（电气工程专业论文）电力市场化改革对电力规划的影响.pdf

原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：日期：2 翌! 鱼：z p 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者繇纽导师虢塑 山东大学硕士学位论文 摘要 改革开放以来，山东电力飞速发展，特别是在电力建设上取得了巨大 成就，但同时也暴露出了一些问题，最突出的就是电源结构不合理。目前， 山东电力正通过电力体制改革建立有效的电力市场。为促进地区经济发展， 优化资源配置，山东电力还将保持大幅增长。在新的形势下，探求未来山 东的电源结构和电网规划是很有意义的。 本文是作者在多年从事电力研究工作基础上，对所进行的实际电网规 划工作的总结。作者对山东电力的现状、存在问题以及对其改造的目标、 原则进行了阐述，并结合本人的实际工作经验，给出山东电力的实际规划 实例。此外，对用于电网规划中的一些关键的技术问题进行了探讨，对一 些重要的计算结果进行了综述。 本文首先阐述了山东电力系统现状，在考虑电网发展及电力市场条件 下，对山东电力存在的主要问题进行了深入细致的讨论。结合山东电力的 发展规划，用大量的事实和数据，本文提出了山东电网电源和5 0 0 k v 主网 架的调整方案，通过潮流计算对调整结果进行了比较，得出了一致的结论。 由于电源及电网的建设均涉及大量投资决策失误不仅会影响电力系 统本身的安全运行，还会造成大量的人力、物力的浪费，因此，提高决策 的科学水平是电力工作者所面临的迫切任务。 关键词：电力规划潮流计算 电力市场负荷预测 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t s i n c et h er e f o r ma n do p e n i n gi nc h i n a ，s h a n d o n gp o w e ri n d u s t r yh a s d e v e l o p e dr a p i d l ya n dh a sm a d ee n o r m o u sa c h i e v e m e n ti ne l e c t r i c a lp o w e r s y s t e mc o n s t r u c t i o n i n t h em e a n w h i l e ，t h e r ea r es o m ep r o b l e m s ，t h em o s t o u t s t a n d i n go n ei st h a tt h es t r u c t u r eo ft h ep o w e r r e s o u r c ei su n r e a s o n a b l e a t p r e s e n t ，s h a n d o n ge l e c t r i c a lp o w e rg r o u pi su n d e r g o i n gd e r e g u l a t i o nt os e tu p e f f e c t i v ee l e c t r i c a lp o w e rm a r k e t i no r d e rt oa c c e l e r a t er e g i o n a le c o n o m y d e v e l o p m e n ta n do p t i m i z er e s o u r c ea l l o c a t i o n ，s h a n d o n gp o w e ri n d u s t r yw i l l k e e po ng r o w i n ga tah i g hs p e e d i nt h i ss i t u a t i o n ，i ti sm e a n i n g f u lt os t u d yt h e p l a n n i n go fp o w e r r e s o u r c ea n dn e t w o r k i nt h i sp a p e r ，t h ei n v e s t i g a t i v eo b j c o ti st h ee l e c t r i c i t yn e t w o r ko fw h i c ht h e a u t h o rs u m m a r i e st h er e s e a r c hb a s e do na c t u a lu n d e r t a k i n gj o b s t h ea u t h o r e x p l a i n st h ea c t u a l i t yp r o b l e mo fs h a n d o n gp o w e ri n d u s t r y ，a l s od e s c r i b e st h e g o a la n dp r i n c i p l e o fr e c o n s t r u c t i o n ，a c c o r d i n gt ot h ea u t h o r sw o r k i n g e x p e r i e n c e ，t h ea c t u a le x a m p l eo fp l a n n i n gi sg i v e n ，o t h e r w i s e ，i td i s c u s s e s s o m ek e yt e c h n o l o g yp r o b l e m sa b o u tp o w e rs y s t e mp l a n n i n ga n ds u m m a r i z e s s o m em a i nc a l c u l a t i o nr e s u l t s t h ep a p e rp r e s e n t sac o m p r e h e n s i v ea n a l y s i so fs e v e r a lk e yi s s u e so ft h e s h a n d o n gp o w e rs y s t e m ，i n c l u d i n gc u r r e n ts i t u a t i o no fg e n e r a t i n gu n i t s ，t h e m a i np r o b l e mt h a ts h a n d o n ge l e c t r i c a lp o w e ri n d u s t r yh a si ne l e c t r i cm a r k e t c o n d i t i o n b a s e do nt h ed e v e l o p m e n tp l a no fs h a n d o n ge l e c t r i c a lp o w e r ，t h e p a p e lw h i c hu s e sal a r g en u m b e ro ff a c t sa n dd a t a ，h a sp r o p o s e da d j u s t i n g s c h e m eo ft h es h a n d o n ge l e c t r i c a lp o w e rr e s o u r c ea n d5 0 0 k v p o w e rn e t w o r k c o m p a r e dt h ep l a n sb e f o r ea n da f t e ra d j u s t i n gb yp o w e rf l o wc a l c u l a t i o n ，t h e u n a n i m o u sc o n c l u s i o nc a nb ed r a w n b e c a u s ec o n s t r u c t i o no fn e t w o r ki n v o l v i n gl a r g ea m o u n t so fi n v e s t m e n t ，w r o n g d e c i s i o n sn o to n l ya f f e c tt h es a f er u n n i n go ft h ee l e c t r i c a ln e t w o r ki t s e l f , b u t a l s o r e s u l t i nal a r g en u m b e ro fe c o n o m i c l o s s e s t h e r e f o r e ，i m p r o v i n g s c i e n t i f i cl e v e lo fd e c i s i o ni sa nu r g e n tt a s kf a c e dr e s e a r c hs t a f fo fe l e c t r i c a l p o w e r k e y w o r d ：p o w e rs y s t e mp l a n n i n gp o w e rf l o wc a l c u l a t i o n e l e c t r i c a lp o w e rm a r k e tl o a d f o r e c a s t i n g 2 山东大学硕士学位论文 1 概述 电力工业是国民经济的重要基础产业，与社会经济发展和人民生活息 息相关。改革开放后，我国经济体制由计划经济走向市场经济，电力工业 的市场化改革也成大势所趋。市场经济条件下绝大多数商品的供需平衡可 靠市场机制决定，无行业规划是可行的。但对电力这种特殊商品，无论在 前场经济建立过程中，还是在体制完善以后都必须有规划作为指导。规划 对于我国电力工业发展的重要性主要在于两个方面： 首先，电力工业的特点决定了电力发展不能仅靠市场来调节，还需要 规划进行指导。电力的特殊性及电力工业的特点在于】： 1 电力工业与国民经济发展紧密相关，电力工业的发展变化牵动和制 约各行各业，是一个典型的公用事业。电力不同于其他普通商品的 商品，在社会和经济发展中具有特别重要的地位，其唯一性决定着 无任何可能的代用品，缺电将对整个社会和人民生活产生重大影 响，严重时将危及社会稳定。美国加州的电力危机再一次充分证明 了这一点。 2 电力具有发、输、配、用电同时完成、不易存储，运行时需时刻保 持产供销平衡等本质特点。发电、输电、配电、供电在生产上是一 个有机联系的整体，每一个环节均是电力系统不可缺少的重要组成 部分。保持电力系统在生产、发展中的整体一致性，是电力系统的 客观规律，也是电力工业的一个主要特点。 3 电力生产具有建设周期较长，受厂址、环保等各方面制约因素较多， 难以及时适应电力市场需求的较大变化等条件。 4 电力需求侧是一个剐性系统，市场机制调节虽有一定余地，但难度 较大。由于电力必须通过电网传输，容易产生限制环节。 5 - 电力工业建设周期长，是投资密集型行业，建设发电、输电、配电 需要资金量较大，投资者往往决策十分慎重。 因此，电力工业的运作有其明显的协调性、计划性和统一指挥性。 其次我国电力工业特点决定电力发展规划工作的重要性。( 1 ) 系统 规模较大。全国装机已超过3 。2 亿k w ，发电量已超过1 3 5 0 t w h ，发电量和 装机均位居世界第2n ( 2 ) 电网结构薄弱，负荷密度较低，提高电网输电能 力的技术措施应用较少，造成电网内部主干网架的输电能力没有得到充分 3 山东大学硕士学位论文 发挥。5 0 0 k v 输电线路的稳定极限大多在1 0 0 万k w 以下，个别电网甚至出 现低于4 0 万k w 的结果，远未达至0 5 0 0 k v 线路的自然输送功率。建立市场后 电网的阻塞较多，影响市场在更大范围内优化配置资源。( 3 ) 长距离送电、 交直流混合送电情况较多，安全稳定问题较为突出，电网对供电可靠性的 影响较大。( 4 ) 电源结构问题突出。目前水电资源的开发利用率只有2 0 左右，尤其是调节性能好的大型水电站比重偏小。常规小火电机组比例仍 过大，洁净煤发电、核电、超临界机组等先进技术应用甚少。各电网普遍 存在调峰困难等问题，辅助服务市场的建立更复杂。( 4 ) 电力需求增长速 度快。今后5 1 0 年全国每年需新增装机容量在1 8 0 0 万k w 左右，稍有偏差， 就可能带来严重缺电或重复建设后果。( 5 ) 我国经济正处于高速增长时期， 经济和社会发展对能源，包括电力供应的依赖程度更强，同时影响电力需 求和供应增长的不确定因素更多，需求预测的难度更大。 ( 6 ) 地区差距、 城乡差距巨大，广大农村市场潜力巨大，农村用电水平只是全国平均水平 的4 0 ，电网覆盖范围小，用电设各极为落后，仅靠市场机制难以解决这 些问题，必须依靠宏观规划和正确的政策加以引导。( 7 ) 发电资源与市场 需求分布极不平衡，需要电网进行大量的电力输送，大范围资源优化配置 潜力巨大，仅靠市场机制难以胜任。全国可开发的水力资源发电装机容量 的6 7 8 在西南地区，大部分需要中长距离外送。我国山西、内蒙古、陕 西3 省( 区) 集中了全国储量6 0 以上的煤炭资源，将来新建的火电量也需 要电网外送：另一方面，东部沿海地区国内生产总值占全国的4 5 3 。2 0 0 0 年，华东、福建、山东、广东和京律冀用电量占全国的5 0 3 ，而西南和 西北地区只占1 1 6 $ n 6 2 。 以上电力工业特点和我国电力工业的特殊性表明，电力建设必须要从 长远出发，科学规划。规划必须完整、合理，不仅涉及电源、还有电网， 还应考虑供应侧与需求侧统一规划。否则规划的失误，必然带来两个结果。 一是电力建设滞后，电力供应不足，频频拉路限电，制约经济发展，影响 人民生活，并给电网安全稳定运行带来巨大隐患，严重时将危及社会稳定。 二是电力建设过度超前，增加电力工业整体建设成本，造成大量投资浪费， 使投资效益下降。即使在市场经济条件下，规划对市场进行指导也是非常 重要的，必须有人( 机构) 对电力发展规划工作负责。美国加州的问题是 多方面的。但其中一个重要原因是无人对规划负责，无人对未来电力市场 需求进行预测，无人进行电源规划，无供需平衡的导向，无人积极新建电 源。加州的电力危机表明，即使在美国这样市场经济非常发达的国家，也 必须有入要对规划负责。 4 山东大学硕士学位论文 我国经济正处在高速增长时期，随着我国经济快速发展和人民生活水 平的日益提高，经济和社会发展对能源、包括对电力供应的依赖程度更强 对电力的需求越来越大，对电力系统供电可靠性的要求越来越高【4 jj 。另一 方面，随着我国电力改革的逐步深入，电厂与电网将彻底分离，分别成为 独立的发电公司和具有自然垄断地位的电网公司。并且在同后条件成熟时， 熄继续剥离电网公司的配、供电资产，最终在发、配、供电领域引入自由 竟争，而输电领域则仍保持国家的自然垄断性质。电厂和电网分离后，未 来电源规划( 新增发电容量和旧机组的退役) 很可能是发电公司的内部决 策，以电厂投资者的利益最大化为前提。电源规划很大程度上取决于未来 市场的电价波动情况、国家政策的变化、能源的价格以及负荷的变化等因 素。因此，新的机组( 或电厂) 的类型、位置、容量、投运时间，以及旧 机组和旧电厂的退役或停运等情况基本上由发电公司自行确定，并且这些 信息往往不能提前在市场中公布，这对电力规划来说增加了不确定的因素。 电力市场中的电网规划同样将面临很多的市场不确定因素，如电源规划、 负荷变化、系统潮流变化等未知情况。电网规划要适应这些不确定因素， 使电网具有较好的灵活性和鲁棒性，相对于传统的电网规划来说要困难得 多。总之，经济的快速增长和电力市场化改革的影响，使电力需求和供应 增长的不确定因素更多，电力规划的难度更大了1 6 1 。 山东是经济发展大省，在电力建设上也取得了巨大成就，但同时也暴 露出了一些问题，最突出的就是电源结构不合理f 7 , 8 1 。目前。山东电力正通 过电力体制改革建立有效的电力市场。在新的形势下，探求未来山东的电 源结构和电网规划是很有意义的。 本文在分析电力市场对电力规划影响的基础上，结合多年从事电力研 究工作的积累，对山东电力的现状、存在问题以及对其改造的目标、原则 进行了阐述，并以山东电力的实际规划为实例，对用于电力规划的一些关 键的技术问题进行了探讨，提出了山东电网电源建设和5 0 0 k v 主网架建设 的调整方案，通过潮流计算对调整结果进行了比较，得出了一致的结论。 s 山东大学硕士学位论文 2 1 电力市场 2 电力市场与电力规划 自二十世纪八十年代开始很多国家已经或正在把市场竞争机制引入 电力工业，改革电力工业经营管理体制，在世界范围内形成了一股电力市 场化的浪潮【1 , 9 l 。 2 1 1 国外电力市场的发展胁“1 2 1 从国外的改革情况看，电力工业的市场化改革首先使电力工业的结构 发生了根本性的变化，发电、输电及系统控制、配电等部门将从传统一体 化的电力公司中分离出来，形成许多新的实体，分别承担着相应的职能。 根据发电、输电、配电、用户四大领域中垄断性和竞争性选择的不同程度 电力工业主要分为4 种运营模式：1 垄断模式：发电、输电、配电统一 垄断经营，这是传统的电力工业经营模式；2 发电竞争模式：厂网分离， 发电竟价上网，输电、配电垄断经营，称发电侧电力市场；3 输电网开放模 式：发电竞争，输电开放，配电垄断经营，大用户获选择投，也称批发市 场：4 配电网开放模式：发电竞争，输电和配电开放，大小用户均获选择 权，也称零售市场。 发展中国家由于电力工业落后，电力短缺，市场化改革主要以发电竞 争模式为主；发达国家电网强壮，电力需求相对稳定，多采用输电网开放 模式。世界各国电力工业改革的原因是不同的。因而实施的手段和运营的 模式是有差别的，可以说没有一个统一的电力市场运营模式。比较典型的 有英国电力市场、美国电力市场和北欧电力市场。 美国电力市场大都是批发模式的市场。其中美国东部的p j m 市场较 为成功，其电价降低、效益增加，连环保都取得改进。而加州的电力市场 在2 0 0 0 年夏季出现了严重的危机，危机的主要原因是电力供应不足、市场 设计上的缺陷、天然气涨价、环保因素等。危机过后，加州电力市场借鉴 美国东部的p j m 市场的经验，对市场进行了重新设计。加州的电力危机为 世界各国的电力市场改革敲响了警钟，必须研究市场模式、运作手段、监 管力度与范围、宏观政策调整与协调等比较突出的问题。 与美国电力市场主要靠法律的手段来引导的渐进式的形成方式不同， 与美国电力市场主要靠法律的手段来引导的渐进式的形成方式不同， 山东大学硕士学位论文 2 1 电力市场 2 电力市场与电力规划 自二十世纪八十年代开始，很多国家已经或正在把市场竞争机制引入 电力工业。改革电力工业经营管理体制，在世界范围内形成了一股电力市 场化的浪潮】。 2 1 1 国外电力市场的发展1 n 1 从国外的改革情况看，电力工业的市场化改革首先使电力工业的结构 发生了根本性的变化，发电、输电及系统控制、配电等部门将从传统一体 化的电力公司中分离出来，形成许多新的实体，分别承担着相应的职能。 根据发电、输电、配电、用户四大领域中垄断性和竞争性选择的不同程度， 电力工业主要分为4 种运营模式：1 垄断模式：发电、输电、配电统一 垄断经营，这是传统的电力工业经营模式；2 发电竞争模式：厂网分离， 发电竞价上网，输电、配电垄断经营，称发电侧电力市场；3 。输电网开放模 式：发电竞争，输电开放，配电垄断经营，大用户获选择权，也称批发市 场：4 配电网开放模式：发电竞争，输电和配电开放，大小用户均获选择 权，也称零售市场。 发展中国家由于电力工业落后，电力短缺，市场化改革主要以发电竞 争模式为主；发达国家电网强壮，电力需求相对稳定，多采用输电网开放 模式。世界各国电力工业改革的原因是不同的，因而实旌的手段和运营的 模式是有差剐的，可以说没有一个统一的电力市场运营模式。比较典型的 有英国电力市场、美国电力市场和北欧电力市场。 美国电力市场大都是批发模式的市场。其中，美国东部的p j m 市场较 为成功，其电价降低、效益增加，连环保都取得改进。而加州的电力市场 在2 0 0 0 年夏季出现了严重的危机，危机的主要原因是电力供应不足、市场 设计上的缺陷、天然气涨价、环保因素等。危机过后，加州电力市场借鉴 美国东部的p j m 市场的经验，对市场进行了重新设计。加州的电力危机为 世界各国的电力市场改革敲响了警钟，必须研究市场模式、运作手段、监 管力度与范围、宏观政策调整与协调等比较突出的问题。 与美国电力市场主要靠法律的手段来引导的渐进式的形成方式不同， 6 山东大学硕士学位论文 英国电力市场的形成是政府决定式的，主要靠政府的一系列改革策略。从 1 9 8 7 年起，英国政府开始对其电力工业进行战略改革，原英国中央发电局 分解成国家电网公司、国家发电公司、国家电力公司和国家核电公司四部 分。同时建立了一个电力市场交易机构，称联营中心( p o w e r p o o l ) ，由 电网公司负责日常管理和经营，其全国电力市场体系是在国家计划指导下 形成的。 2 1 2 我国电力体制改革的发展 2 0 世纪8 0 年代，随着改革开放的不断深化，电力短缺成为制约经济 发展的“瓶颈”。国家有关部门制定了包括开征能源交通基金在内的一系列 加快电力建设的政策措施。特别是“两分钱”的建设基金的征收，促进了 电力工业快速发展。1 9 9 5 年，由于电力短缺未见明显缓解，“独家办电”的 垄断体制弊端日益显露。我国开始实行多家办电，允许外商投资电力项目， 电力市场形成多元化投资主体，对电力发展起到重要推动作用。这个阶段 被称为第一轮电力改革。 1 9 9 7 年1 月，国家电力公司的成立被认为是第二轮电力体制改革的开 始。改革目标是通过完成公司改制，实现政企分开，打破垄断，引入竞争。 优化资源配置，建立规范有序的电力市场。1 9 9 8 年8 月，国家电力公司推 出以“政企分开，省为实体”和“厂网分开，竟价上网”为内容的“四步 走”的改革方略。1 9 9 8 年1 2 月2 4 日，国务院办公厅转发国家经贸委关 于深化电力工业体制改革有关问题的意见，“厂网分开，竟价上网”开始 在山东、上海、浙江、辽宁、吉林、黑龙江六省市先行试点。2 0 0 0 年1 月， 山东、上海、浙江三个试点单位的发电侧电力市场正式投入商业化运行。 这标志着电力工业向着打破垄断，深化改革，形成统一、开放、有序的电 力市场的方向迈出了第一步。 然而，进入2 0 0 0 年以后，社会各界对电力体制及行风问题的批评见诸 媒体，引发了关于电力体制改革的公开大讨论。与此同时，二滩水电站建 成即严重亏损的问题，引起中央领导和社会的极大关注。2 0 0 0 年6 月，国 务院三峡建设委员会第九次会议召开，在充分肯定“省为实体”电力体制 的历史作用的同时，指出“省为实体”在当前电力供过于求的新形势下， 必须改革，否则将阻碍电力工业的发展。同年l o 月，国务院办公厅下发6 9 号文件，明确电力体制改革工作由国家计委牵头，会同国家经贸委、国家 7 山东大学硕士学位论文 电力公司等部门和单位，组成电力体制改革协调领导小组。 2 0 0 1 年1 2 月，国家计委经过反复调研论证后，上报了新的电力体制改 革方案，并经过了中央最高决策层同意，于2 0 0 2 年3 月，获得国务院正式 批准，电力体制改革步伐加快。 2 0 0 2 年3 月l5 曰，电力体制改革工作小组成立。中组部负责确定电 监会、国家电网公司、南方电网公司及5 家发电集团公司领导班子的筹备 和组建：国家电力公司负责制订发电资产重组方案：中央企业工委、国家 经贸委、中编办、财政部和国家计委等部门各司其职，紧锣密鼓地开展工 作。4 月1 1 日，国家计委公布电力体制改革方案内容： 电力体制改革的总体目标是，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。 电力体制改革的主要内容是，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“竞价上网”，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 0 月15 日，中国电力监管委员会宣布成立，国务院任命原浙 江省省长柴松岳为国家电力监管委员会主席，三位副主席分别由原国务院 体改办副主任邵秉仁、原中国建设银行副行长宋密和原国家经贸委电力司 司长史玉波担任。为了对电力企业进行有效的监管，按照垂宣管理体系。 向区域电网公司电力交易调度中心派驻代表机构。监管委员会的主要职责 8 山东大学硕士学位论文 是制订市场运营规则，监管市场运行，维护公平竞争；向政府价格主管部 门提出调整电价建议：监督电力企业生产标准，颁发和管理电力业务许可 证；处理电力纠纷；负责监督社会普遍服务政策的实施。与此同时，电力 资产重组进入实施阶段。1 2 月2 9 日，中国电力新组建( 改组) 的1 1 家公 司成立大会在人民大会堂召开。此次新组建( 改组) 的电力公司包括：两 大电网公司一国家电网公司、中国南方电网有限公司；五大发电集团 中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国 国电集团公司、中国电力投资集团公司等五家发电公司：四大辅业集团一 一一中国电力工程顾问集团公司、中国水电工程顾问集团公司、中国水利 水电建设集团公司和中国葛洲坝集团公司。1 l 家新组建( 改组) 公司的正 式挂牌，标志着中国的电力工业由此进入了一个崭新的发展时期。 2 0 0 4 年5 月1 8 日，华东电力市场正式进入模拟运行，此举标志着我 国电力市场化改革又迈出了重要一步，必将对全面推进电力改革与发展产 生重大而深远的影响。按照总体设计、分步实施的原则，结合电力体制改 革的总体进程，华东电力市场建设分三期实施。一期目标是建立区域统一 的电能交易平台，部分电量在华东电力市场平台统一竞争，有步骤地开展 大用户直接向发电企业购电试点。建立华东电力市场运营的法规体系和监 管组织体系，改革和完善电价制度，初步建立输配电电价体系，建立统一 竞争、分区控制、区域和省( 市) 协调运作的华东电力市场；二期目标是 逐步增加参与竞争的发电企业的范围，增加竞争电量的比例，增加电能交 易品种，开展大用户、独立配售电企业与发电企业的双边交易，开展辅助 服务和输电权交易，增加交易品种，完善电价管理和市场价格监管制度， 建立统一运作的华东电力市场；三期目标是随着电力体制改革的深化，在 售电环节引入竞争机制，所有具备条件的发电企业和用户直接参与市场竞 争，开展电能金融合同交易，形成政府监管下的统、开放、竞争、有序 的华东电力市场。 2 0 0 4 年5 月25 日，国家电力监管委员会批准了两部制电价模式的东 北区域电力市场的实施方案和运营规则。为了b i 导和鼓励电力投资，并为 电力企业提供部分固定收入保障，实现电价形成机制改革的平稳过渡，东 北区域电力市场实施两部制上网电价改革试点，竞价机组的容量电价由政 府价格主管部门制定和调整，电量电价由市场竞争形成。东北区域电力市 9 山东大学硕士学位论文 场建设的初期目标是：初步建立东北区域电力市场交易体系和市场监管体 系，建设以东北电力调度交易中心为交易平台的统一的东北区域电力市场。 开放部分发电市场，采用两部制上网电价全电量竞争模式，容量电价由国 家价格主管部门调整和制定，电量电价由市场竞争决定；适时开放发电权 市场：按照国家有关文件规定，开展发电公司( 厂) 与大用户双边交易试 点；建立辅助服务 偿机制。东北区域电力市场实施的两部制上网电价改 革，是电力价格改革的重要一步。 2 2 电力规划 电力系统规划是预见电力系统中潜在的技术和经济问题，以及系统内 的不充裕性，建议可能解决的发展方案( 例如增加新设备和线路等) 及投 资的工作，在决策过程中要考虑技术、经济、社会和环境等许多因素，研 究电力工业与其它各国民经济部门间的合理比例关系，电力工业内部发、 输、变之间的比例关系，电力工业的发展速度、发展规模，电力工业布局， 燃料动力平衡，电力工业科学技术进步，电力工业经济效果等重大问题， 并作出长远的科学的安排f 1 4 , 1 5 , 1 6 。 2 2 1 电力规划的划分 按照时间序列划分，电力规划可分为短期规划、中期规划和长期规划 三种： 长远规划也叫远景规划，一般为十五年以上至三十年。长远规划是战 略性计划，在电力规划中占有特别重要的地位。它的主要任务是确定 并解决电力工业发展中的重大问题，如确定电力工业发展的战略目 标、战略重点，调整电力生产结构，合理开发和利用动力资源，实现 电力生产的合理布局，确定电力科学技术的发展方向，采取重大的技 术经济措施，预测用电增长的趋势及电力负荷的构成和分布规律等。 中期规划一般为十到十五年计划。我国过去基本不做十五年以上的规 划，故一般将中期规划称为长远规划。中期规划也属于战略性计划， 只是在确定战略日标相任务肘，比长远规划略为具体一些，细致一些， 明确些，不确定因素也少一些。 短期规划是指五年计划，支持近期的系统发展需要。制定五年规划的 基本依据是中长期规划，是中长期规划的继续和深人化、具体化。由 于这种计划的期限较短，不确定性因素较少，能见度较高，因而可比 1 0 山东大学硕士学位论文 较准确地衡量计划期各种因素的变动及其影响，可以在人力、物为、 财力等综合平衡的基础上将中长期规划中提出的各项任务具体化，可 以对形成中长期规划中的战略目标的措施作出具体的安排使中长期 计划的执行成为可能。 按电力生产的主要环节电力规划可划分为发电规划和电网规划： 发电规划也称电源开发规划。发电规划的目的，是根据规划期预测 的电力需要，在保证规定的供电可靠性条件下制定最经济地颏增供 电能力计划。发电规划的内容包括：负荷预测；电力电量平衡( 包 括确保规定的备用容量) ；确定经济合理的电源结构：确定各种形 式的发电厂的建设地点、建设时间；调查和落实各电厂的厂址条件： 对各可能的厂址方案进行经济分析并充分考虑电厂的运行条件、与 系统的协调、以及燃料费用等的影响，选出最佳的电源结构和最佳 的电源建设方案。 由于电能的生产与消费的同时性特点，要求电能的生产与消费之间 保持等量平衡。电能从电厂送达用户，中间要经过送变配电各个环 节。如果其中某个环节发生障碍，就会破坏电能的生产与消费之间 的平衡，整个电力系统的供电可靠性就将受到影响。因此，在做好 发电规划的同时，也应做好送、变、配电设备的建设规划。没有经 济合理的与电源发展规划相适应的电网建设规划，并付之实施，最 佳的发电规划是不能实现的。编制电网规划主要考虑两个因素，即： 需电多少及地点：电源大小及地点。同时还应了解需求月供电能力 随时变化的规律，将两者经济可靠地结合起来。 2 2 2 电力规划的内容 电力规划的主要内容有： 1 分析电力工业现状并明确存在的问题。分析电力工业现状并明确存 在的问题，是电力规划的基本出发点。 2 预测需要的发电量、负荷及地区分布。国民经济各部门及人民物质 文化生活对电力电量的需求的不断增长是电力工业发展的基本推动力，也 是电力工业发展的基本依据。因此，准确地预报用户对电力电量的需要量 及其特性，是电力规划的基础工作。由于种种原因，负预测的准确度总是 难以达到十分准确的程度，而且工作本身也十分复杂，尤其是对比较远景 的负荷需求进行预测困难更大。但是，在电力规划工作中，仍然应该花很 山东大学硕士学位论文 大的力量去开展负荷预测工作。 3 分析能源条件和交通运输条件。电能是一种二次能源，它是由水能、 煤炭、石油及其它一次能源转化而成的。因此电力工业的发展既取决于电 力用户的发展，也取决于其它能源工业的发展。而能源工业的发展又受到 文通运输条件的制约。没有其它能源工业的发展和交通运输条件的配合， 电力工业的发展是不可能的。 4 确立电力建设的目标和基本任务。一般在电力规划中应明确下列目 标和任务：1 ) 确定建设规模。根据负荷预测和对电力建设条件的分析，确 定各个时期电力建设的总规模，及主要电力项目的建设规模。2 ) 制定电力 建设方针。根据能源资源条件和交通运输条件，制定电力建设方针。比如， 就全国来说，应尽量多开发水电。3 ) 规划主电力阐网架。根据电源布局和 电力负荷的分析，规划好主电力网网架，包括电压等级的选择，电力网网 络站构( 主干线回路数、供电方式) ，主力电厂及枢纽变电所的主馈线方式， 以及调相调压、系统稳定等措施。4 ) 大中型电厂发电机组的选择。应优先 考虑安装大容量的机组。随着电网的扩大，系统用电结构和用电方式的变 化，系统中峰谷差越来越大，因此，调蜂问题越来越突出，在电力规划中 也应注意调峰机组的安排。5 ) 制定节能规划。在电力规划中因地制宜地 对现有中、低压机组的改造作出安排也是电力工业内部节能的一个主要方 面。6 ) 提出应用新技术和新设备的要求。在电力规划中应提出主要的发、 送、变电设备的制造要求和引用国外先进电力科技的要求。7 1 部署电力系 统设计任务。8 ) 制定前期工作计划。9 ) 编制各有关专业规划。1 0 ) 投资预测 和资金筹措。根据规划项目估算投资总额，预测资金来源，对重大项目应 论证其投资效益及项目偿还投资的能力。 2 2 3 电力规划的程序 电源开发规划的程序为 1 资料的收集和论证。主要是厂址、发电能源及用户用电资料的收集 ( 调查研究) 和评价，并进行电力负荷预测。 2 确定供电能力。根据用户用电需要及电力系统的备用要求，提出电 力系统必须具备的供电能力( 或发电能力) 。 3 电力电量平衡。电力电量平衡包括能源供需预测，电源结构论证， 以及发电项目和主要输电项目的技术经济论证。 4 提出各种可能的电源开发方案。根据规划地区内的动力资源条件及 1 2 山东大学硕士学位论文 电厂厂址条件提出各种可能的电厂建设方案。 5 资金与经济效益评估。对各种可能的电源开发方案进行经济性评价。 这种评价包括投资估算，年经营费用计算，以及技术经济效果指标的计算， 并对各方案的经济性指标作对比分析。 6 确定最佳电源开发规划。最佳的电源开发规划应该在满足电户用电 需要，保证供电可靠性，与整个电力系统的配合，能源的使用及效率，对 环境的适应，对电力系统发展的适应，及经济效果指标等方团均是最佳的， 或综合起来是比较好的。 电源开发规划中各部分之间关系用图2 1 表示。 图2 1 电源开发规划程序图 传统电网规划的依据有三个：一是规划期间的负荷增长及电源规划方 案：二是作为技术依据的安全稳定导则和电力系统技术导则等； 三是规划目标，即以电力建设和运行费用最小为目标。电网规划的程序为： 1 原始资料的收集和论证。主要工作内容为地区用电需求预测规划等， 一般须具备以下一些基础资料和数据： 山东大学硕士学位论文 ( 1 ) 规划年度负荷预测资料，包括负荷总水平、分区及分变电所的电力 电量预测数据，以及必要的负荷特性参数。 ( 2 ) 设计年度电源( 现有和新增) 情况，包括厂址位置、装机容量、单 机容量和机组类型等。对水电厂。还应有不同水文年发电量、保证出力、 受阻容量、重复容量、调节特性等。 ( 3 ) 现有电网( 包括在建和己列入基建计划的线路和变电所) 系统图和 有关参数，包括电压等级、网络结线、线路长度、导线型号，变电所主变 容量、型式、台数等。对于规划网络的发展情况，主要包括可能架设新线 路的路径、长度，变电所扩建和待建变电所所址资料，旌工建设条件等 2 制定连接系统规划。根据电源和地区负荷分布及线路地址条件，制 定连接系统规划。为了将电力安全可靠地输送至负荷中心，制定电网规划 时必须满足一定的技术标准。我国电网规划依据的技术标准主要是电力 系统安全稳定导则和电力系统技术导则。这些技术标准是属于强制性 标准。 3 环境条件分析。1 ) 确定供电薄弱环节。供电薄弱环节主要是指原有 线路的送电能力或原有系统的设备容量不能满足供电地区的用电需要，或 出于用户用电的增加及电源发电能力的增加，原有系统难以适应这种变化， 必须对原有输电系统进行更新改造。2 ) 确定不经济的设备退出运行。原有 系统中的某些设备尽管还可以满足供电的需要，但由于设备已经老化，或 者由于效率太低、损失过大、运行维护费用太高，应该及时更换新设备。 3 ) 确定因社会环境条件变化而必须改建或迁建的送变电项目。由于城市的 建设规划、道路建设、义它公共设施的建设以及美化环境的要求，需要改 变原有的电力系统中的某些元件的配置( 包括线路定向和变电所布置) ，及对 已经规划但束建设的系统设施重新作出安排。 4 制定规划方案。提出的各种送变电规划方案既要能满足系统供电要 求，又应力求技术上先进。 5 技术经济评价。1 ) 社会环境的适应性。分析各方案是否满足社会环 境方面提出的要求，并确定其满足的程度。2 ) 供电可靠性。分析各可行方 案是否能满足规划地区的供电可靠性要求并确定满足的程度。3 ) 运行维护 条件a 各方案是否运行方便、灵活、便于调度。4 ) 供电质量。分析各方案 的供电质量( 主要是电压质量) 是否能满足要求。5 ) 经济性。分析各方案的投 资和经营费用情况，并对各方案的经济效果招标进行计算、分析和比较。 在综合分析和比较的基础上选出最佳的送变电规划方案。使电力建设和运 1 4 山东大学硕士学位论文 行费用最小是规划要达到的目标。在实际规划时通过多个方案的技术经济 比较，选择技术经济综合性能最好的方案。 电网规划的基本程序可以用图2 2 表示。 图2 2 电网规划的基本程序图 2 2 4 电网规划的方法 电网规划方法一般可分为常规法和优化法两种。在实际工程中以常规 方法为主，优化法仅作为辅助性手段。 电网规划的常规方法是项目比较法，包括方案形成、技术性能检验和 方案比较三个步骤。 ( 1 ) 方案形成 方案形成阶段的任务是根据负荷水平、电源分布和输电容量及输电距 离，拟定几个可比的网络方案。 ( 2 ) 技术性能检验 根据电力系统安全稳定导则和电力系统技术导则，对已形成的 山东大学硕士学位论文 方案进行技术性能校验。其中包括系统潮流计算、调相调压计算、系统稳 定、短路电流、工频过电压、潜供电流计算等。通过技术性能校验，将不 能满足要求或性能明显差于其他方案的候选方案剔除 ( 3 ) 方案比较 通过方案的技术经济比较，选择出综合性能最佳的方案。 2 3 电力市场对电力规划的影响2 3 。7 ，1 8 】 电力体制改革前。我国电力规划、投资和建设是包括发电、输电和配 电的垂直一体化国家电力企业的内部行为。国家电力企业是电网的投资者。 传统的管理机制保证电力企业能安全地实现投资回收，并获得一定的利润， 电网投资风险较小。电力改革前，电力工程( 包括电源和电网) 建设的时 间、地点、进度等等，自始至终都有很好的规划，统一性比较强。 随着我国电力改革的逐步深入，电厂与电网将彻底分离，分别成为独 立的发电公司和具有自然垄断地位的电网公司。并且在日后条件成熟时， 将继续剥离电网公司的配、供电资产，最终在发、配、供电领域引入自由 竞争，而输电领域则仍保持国家的自然垄断性质。 电厂和电网分离后，未来电源规划( 新增发电容量和旧机组的退役) 很可能是发电公司的内部决策，以电厂投资者的利益最大化为前提。电源 规划很大程度上取决于未来市场的电价波动情况、国家政策的变化、能源 的价格以及负荷的变化等因素。因此，新的机组( 或电厂) 的类型、位置、 容量、投运时间，以及旧机组和旧电厂的退役或停运等情况基本上由发电 公司自行确定，并且这些信息往往不能提前在市场中公布。 电力市场中的电网规划同样将面临很多的市场不确定因素，如电源规 划、负荷变化、系统潮流变化等未知情况。电网规划要适应这些不确定因 素，使电网具有较好的灵活性和鲁棒性，相对于传统的电网规划来说要困 难得多。随着网厂分开、电力市场机制的建立，电网管理和规划组织方式、 投资方式、输电定价体系、监管机制、电源规划和电网规划的关系以及可 靠性准则将对电网发展产生重大影响，也将影响到电网规划的方式方法。 综合起来说，电力市场化对电力规划的影响体现在以下几方面： 2 3 1 电网所有权和规划权的关系 改革前电网所有权、规划权和经营权是一体化的。改革初期电力市场 1 6 山东大学硕士学位论文 中电网仍然是垄断经营的，是运营企业同时扮演着输电网所有者、规划者、 系统操作者和市场操作者的角色。 电网所有权和规划权相统一的模式操作简单，有利于保证电网充足投 资、合理规划和技资。 当电网所有权和规划权分离时，公司之间以及公司与电网使用者之间 的合同和商业的复杂性使得规划问题、利益问题变得很复杂。 因此，在电力改革初期，采用电网所有权和规划权统一的模式是可取 的。 2 3 2 电源规划与电网规划的关系 电力体制改革前，电网规划是在己知电源规划的条件下进行的，电源 规划与电网规划是统一的、协调的。改革后，随着厂网分离、电力市场的 建立，发电厂、电网的规划和建设，经济上和行政上是相互独立的。但由 于电力工业的特点所决定，电源与电网既相互独立，又紧密相关，是电力 供应共同体的两个部分。总体上看，电力需求分布和和大型水电站