w ，年累计持续时间只有十几个小时。比如根据对2 0 0 2 年6 9 月 7 华北电力大学硕士学位论文 的负荷统计，华东电网整点负荷达到年最大负荷9 5 以上的仅有1 0 小时，占同期 小时总数的o 3 4 。如果单纯依靠扩大投资规模增加装机容量来满足短暂的尖峰用 电，不仅要投入巨大的电力建设资金，而且会由于电力设备利用率的不断下降导致 发供电成本上升。同时，当前空调负荷的急剧增长已经成为季节性高峰负荷不断攀 升的主要原因。空调负荷主要集中在夏季和冬季的电网高峰时段，年平均工作时间 只有数百个小时，对电网的安全运行和经济运行都非常不利。而实施需求侧管理可 以达到移峰填谷、均衡负荷的效果，不仅可以提高电网运行的经济性，同时增加了 系统的备用容量，有利于电网的安全稳定运行。 2 3 2d s m 在中国的成效 2 0 世纪9 0 年代初，电力需求侧管理引入我国。2 0 0 2 年以来，随着电力供需矛 盾的突出，电力需求侧管理进一步得到了全社会的普遍关注，并由此进入了一个较 快的发展时期。在政府的主导下，各地多措并举，电力需求侧管理取得骄人成绩。 2 0 0 4 年实现移峰2 1 8 6 万k w ，占全部电力缺口的7 3 3 ，同时电网平均负荷率为 8 5 7 2 ，同比增长1 8 4 个百分点：南方电网在缺口5 0 0 0 m w 的情况下，基本实现“限 电不拉路”，有效保证了居民生活和重要生产用电。 f 1 ) 充分运行经济手段，调解电力供求关系。 在市场经济条件下，推进需求侧管理必须更多地依靠经济手段，这已经成为人 们的共识。而利用经济手段，主要是积极推行峰谷分时电价和实施可中断负荷补偿 调节电力需求。 目前，峰谷分时电价已在各省得到广泛推广，据营销部门统计，2 0 0 3 年执行峰 谷分时电价的电量为5 3 8 5 8 8 亿k w ，占总售电量的4 7 1 9 。峰、谷、平三时段的 电量比例分别为3 0 、3 2 5 、3 7 5 。以江苏省为例，1 9 9 9 年在6 大行业实行3 ：1 峰谷电价时，年转移高峰负荷6 0 0 m w ；2 0 0 3 年扩大峰谷比价到5 ：1 和实行居民峰 谷比价后，又转移高峰负荷1 3 0 0 m w ( 其中企业1 0 0 0 m w ，居民3 0 0 m w ) ；2 0 0 4 年扩大峰谷分时电价范围后，再次转移高峰负荷1 5 6 0 m w ( 其中企业7 6 0 m w ，居 民8 0 0 m w ) ，电网负荷率达8 8 。 一些地方通过实行可中断负荷补偿，鼓励企业在高峰时段让出负荷空问，缓解 高峰压力，成效也十分显著。实施可中断负荷补偿，关键是要落实补偿资金。各级 政府都多渠道筹措资金，比如河北省政府印发了河北省南部电网可中断负荷补偿 办法，对尖峰自愿中断负荷的企业，每1 万k w 累计中断l h 补贴1 万元。2 0 0 3 年 共有3 6 家企业参与可中断负荷，削减高峰负荷2 0 万k w ，补偿资金4 3 6 0 8 万元。 ( 2 ) 广泛运用先进技术和设备，实现错峰避峰和节能 实施电力需求侧管理，必须要有相应的技术手段加以支持，推广应用先进的技 术和设备。在推广应用先进的错峰节能技术方面，江苏省先后投入资金6 18 亿元， 8 华北电力大学硕士学位论文 减少高峰负荷近1 0 万k w ，节约用电量2 8 亿k w h 。全国许多地方，特别是一些大 中城市，大力推广蓄热电锅炉、冰需冷空调和电采暖技术，在有效转移高峰负荷的 同时，也促进了环境保护。目前蓄能技术已在2 0 多个省推广应用，可转移高峰负 荷约8 0 万k w 。北京市采取冰蓄冷空调和蓄热电锅炉，转移负荷3 0 万k w 。我国还 积极和国际合作节能项目，d s m 照明节能示范项目是中国政府与联合国开发计 划署共同签署的中国绿色照明工程促进项目中的一个子项目。该项目于2 0 0 3 年7 月在上海市和河北省2 个示范地区正式启动。主要内容为：以高效自镇流荧光灯替 代普通白炽灯和普通自镇流荧光灯；以高效双端荧光灯更换普通双端荧光灯；以高 效高压钠灯替代普通高压汞灯；以高效金属卤化物灯替代普通高压汞灯：以电子镇 流器替代普通电感镇流器。根据照明用电方式和电价制度，将参与用户分为工业企 业、商业服务业、公用事业和居民用户4 类其中参与d s m 照明节电示范项目的 工业企业、商业服务业和公共事业单位有7 8 家。共安装6 8 2 6 6 7 万只，安装功率为 1 4 4 8 6 8 7 k w 。在2 0 0 4 年1 0 月，经国内外专家小组对2 个示范区进行了效果评估。 结果显示：用户寿期平均可避免成本达0 7 0 7 元k w h ，寿期平均节电成本只有0 0 3 7 元k w h ，平均可避免成本是它的1 9 1 1 倍，项目的初始投资平均回收期仅1 8 7 个月。 ( 3 ) 正确引导社会舆论，在全社会树立科学用电 电力需求侧管理涉及方方面面，需要全社会的理解、支持和参与。各地都利用 新闻媒体，介绍有关需求侧管理的基本知识，宣传各地的成功经验和好的做好，特 别是大力宣传各种节能技术。2 0 0 3 年河北省创建了“河北省电力需求侧管理产品展 销中心”，通过展销结合的方式，开展电力需求侧管理宣传。开业4 个月就接待了社 会各界群众6 0 0 0 人，推广节能型电暖器2 5 0 0 套，推广节能灯1 1 0 0 0 多只。 2 4d s m 的实施主体 现在关于我国d s m 的实施主体，存在不同的观点。笔者认为，电力需求侧管 理是一项系统工程，在科学规划，完善法规，制定政策，组织实施等方面，各级政 府的作用至关重要。只有政府高度重视，将节约能源、提高能源利用率纳入本地能 源发展规划，并制定有效的政策措施，才能推行需求侧管理工作的全面展开。但是， 电力需求侧管理的实施主体还应该是电力公司。首先，电力公司直接与用户接触， 更了解用户的需求，解决用户的困难也更专业化。其次，我国的电力公司作为国有 企业，具有不可推卸的社会责任。d s m 的实施可以给社会带来巨大的经济社会效益， 如减少发电燃料，缓解资源压力；减少建设电厂的投资从而可以减少治理环境污染 的费用等等，因此，电力公司有责任积极推行d s m 措施。同时，电力公司也是d s m 的受益者： ( 1 ) 用户重视削峰填谷，促进电网负荷率提高，发配电设备利用率相应提高，电 网运行状况得以改善；在缩小峰谷差的同时，降低了输配电网络的线损，从整体上 9 华北电力大学硕士学位论文 提高了电网的经济性。 ( 2 ) 利用高峰期腾出的供电容量满足不同需求的用户，大大降低了拉闸限电的概 率，增加了售电收入。 ( 3 ) 实施d s m ，用电单价下降，可刺激用电消费，加速电代油、电代气、电代煤， 淘汰自备燃油机组，充分扩展了电力市场。 ( 4 ) 降低了生产成本，提高了市场竞争力，在求得自身生存和发展的同时，反过 来又促进了电力事业的发展。 ( 5 ) 随着成本下降，利润上升，企业有了效益，电费支付困难问题迎刃而解，电 力公司电费收缴率自然提高。 ( 6 ) 某些地区住宅区移交电力公司直供，实施“两电分离”和“一户一表”镱略， 可以让用电企业将更多精力投于生产经营，而电力企业则在接管工业企业住宅区用 电管理改造工程中可以发展多经，扩大了管理领域，在完善服务中使售电量成倍上 升。 因此，笔者认为应坚持政府主导，电力公司作为电力需求侧管理实施主体的方 式。 1 0 华北电力大学硕士学位论文 3 1 保定电网概况 第三章保定市用电情况研究 保定供电公司是隶属河北省电力公司的国家特大型供电企业，担负着保定市区 和2 2 个县( 市) 的供电任务，供电覆盖面积2 2 0 9 7 平方公里。2 0 0 4 年全社会用电 量1 2 0 7 亿k m h ，售电量首次突破l o o 亿k w h ，实现1 0 9 1 2 亿k m h ，同比增长1 4 6 9 ； 日最大供电量3 7 8 1 万k m h ，网供最大负荷1 9 5 万k w ，同比增长1 8 1 8 ，各项指 标均创历史新高。 2 0 0 4 年成为保定电网建设史上投资最多、建设最集中、电网发展最快的一年。 全年共完成基建形象投资4 0 8 5 4 万元，完成1 1 0 k v 以上1 7 项基建工程，在建8 项。 实现5 0 0 k v 清苑变电站投运目标，新建2 2 0 k v 变电站2 座，增容2 座：新建1 1 0 k v 变电站5 座，增容7 座：共投产主变容量1 8 5 7m a v ，线路2 3 1 千米。通过建设2 2 0 k v 变电站容载比由1 4 9 提高到1 8 。截止2 0 0 4 年1 2 月底，公司共拥有3 5 k v 及以上 变电站7 2 座，总容量6 2 2 8 m a v 。其中2 2 0 k v 变电站l o 座，主变1 9 台，变电容 量2 7 0 0 m a v ：1 1 0 k v 变电站6 1 座，主变1 0 4 台，变电容量3 5 2 4 m a v ；3 5 k v 变电 站l 座，主变2 台，变电容量4 m a v 。 拥有3 5 k v 以上输电线路1 5 7 条，共计2 6 7 4 公里。其中2 2 0 k v 线路3 1 条，共 8 7 7 公里；1 1 0 k v 线路1 2 l 条，共1 7 3 3 公里；3 5 k v 线路5 条，共6 4 公里。另外， 还负责维护华北电网公司的5 0 0 k v 超高压线路6 3 3 公里。 1 9 9 7 年冀南电网第一座5 0 0 k v 变电站在保定徐水县建成投运，这标志着冀南 电网的电压等级提高到一个新的水平，输变电能力大增强。保定电网通过一回 5 0 0 k v 线路、六回2 2 0 k v 线路与冀南电网相联络，通过一回5 0 0 k v 线路、双回2 2 0 k v 线路与京津唐电网相联络，使保定电网成为华北电网的部分，大大提高了保定电 网的供电能力和供电可靠性。 3 2 保定市电源结构 电。 目前保定市的供电电源有两部分组成：一是省网供电；二是保定地方小电厂供 华北电力大学硕+ 学位论文 表3 - 12 0 0 5 年保定市主要发电厂 单位：m w 厂名装机容量类别厂名装机容颦类别 定州电厂1 2 0 0火电保定热电厂4 5 0热电 灵山电厂 5 0 火电涞源电厂 1 2 火电 涿州热电厂 2 4 热电王快电厂2 1 5水电 西大洋电厂 1 2 2 水电紫荆关电厂 1 5 7 水电 由上表可以看出，装机容量较大的发电厂主要是定州电厂，其次是保定热电厂。 其他小水电厂和小火电厂由于受到水资源、燃料的限制，每年发电量很少。 位于河北省定州境内的河北国华定州发电厂是该省叫一五”期间首批投入实施的 重点项目之。项目规划总容量2 4 0 万k w ，总投资8 5 亿元。一期工程投资4 6 3 亿元，规模为两台6 0 万k w 机组，年发电量6 6 亿k w h ，在2 0 0 4 年底全部竣工投 产。定州发电厂的业主单位一河北国华定州发电有限公司由北京国华电力公司、河 北省电力公司和河北省建设投资公司按4 ：3 ：3 的比例合资组建。其供电属网电。 保定热电厂位于河北省保定市西郊，是我国第一个五年计划期间由国家确定兴 建的华北地区第一座高温高压热电联产厂。自1 9 5 8 年建厂，四十多年来经过七期 扩建，目前拥有发电机组1 1 台，锅炉8 台，总装机容量5 4 5 万k w ，供热能力1 1 0 0 吨、时。由于装设机组数量多，平时要轮流检修，极少有全部满负荷发电的时间， 一般发电负荷3 0 万k w 左右，供出的负荷2 7 万k w 左右。约占全市目前供电最大 负荷的八分之一。 另外还有一些地方小火电厂，主要有灵山、洙源、涿州等小火电和王快、西大 洋、安格庄、紫荆关等小水电厂。小电厂总装机容量为1 2 9 6 万k w 。小火电由于受 燃料价格及供应以上网电价的影响，难以保证满发电，而水电厂由于受水资源的影 响。每年发电很少，一般情况下，不足2 0 0 0 小时。因此小电厂无力参与地区电网 的功率平衡，只能起到一个大电网的补充作用。 表3 - 2 保定电网发供电有功功率平衡表 单位：万k w ： 年份 项目、 2 0 0 32 0 0 42 0 0 52 0 0 62 0 0 72 0 0 82 0 0 92 0 1 0 全市最大有功负荷1 8 02 l o2 4 02 6 53 0 03 3 03 6 04 0 0 全市发电装机容量 6 01 1 01 7 01 7 01 7 01 7 01 7 0 2 2 0 其中：保定热电厂 5 54 54 54 54 54 5 4 53 5 灵山电厂5555555 5 定州电厂6 0 1 2 0 1 2 01 2 01 2 01 2 01 8 0 电厂供电能力 5 49 9 1 5 3 1 5 3 1 5 31 5 31 5 31 9 8 最大出力时电力缺额 1 2 61 l l 8 71 1 21 4 71 7 72 0 72 0 2 考虑停机时电