（电气工程专业论文）节能发电调度若干问题研究.pdf

tl矗甏jr，*；，o j，p、 ，、 ( 懒 r e s e a r c ho ns o m ep r o b l e m so f e n e r g y s a v i n gg e n e r a t i o n d i s p a t c h at h e s i ss u b m i t t e dt o s o u t h e a s tu n i v e r s i 够 f o rt h ea c a d e m i cd e g r e eo fm a s t e ro f e n g i n e e r i n g b y y a nl e i s u p e r v i s e db y p r o f e s s o rl iy a m g d e p a n m e n t o fe l e c t r i c a le n g i n e e r i n g s o u t h e a s tu n i v e r s 时 m a r c h2 0 1 0 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所 知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得东南大学或其它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。 研究生签名：差! 壹日期：研究生签名： 21 至! 日期： 知f o 3 i 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电 子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相 一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括以电子信息形式刊登) 论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布( 包括以电子信息形式刊登) 授权东南大 学研究生院办理。 研究生签名：匝导师签名： 日期：盘! ! ：主：! ! l 帝 摘要 一 摘要 我国“十一五”规划纲要提出了严格的节能减排目标，电力工业是耗能和污染物排放的 重点领域，必须承担起节能减排的相应责任，因此旨在节约能源、降低排放、最大限度提高 能源利用效率的节能发电调度具有重要意义。当前，节能发电调度政策仍停留在试点阶段， 还未在全国进行有效的推广，究其原因就在于这项政策将对众多主体利益进行广泛而重大的 调整，因此在实践过程中难免会遇到各种阻碍。本文在深入分析节能发电调度政策的基础上， 围绕节能发电调度工作中的若干经济性问题进行了研究。 本文首先从节能发电调度的目的和基本原则出发，介绍节能发电调度政策的基本内容： 分析了节能发电调度与传统发电调度的区别：介绍了节能发电调度试点情况，并重点对节能 发电调度政策实施的经济性障碍进行了分析。 其次，研究了节能发电调度对火电企业经济利益格局的影响。建立了火电企业成本效 益分析模型，研究了节能发电调度对火电企业发电小时数、利润等方面的影响；根据转置负 荷持续曲线的特点，提出了理想节能发电调度方案的概念，提出了理想节能发电调度方案 w 色i b u l l 分布模型，用最小二乘法对模型参数进行了拟合，拟合精度较优。根据理想节能发 电调度方案w e i b u l l 分布模型中参数与系统负荷的关系，对w e i b u l l 分布模型的参数进行了 讨论，并从电力供需变化的角度，讨论了电力供需变化时，火电企业节能发电调度的经济效 益。 接着在分析节能发电调度工作需要解决的经济补偿问题的基础上，提出基于行政手段 和基于市场手段的节能发电调度经济补偿机制。该机制将实行经济补偿与节能发电调度相分 离的办法，即在电网运行中机组的实际节能发电调度出力按照节能发电调度办法( 试行) 的要求执行，经济补偿机制以及结算办法则由经济补偿政策确定。本文提出的补偿规则和交 易办法降低了经济补偿操作的工作量，兼顾了各方的经济利益，适宜实际操作，同时对现有 的利益格局调整不大，不影响现行的电价体系，为节能发电调度的推进提供了参考。 最后，从监管的内容和监管手段两个方面阐述了节能发电调度和发电权交易相结合的监 管问题。监管内容的物理层面主要考虑节能发电调度目标的实现，而监管内容的经济层面主 要注重基于发电权交易的经济补偿机制的顺利实现。同时，在监管手段方面须注意行政手段、 经济手段和技术手段的综合使用。 关键词：节能发电调度；成本效益模型；经济补偿机制；发电权交易；节能发电调度监 管；监管手段 a b s i n l c t a b s t r a c t c h i n a s ”e l e v e n t hf i v e - y e a rp 1 锄”o u t l i 鹏as t r i c te n e 玛y s a v i n ge m i s s i o nr e d u c t i o nt a i 伊t s ，t h e p o w e ri i l d u s t 叮i st h ek e ya r e 越o f t h ee n e r g yc o n s u m p t i o n 觚dp o l i u t 锄te m i s s i o m e n e r g y - s a v i n g g e n e r a t i o nd i s p a t c h ( e s g d ) i so fg r e a ts i 鲥f i c 卸c ew h i c ha i m st os a v ee n e 哟0r e d u c ee m i s s i o l l s 锄di m p r o v ee n e r g ye 伍c i e n c y a tp r e s e n t ，e s g dp o l i c ys t i l lr e m a i n si nt h ep i l o ts t a g e t h er e 舔o n i st h a tm 觚yb e n e f i t sw i 儿b ea d j u s t e d s oi np 豫c t i c et h ep r o c e s sw i l li n e v i t a b l ya r i s eav 鲥e t yo f o b s t a c l e s i n - d e p t h 卸a l y s i so fe s g dp o l 咄t 1 1 i st h e s i sr e s e a r c h e so ns o m ee c o n o m i cp r o b l e m so f e s g d f i r s t l y ，i tp r e s e n t st h eb 雒i cc o n t e n t so fe n e 啦r s a v i n gg e n e r a t i o nd i s p a t c h i td i s c u s s e st i l e d i 仃e r e n t sb e 觚e e ne s g d 锄dt r a d i t i o n 2 l lg e n e r a t i o nd i s p a t c h 1 ta n a l y s i st l l em a i ne c o n o m i c b a r r i e r so ft h ee s g d p o l i c y s e c o n d l y ，t l l ei m p a c to fe s g dt om et h e 加a lp o w e rc o m p a n i e s p a t t e mo fe c o n o m i cb e n e f i t s 撇 s t u d i e d j te s t a b l i s h sac 0 s t - b e n e f i t 觚a l y s i sm o d e lo ft h e m a lp o w e rc o m p a n y 1 tp r e s e m s 锄i d e a l c o n c e p to fe s g db 嬲e do nw e i b u l ld i s t r i b u t i o nm o d e l t h ew e i b u l ld i s t r i b u t i o nm o d e lp a r a m e t e r s a r ed i s c u s s e d f r o mt h ep e r s p e c t i v eo fc h a n g e si np o w e rs u p p l y 锄dd e m 锄d ，i ts t u d i e st h ei m p a c t o fe s g dt 0t h et h e 册a lp o w e rc o m p a n i e s e c o n o m i ci n t e r e s t s t h e ni td e s c r i b e st l l ee c o n o m i cc o m p e n s a t i o np r o b l e m sw h i c hs h o u l db es o l v e dp r o p e r l yi nt h e i m p l e m e n t a t i o np r o c e s so fe s g d 1 1 1 eg e n e r a lp r i n c i p l e 卸dc o r ei d e ao fd e s i 印i n gn l ee c o n o m i c c o m p e n s a t i o nm e c h 锄i s mf o re s g d a r ep r o p o s e d e c o n o m i cc o m p e n s a t i o nm e c h a n i s mb a l s e do n a d m i n i s t r a t i v em e a n s 锄dm a r k e tm e 锄sa r ep u tf o n ，a r d ，c o m p a r e d 锄ds t u d i e d 1 n h ee c o n o m i c c o m p e n s a t i o nm e c h 锄i s mt a l c ei n t oa c c o u n tt h ee c o n o m i ci n t e r e s t so ft h ep a n i e s t h e ya r es u i t a _ b l e f o rp r a c t i c a lo p e r a t i o n f i n a l l y i t 咖d i e st h er e g u l a t o 拶i s s u e so fe s g d 锄dg e n e r a t i o nr i 曲t 仃a n s a c t i o n r e g u l a t o 叮 i s s u e si n c l u d es u p e r v i s i o nc o n t e n t s 锄ds u p e r v i s i o nm 酏o d s i nt h e r e s p e c to fs u p e r v i s i o n m e t h o d s ，t h e 陀 s h o u l db et t l ec o m p 他h e n s i v ee x p l o i t a t i o no ft i l ea d m i n i s n - a t i v em e t h o d s ， e c o n o m i c a lm e t h o d s 柚dt e c h n i c a lm e t h o d s k e yw o r d s ：e n e r g y s a v i n gg e n e r a t i o nd i s p a t c h ； c o s t - b e n e f i tm o d e l ；e c o n o m i cc o m p e n s a t i o n m e c h a n i s m ；g e n e r 撕o nr i 曲tt m n s a c t i o n ； s u p e n ，i s i o nm e t h o d s 目录 目录 摘要i a b s t r c t i i 目录i i i 第一章绪论1 1 1 论文的选题背景1 1 2 国内外研究现状2 1 3 论文的研究内容及组织结构3 1 3 1 论文的研究内容3 1 3 2 论文的组织结构5 第二章节能发电调度政策及其实施的经济性障碍6 2 1 节能发电调度政策6 2 1 1 节能发电调度的目的和基本原则6 2 1 2 节能发电调度的基本内容6 2 1 3 节能发电调度与传统发电调度的区别7 2 2 节能发电调度政策试点情况7 2 3 节能发电调度政策实施的经济性障碍9 2 3 1 发电企业经济利益问题9 2 3 2 电网企业经济利益问题1 0 2 3 3 地方政府经济利益问题1 1 2 3 4 煤价波动影响节能发电调度的实施1 2 2 4 本章小结1 2 第三章节能发电调度对火电企业经济利益影响量化分析1 3 3 1 火电企业的成本效益模型1 3 3 1 1 火电企业的成本构成1 3 3 1 2 火电企业的成本效益模型1 3 3 2 节能发电调度对火电企业成本效益的影响1 5 3 3 1 火电机组临界发电小时数1 5 3 3 2 火电机组利润发电小时弹性1 7 3 3 3 火电机组临界煤耗1 7 3 3 电力供需变化对火电企业节能发电调度效益的影响1 8 3 3 1 转置负荷持续曲线与理想节能发电调度方案1 8 3 3 2w e i b u l l 分布及其特点1 9 3 3 3 理想节能发电调度方案w r e i b u n 分布模型2 1 3 3 4 应用最小二乘法计算w e i b u l l 分布模型参数2 2 3 3 5 理想节能发电调度方案w b i b u u 分布模型参数分析2 4 3 3 6 算例分析2 6 3 4 本章小结3 0 第四章节能发电调度经济补偿机制3 l 东南大学硕士学位论文 4 1 节能发电调度经济补偿机制的设计原则和思路3 l 4 1 1 经济补偿的对象3 1 4 1 2 经济补偿机制的设计原则3 l 4 1 3 经济补偿机制设计的核心思路3 l 4 2 发电权交易与节能发电调度3 2 4 2 1 发电权及发电权交易3 2 4 2 2 国内外研究现状3 2 4 2 3 发电权交易与电力市场3 3 4 2 4 发电权交易与节能发电调度的结合3 3 4 3 基于行政手段的节能发电调度经济补偿机制3 4 4 3 1 机组的利用率低限标准3 4 4 3 2 机组补偿额度的确定3 5 4 3 3 结算规则3 5 4 4 基于市场手段的节能发电调度经济补偿机制3 7 4 4 1 市场规则3 7 4 4 2 运作流程3 9 4 4 3 数学模型及交易算法4 0 4 4 4 各方效益评估模型4 2 4 5 算例分析4 3 4 5 1 行政手段4 3 4 5 2 市场手段4 5 4 5 3 算例小结4 7 4 6 本章小结4 7 第五章节能发电调度与发电权交易相结合的监管4 8 5 1 监管内容分析4 8 5 1 1 物理层面4 8 5 1 2 经济层面4 9 5 2 监管手段分析5 0 5 2 1 行政手段5 1 5 2 2 经济手段5 2 5 2 3 技术手段5 2 5 3 本章小结5 7 第六章结论与展望5 8 6 1 结论5 8 6 2 展望5 8 致谢6 0 参考文献6 1 作者在攻读硕士学位期间完成的学术论文6 4 硕士期间从事的主要科研工作6 4 第一章绪论 1 1 论文的选题背景 第一章绪论 近年来，我国经济快速增长，各项建设取得了巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境 代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐。电力工业是经济社会发展的重要支撑，随着电 力工业规模的不断扩大，充足的电力供应有力地支持了经济的快速发展，但电力工业自身的 能源消耗和污染排放问题也日益突出，使其成为能源消耗大户和主要的污染源。我国政府已 经开始高度重视能源节约和污染物减排工作，国家“十一五”规划纲要将“单位国内生产总 值能源消耗降低”和“污染物排放总量减少”列为约束性指标。作为社会普遍关注的节能减 排的重点领域，电力工业又好又快地发展将成为经济社会发展的主旋律。 我国电源结构以火电机组为主，截止2 0 0 8 年底，全国发电装机总量达到7 9 2 5 3 万千瓦， 其中火电装机达到6 0 1 3 2 万千瓦，约占总装机容量的7 5 9 ；2 0 0 8 年全国全口径发电量为 3 4 3 3 4 亿千瓦时，其中火电机组发电量为2 7 7 9 3 亿千瓦时，占发电总量的8 0 9 。我国火电 机组总体能耗偏高，小火电比重较大，火电机组平均供电煤耗达到3 4 9 克千瓦时，高于国 际先进水平4 0 一5 0 克千瓦时。其中，发电调度方式不合理是造成我国火电总体能耗偏高 和小火电屡禁不止的重要原因。 2 0 世纪8 0 年代，为鼓励投资发电，尽快扭转缺电局面，施行了“大平均”调度模式， 即按照机组容量，大致平均分配发电利用小时数。按照此种调度规则，调度指标将决定发电 机组每年发电利用小时数。这种做法，在一定时期内调动了各地区、各企业投资火电项目建 设的积极性，促进了电力工业的快速发展，但也导致出现高效环保的大火电机组发电能力无 法充分发挥，高耗能、高污染的小火电机组却能多发电的情况，甚至有的水电、核电机组因 为“调度计划”的限制而不能上网发电，造成了资源的浪费。 为减少能源消耗和污染物排放，2 0 0 7 年8 月，国务院转发了国家发改委等部门联合发 布的节能发电调度办法( 试行) 的通知，提出在电力行业开展节能发电调度工作，同时确 定在江苏、四川、贵州、广东、河南五省先期试行节能发电调度，然后逐步在全国推广。该 办法的颁布为改革我国多年来的“大平均”调度模式和实施节能发电调度提供了依据。节能 发电调度就是在保障电力可靠供应的前提下，按照节能、经济的原则，优先调度可再生发电 资源，按机组能耗和污染物排放水平由低到高排序，依次调用化石类发电资源，最大限度地 减少能源、资源消耗和污染物排放憎1 。 实施节能发电调度政策后，节能、环保、高效的发电机组将得到更多的发电机会，而能 耗高、污染大、效率低的小火电机组将受到抑制，并逐步走向淘汰。因此，节能发电调度政 策的实施是国家节能减排政策在电力行业的具体体现，必将极大地减少能源消耗和污染物排 放，提高电力行业的整体效率，推动我国节能减排工作的进一步开展，为我国国民经济的可 持续发展创造条件。但是，原计划于2 0 0 7 年底在全国进行推广实施的节能发电调度工作， 目前仍然停留在试点阶段，其推广工作极其有限。导致节能发电调度政策推进缓慢的原因是 多方面的，由于该政策是对我国几十年形成的电力生产运营方式进行的一次重大改变，是对 众多主体经济利益进行的广泛而重大的调整，因此在实践中难免会遇到各种障碍和挑战。所 以在具体操作时，需要抓住电力工业节能减排的目标，研究可操作的节能发电调度措施，使 得该措施能够较易与现行的电力工业体制相适应，使得节能目标的实现具有经济上的可持续 性和实践中的可操作性。同时，“十一五”深化电力体制改革实施意见中明确提出，加快电 1 东南大学硕士学位论文 力市场建设，优化调度方式，着力构建符合国情、开放有序的电力市场体系。因此需要做好 节能发电调度与电力市场的衔接，充分发挥市场机制在节能减排中的作用，通过电力市场建 设推动节能发电调度工作。 1 2 国内外研究现状 国外电力工业在处理节能环保问题方面，根据各国的能源结构采取了不同的措施。概括 起来可以分为两类：一是市场化运营前，按照宏观能源发展规划，采用法令和投资补偿的方 式，逐步、有计划地将化石类发电资源向水电、核电等低耗能资源结构转变，如德国、丹麦 等国家；二是在市场化运营后，结合市场机制，配合立法、财税补贴等手段，实现节能环保 目标，如英国、美国采用投资或税收补偿鼓励新能源建设，在市场中规定必须购买一定比例 的可再生能源，并制定了排放指标，在市场中开辟了排放权交易品种，荷兰建立了绿色标签 机制，促进绿色能源的交易h 1 。国外在处理节能环保问题上有两个特点：一是主要面向新能 源，并以政府补贴形式为主；二是主要目的在于环保减排，而对节能问题关注较少，这主要 是因为其能源结构大多以水电、核电为主，以及其资源利用相对成熟的缘故h 1 。 目前，有些国家已经开始实施绿色电力项目来达到电力工业的节能环保。绿色电力晦儿驯 是利用特定的发电设备，将风能、太阳能等可再生能源转化为电能，通过这种方式产生的电 力因其发电过程中不产生或很少产生对环境有害的排放物，且不需消耗化石燃料，节省了有 限的资源储备，更有利于环境保护和可持续发展，因此被称为绿色电力。它的种类主要有风 电、太阳能光伏发电、地热发电、生物质能气化发电和小水电等。以美国为例，美国政府、 美国联邦能源管理委员会( f e d e m le n e 啦，r e g u l a t o 巧c o 皿i s s i o nf e r c ) 、各州公共事业委员 会( s t a t ep u b l i cu t i l 时c o m m i s s i o n ) 为绿色电力制定了一系列产业政策，这些政策可以归纳为 财政激励政策、管制政策和自愿措施三个方面。财政激励政策主要包括各种对绿色电力项目 的直接补贴、税款激励和备付低息或免息贷款等；管理政策包括要求可再生能源发电在总能 源发电中占一定比例和要求政府机构使用绿色能源等：自愿措施包括绿色电力证书和支持再 生能源技术市场化的项目。 目前，国内对节能发电调度相关问题的研究主要有以下几个方面：一是把节能发电调度 与电力市场机制相结合，提出一些节能发电调度的配套技术措施【8 j 【9 j 。二是通过考虑能耗因 素、污染物排放因素、经济因素等，对节能发电调度进行数学建模，用有关优化算法进行求 解，比较不同调度模型的特点、适用范围及调度结果的异同【1o 】【1 1 】。三是研究节能发电调度 节能潜力分析模型和评价方法，对节能发电调度工作的节能潜力进行分析和评估【1 2 】【1 3 1 。四 是研究节能发电调度政策的实施对发电企业、电网企业、电网安全及社会等各方面的影响， 并有针对性的给出一些建议【1 4 】【1 s 】。 文献 8 】提出了兼顾政府宏观调控( 计划调控) 与市场机制的节能发电调度模式及其运 作机制，通过对各类发电机组按能耗和污染物排放水平排序来实施优化调度，采用政府宏观 调控与市场机制相结合的办法来平衡协调各方利益，避免采用容易引起矛盾的行政命令经济 补偿手段( 强行切块分割) ，最大程度地缓解利益调整引发的社会稳定问题。文献f 9 】从节 能发电调度的纯行政命令模式( 计划调控、政府宏观调控) 、计划调控与市场机制相结合模 式到完全市场竞争模式，设计了实施节能发电调度的7 种主要模式并进行了比较研究，分 析了每种模式的优缺点，设计了节能发电调度在过渡期内的4 种经济补偿机制和结算模式， 提出了节能发电调度由纯行政命令模式向完全市场竞争模式过渡的几种过渡方式。 文献【1 0 】设计了华北电网安全节能发电调度辅助决策系统，调度模块实现了机组组合和 2 第一章绪论 安全约束经济调度两大功能，采用同一个优化模型，通过修改输入信息实现节能发电调度、 电量进度发电调度、成本调度、市场竞争等多种调度模式。文献【1 1 】从影响实时发电调度的 因素出发，研究了适用于电网调度员节能发电实时调度的优化模型，该模型依据节能发电排 序表，采用小步长最优次序法，以发电能耗最少为目标函数，并以四川电网发电运行实例， 计算验证了该模型的正确性。 文献【12 】从研究均衡发电调度与节能发电调度之间的关系入手，引入均衡调度指数作为 均衡发电调度的评价指标。基于不同负荷水平下均衡调度指数与发电平均煤耗之间的关系曲 线，建立了节能潜力分析模型和评价方法。文献f 13 】建立了适应不同电力调度模式的c 0 2 排放计算模型，采用当前的实际数据与未来的规划方案，分析了不同调度模式下国内电力行 业的c 0 2 排放轨迹，提出了以机组年发电小时数差异为控制要素的电量分配方法，由此形成 不同的调度方案，进而对节能发电调度方案的低碳效益进行了计算与比较。 文献【14 】对节能调度的基本情况进行了分析，并重点分析了节能调度对电力企业的影 响，提出了相关的对策及建议，可为电力企业在节能发电调度环境下提升自身竞争力提供参 考。文献【15 】分析了节能发电调度办法与现行发电调度方法的不同之处，提出了实施节能发 电调度可能带来的新问题。针对东北电力系统状况，参照节能发电调度办法，对统一调度模 式下2 0 10 年东北电网机组运行和调峰状况进析分析，并对节能调度政策下火电机组排序、 供热机组建设、风电的影响和控制、小机组发电以及相关配套政策等方面提出切实可行的建 议。 虹 节能发电调度的顺利实施必须建立合理的经济补偿机制，目前国内还没有明确统一的经 济补偿模式。文献【16 】针对节能发电调度的特点，提出了基于集散模式的利益补偿机制，并 提出了相应的数学模型，该机制采用一个结算周期( 如半年) 结束后结算，规则透明，可操， 作性强。文献【1 7 】论述了实施节能发电调度需要妥善解决的经济补偿问题，结合中国国情， 以电网安全稳定运行及连续可靠供电为约束，以节能、环保、经济、公平为优化目标，设计 了基于行政手段的4 种节能发电调度经济补偿机制及结算模式，并进行了比较研究。文献【18 】：，二。 设计了6 种基于市场机制与政府宏观调控的节能发电调度经济补偿机制及结算模式，对主要 经济补偿机制进行了比较和经济学解释。 上述这些文献从不同的角度对节能发电调度工作进行了研究，对推动节能发电调度政策 的顺利实施都具有积极意义。从目前的文献来看，国内外关于节能发电调度对火电企业成本 效益影响的研究还不是很充分，一些研究和探讨多停留在政策解读和定性分析的层面【1 4 】， 缺乏节能发电调度对火电企业经济利益影响的量化分析模型；有些文献对节能发电调度经济 补偿机制的研究还较粗糙，缺乏实际操作的可行性；节能发电调度政策的实施给电力监管工 作带来了一次新的挑战，新形势下电力监管工作的监管内容和监管手段又有哪些新的变化， 是电力工业从传统调度方式向节能发电调度方式转变时迫切需要面对和回答的问题。 1 3 论文的研究内容及组织结构 1 3 1 论文的研究内容 本文在深入分析节能发电调度政策的基础上，围绕节能发电调度工作中的若干经济性问 题进行了研究，为政府相关部门决策及节能发电调度的顺利实施提供参考。具体研究内容如 下： ( 1 ) 分析节能发电调度政策实施的经济性障碍。节能发电调度政策的实施，将会改变 3 东南大学硕士学位论文 原先平均分配发电小时数的“三公”调度方式，因此不同能耗水平的发电机组的发电机会将 出现很大的改变，原先的利益分配格局将被彻底打破。当前，节能发电调度政策仍停留在试 点阶段，还未在全国进行有效地推广，究其原因就在于这项政策是一次彻底的变革，将对众 多主体经济利益进行广泛而重大的调整，因此在实践过程中难免会遇到各种障碍和挑战。本 文将对节能发电调度实施过程中暴露出的经济性问题进行研究，逐一分析节能发电调度政策 实施的经济性障碍。 ( 2 ) 研究节能发电调度对火电企业成本效益的影响。节能发电调度政策的实施，一方 面有利于推动低效小火电机组加快关停，促进电力工业的结构调整和节能减排；另一方面， 部分排序靠后的火电机组将面临少发电或无电可发的生存危机，由此将带来人员安置、债务 偿还、日常维护等一系列问题。因此，有必要研究节能发电调度政策对火电企业成本效益的 影响。本文对火电企业的成本构成进行了分析，建立了火电企业成本效益分析模型，定义 了火电机组临界发电小时数、火电机组利润发电小时弹性、火电机组临界煤耗等概念，量化 节能发电调度对火电企业发电小时数、利润等方面的影响。 ( 3 ) 研究电力供需变化情况下，节能发电调度对火电企业经济利益格局的影响。节能 发电调度能否顺利开展以及实施的效果取决于电力供需平衡状况。一方面如果电力供应不 足，则节能优化调度的裕度较小，从而影响节能发电调度的效果：另一方面如果电力需求不 足，则节能优化调度的裕度较大，但此时较多的机组处于停机状态，发电企业的经济效益受 到较大影响，从而导致这些机组的经济补偿变得复杂，提高了整个社会的节能减排成本，也 影响了节能发电调度的可持续性。本文根据转置负荷持续曲线与节能发电调度的关系，提出 了理想：爷能发电调度方案的概念，提出了理想节能发电调度w e i b u u 分布模型；根据w e i b u u 分布模型中参数与电力供需变化状况的关系，对w e i b u l l 分布模型的参数进行了讨论，研究 了电力供需状况发生变化时，节能发电调度与火电企业发电小时数之间的量化关系，预测节 能发电调度的实施可行性，确保节能发电调度的顺利实施和可持续性运行。 ( 4 ) 建立合理的节能发电调度经济补偿机制。节能发电调度工作的难点在于落实，落 实的最大难点在于众多主体经济利益的调整。节能发电调度后，低耗能、高效率发电机组将 获得更多的发电机会；而高耗能、低效率中小发电机组发电机会大大减少，这些机组将可能 出现经营困难的问题，而电网的安全稳定运行又必须由这些中小机纽承担调峰、调频和备用 的作用。因此，必须建立合理的经济补偿机制使得节能发电调度政策能够较易与现行的电力 工业体制相适应，使得节能目标的实现具有经济上的可持续性和实践中的可操作性。解决利 益调整的最佳办法就是采用市场手段，而目前中国的电力市场机制还不成熟，市场在电力资 源配置中的基础性作用还没有形成规范的制度，能否建立一套可操作性强的节能发电调度经 济利益补偿机制，将影响节能发电调度政策的顺利实施。本文将在分析节能发电调度工作需 要解决的经济补偿问题的基础上，提出合理的节能发电调度经济补偿机制。该机制把经济补 偿与节能发电调度工作相分离，电网运行时发电机组的实际节能发电调度出力根据节能发 电调度办法( 试行) 的要求执行，发电机组的经济补偿以及结算办法则由经济补偿政策确定。 本文提出了详细的经济补偿规则和结算办法，力争降低节能发电调度经济补偿操作的工作 量，兼顾各方的经济利益，并适宜实际操作。 ( 5 ) 研究节能发电调度下电力监管的内容和手段。节能发电调度的实施给电力监管工 作带来了一次新的挑战，新形势下需要拓展新的监管内容及监管手段。各级电力监管部门需 要牢牢掌握监管的主动权，充分发挥监管的作用，确保节能发电调度顺利实施。本文对节能 发电调度下的电力监管内容进行了分析，从物理层面和经济层面分别阐述节能发电调度的监 管内容。在明确监管内容的基础上，监管机构就需要通过一定的监管手段对监管内容进行有 4 第一章绪论 效的监管。监管内容表明了监管的目的和方向，而监管手段则是监管目标实现的现实保障。 本文将分别从行政手段、经济手段、技术手段三个方面对节能发电调度下电力监管手段进行 阐述，提出相关电力监管指标，为电力监管部门提供决策参考。 1 3 2 论文的组织结构 本文共分为六章，论文的组织结构如下： 第一章绪论：介绍了本文的选题背景和国内外研究现状，介绍了本论文的主要研究内 容及组织结构。 第二章节能发电调度政策及其实施的经济性障碍：从节能发电调度的目的和基本原则 出发，介绍节能发电调度政策的基本内容，分析了节能发电调度与传统发电调度的区别，介 绍了节能发电调度工作在江苏、贵州等省份的试点情况，最后重点对节能发电调度政策实施 的经济性障碍进行了分析。 第三章节能发电调度对火电企业经济利益影响量化分析：首先对火电机组的成本构 成进行了分析，建立了火电企业成本效益模型，定义了火电机组临界发电小时数、火电机组 利润发电小时弹性、火电机组临界煤耗等概念，量化了节能发电调度对火电企业发电小时数、 利润等方面的影响；然后从电力供需变化的角度，根据转置负荷持续曲线的特点，提出了理 想节能发电调度方案的概念，提出了理想节能发电调度方案w e i b u l l 分布模型，用最小二乘。 。 法对模型参数进行了拟合，拟合精度较优。根据理想节能发电调度方案w e i b u u 分布模型中 参数与系统负荷的关系，对w r e i b u l l 分布模型的参数进行了讨论，并从电力供需变化的角度， 讨论了电力供需变化时，火电企业节能发电调度的经济效益。 第四章节能发电调度经济补偿机制：阐述了节能发电调度经济补偿机制的设计原则及 设计核心思路：介绍了发电权及发电权交易的概念；设计了基于行政手段和基于市场手段的 两种节能发电调度经济补偿机制；提出了两种补偿机制的具体操运作流程及结算办法，最后 通过具体算例进行了示意。秽 第五章节能发电调度与发电权交易相结合的监管：首先对监管的内容进行了阐述，监 管内容的物理层面主要考虑节能发电调度目标的实现，而监管内容的经济层面主要注重基于 发电权交易的经济补偿机制的顺利实现。接着分析了监管应采取的手段，包括行政手段、经 济手段和技术手段三个方面。 第六章结论与展望。 5 东南大学硕士学位论文 第二章节能发电调度政策及其实施的经济性障碍 本章将从节能发电调度的目的和基本原则出发，简单介绍节能发电调度政策的基本内 容，分析节能发电调度与传统发电调度的区别，介绍节能发电调度工作在江苏等省份的试点 情况，最后重点对节能发电调度政策实施的经济性障碍进行分析。 2 1 节能发电调度政策 2 0 0 7 年8 月，国务院转发了国家发改委等部门联合发布的节能发电调度办法( 试行) 的通知，提出在电力行业开展节能发电调度。节能发电调度是指在保障电力可靠供应的前提 下，按照节能、经济的原则，优先调度可再生发电资源，按机组能耗和污染物排放水平由低 到高排序，依次调用化石类发电资源，最大限度地减少能源、资源消耗和污染物排放2 1 。 2 1 1 节能发电调度的目的和基本原则 节能发电调度政策是以节能减排为核心目标提出的发电调度规则，是在以往实行的等煤 量微增调度方式的基础上，对现行调度方式的制度性变革，旨在建立一种以能耗和排放水平 为基准的发电调度方式，最大限度发挥可再生及其他清洁能源的作用，最大限度减少化石燃 料的使用。 节能发电调度的基本原则是：以确保电力系统安全稳定运行和连续供电为前提，以节能、 环保为目标，通过对各类发电机组按能耗和污染物排放水平排序，以分省排序、区域内优化、 区域间协调的方式，实施优化调度，并与电力市场建设工作相结合，充分发挥电力市场的作 用，努力做到单位电能生产中能耗和污染物排放最少。节能发电调度适用于所有并网运行的 发电机组【2 】。 2 1 2 节能发电调度的基本内容 节能发电调度办法对机组发电序位表的编制方法进行了说明。机组发电排序的序位表 ( 以下简称排序表) 是节能发电调度的主要依据。各省( 区、市) 的排序表由省级人民政府 责成其发展改革委( 经贸委) 组织编制，并根据机组投产和实际运行情况及时调整。排序表 的编制应公开、公平、公正，并对电力企业和社会公开，对存在重大分歧的可进行听证。各 类发电机组按以下顺序确定序位： ( 一) 无调节能力的风能、太阳能、海洋能、水能等可再生能源发电机组； ( 二) 有调节能力的水能、生物质能、地热能等可再生能源发电机组和满足环保要求的 垃圾发电机组； ( 三) 核能发电机组； ( 四) 按“以热定电”方式运行的燃煤热电联产机组，余热、余气、余压、煤矸石、洗 中煤、煤层气等资源综合利用发电机组： ( 五) 天然气、煤气化发电机组； ( 六) 其他燃煤发电机组，包括未带热负荷的热电联产机组： ( 七) 燃油发电机组。 同类型火力发电机组按照能耗水平由低到高排序，节能优先；能耗水平相同时，按照污 6 第二章节能发电调度政策及其实施的经济性障碍 染物排放水平由低到高排序。机组运行能耗水平近期暂依照设备制造厂商提供的机组能耗参 数排序，逐步过渡到按照实测数值排序，对因环保和节水设施运行引起的煤耗实测数值增加 要做适当调整。污染物排放水平以省级环保部门最新测定的数值为准。 节能发电调度办法还对机组发电组合方案的制订、机组负荷分配与安全校核、机组检修、 调峰调频、备用容量安排、节能发电调度的信息公开与监管等方面做了严格规定，以保证电 网的安全运行。 2 1 3 节能发电调度与传统发电调度的区别 传统发电调度主要是依据发电计划进行的，发电计划一般包括省内电量计划、省外电量 计划、替代电量计划。各类电量计划的制定均以用电需求预测为基础，其中省内计划一般按 各发电机组等发电小时数的原则下达；省外电量计划一般由电网企业在政府部门的监督下， 基于外送空间的预测进行挂牌交易，各发电企业通过竞价获得省外电量计划；替代电量为大 小机组之间发电权指标替代所产生的大机组代发小机组电量。传统发电调度方式下制定发电 计划要考虑的因素主要包括：电力系统的安全稳定运行，电网的输送能力约束，系统的调峰、 调频，电网的经济性和可靠性等。 而节能发电调度是国家为促进电力工业节能减排，保证我国国民经济能够持续、快速、 健康发展的一项新的调度政策。节能发电调度强调按照发电机组序位表的顺序发电，优先调 度节能、环保的发电机组。节能发电调度改变了传统发电计划的形成方式，通过政府行政手 段，加大不同能耗水平发电机组年度发电小时数的级差，推动低耗能、环保的发电机组多发 电，同时逐步解决高耗能发电机组挤占发电市场空间的问题，使其逐步淡出发电市场，客观 上有利于加快高耗能小火电机组的关停，优化电力工业结构和布局。节能发电调度与传统发 电调度的区别见表2 1 。 表2 1 节能发电调度与传统发电调度的区别 比较内容传统发电调度节能发电调度 优化前提安全、稳定、可靠安全、稳定、可靠 目标 安全、经济安全、节能、环保 约束安全约束安全、能耗、排放约束 标准行政计划能耗排序、污染物排放排序 分配原则平均分配优化资源配置 2 2 节能发电调度政策试点情况 国务院确定贵州、江苏、四川、广东、河南五省先期试行节能发电调度政策，然后逐 步在全国推广。 ( 1 ) 节能发电调度在贵州的试点情况n 们 贵州电网作为全国节能发电调度的五个试点省级电网之一，自2 0 0 8 年1 月1 日正式进 入试点运行，成为全国第一个正式进入节能发电调度试点运行的省级电网。2 0 0 8 年贵州节 能发电调度试点工作经历了重重困难，l 、2 月份贵州电网遭受5 0 年一遇的凝冻灾害，电 网遭受严重破坏，导致节能发电调度工作一度处于停顿状态；3 月份贵州电网灾后重建工作 7 东南大学硕士学位论文 拉开序幕，网架结构逐步恢复正常，节能发电调度工作逐渐步入正轨；紧接着第二、三季度 由于电煤供应的严重紧缺，一度给节能发电工作带来巨大的困难：第四季度由于经济因素影 响，全网电力供应形势表现为供大于求，节能发电工作开展良好运转。经过2 0 0