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摘要 摘要 抽水蓄能电站的价值己被广泛认可,其优越的调峰填谷和独特的动态服务 功能在己建抽水蓄能电站中已得到了充分的体现。在我国具有很大的发展必要性 和广阔的发展空间。但是从我国目前已建抽水蓄能电站的初期运营情况看,抽水 蓄能电站的财务收益现状不容乐观,甚至存在亏损现象。本文针对此问题进行了 分析探索。 1 分析了影响抽水蓄能电站财务收益的多种因素,得出了主要因素为电价 体制与经营模式,前者决定了收益的多少,后者影响收益的实现; 2 对影响抽水蓄能电站上网电价的因素进行了分析,得出上网电价的主要 影响因素为上网电量和抽水电价,同时根据抽水蓄能电站可能的上网电量与抽水 电价的组合,按照现行电价体制,进行了电价的测算; 3 通过对各组合方案上网电价计算比选及可行性分析,提出了适合抽水蓄 能电站发展的电价体制与经营模式的组合方式的确定原则; 4 针对现行的两种电价体制,结合某电网在建抽水蓄能电站可能采取的经 营模式进行了计算分析,如该电站在一部制电价下应采取电网统一经营或委托电 网经营模式;如该电站两部制电价下应采取电网与大型基荷机组联合租赁的经营 模式,为该电站将来财务收益的实现提供了科学依据。 关键词:抽水蓄能电站;财务效益;电价体制;经营模式 a b s t r a c t a b s t r a c t t h ev a l u eo fp u m p e d s t o r a g ep o w e rs t a t i o nh a sb e e nw i d e l yr e c o g n i z e d a m o n g t h ep u m p e d s t o r a g ep o w e rs t a t i o n sw h i c hh a v eb e e nb u i l ti nc m n a ,t h es u p e r i o r i t yo f r e g u l a t i n gp e a ka n d 矗l l i n gv a l l e ya sw e l la si t su n i q u ed y n a m i cs e r v i c eh a sb e e nf u l l y e m b o d i e d c h i n an e e d st h ed e v e l o p m e n to fp u m p e d s t o r a g ep o w e rs t a t i o n ,i th a sa e x p a n s i v ed e v e l o p i n gs p a c ei nm t u r e b u ti fw es e ef 而mt h eo p e r a t i o n a ls i t u a t i o na b o u tt h ep u m p e d s t o r a g ep o w e r s t a t i o n sw h i c hh a v eb e e nb u i l ti nc h i n a ,w ew i l ln n dt h es t a t u so f6 n a n c i a lb e n e f i ti s n o to p t i m i s t i c ,s o m ep l a n ta r ef a c i n gt h er i s ko fl o s s a i m i n ga tt h i sp r o b l e mt h i se s s a y d o e ss o m ea n a l y s i sa n de x p l o r a t i o n 1 v 撕o u sf a c t o r sw h i c he f r e c tt h e 仃n a n c i a lb e n e f i t sa 1 1 ea n a l y z e d ,p r i m a 巧f 孔t o r st h a t e 毹c tt h ef i n a n c i a lb e n e f l t sa r eo b t a i n e d ,w h i c ha r ee l e c t r i c i t y 皿c e s y s t e ma n d m 锄a g e m e n tm o d e l , t h ef o m e rd e t e n n i n e sh o wm u c ht h ei n c o m ei s ,h el 甜e re 腩c t s i m p l e m e n t a t i o no f t h eb e n e n t 2 t h r o u 曲a n a l y s e so nf a c t o r s 、h i c he f f e c tt h eg r i de l e c t r i c i t yp r i c e ,t h em a i n i n f l u e n c ef a c t o r st h a te f r e c tt h e 酣de l e c t r i c i t yp r i c ea r eo b t a i n e d ,w h i c ha r et h e g r i d e l e c t r i c i t yq u a n t i t ya j l dt h ee l e c t r i c i t yp r i c eo fp u m p i n gw a t e r a c c o r d i n gt os i xc o m b i n a t i o n c a s e sa b o u tt h eg r i de l e c t r i c i t yq u a n t j t ya n dt h ee l e c t r i c i t yp r i c eo fp u m p i n gw a t e rw h i c hm a y b et a l ( e nb yt h ep u m p e d - s t o r a g ep o w e rs t “o n s ,t h ec a i c u l a t i o na b o u te l e c t r i c i t yp r i c ea r e c a r “e du n d e rt h ec u r r e n te l e c t r i c i t yp r i c es y s t e m 3 t h r o u g ht h ec o m p a r i s o na n df e a s b i l i t ya n a l y s i sa m o n gt h eg r i de l e c t r i c i t yp r i c e ,t h e d e t e n n i n a t i o np r i n c i p l ei sp r o p o s e d ,w h i c hi su s e dt os e l e c tc o m b i n a t i o nc a s e sa b o u te l e c t r i c i t y p r i c es y s t e ma n dm a n a g e m e n tm o d e lt h a t w 川b es u i t a b l ef o r t h e d e v e l o p m e n t o f p u m p e d s t o r a g ep o w e r s t a t i o n s 4 a i m i n g a tt w ok j n d so fe l e c t r i c i t y p r i c es y s t e m a t p r e s e n t ,c o m b i n gt h e m a n a g e m e n tm o d e lw h i c hm a yb et a k e nb yap u m p e d s t o r a g ep o w e rs t a t i o nt h a ti s b u i l d i n g , s o m ec a l c u l a t i o na n da n a l y s e sa r ec a r r i e do u ti nt h e e s s a y a i m i n g a tt h i s p u m p e d s t o r a g ep o w e rs t a t i o n ,i ft h ee l e c t r i c i t yp r i c es y s t e mi so n ep a n i t es y s t e m ,t h e s u i t a b l em a n a g e m e n tm o d e li su n i f o r n lm a n a g e m e n to rr e n t t op o w e rg r i de n t e 印r i s e , h o h a iu n i v e r s i t y i ft h ee l e c t r i c i t yp r i c es y s t e mi st 、v op a n i t es y s t e m , t h es u i t a b l em a n a g e m e n tm o d e li s j o i n tr e n tm a n a g e m e n tb yp o w e rg r i de n t e 巾r i s ea n dp o w e rs u p p l ye n t e 印订s e s 、v h i c h u n d e r t a k et h eb a s el o a d t h ea n a l y s e sp r o v j d eas c i e n t 讯cb a s i sf o rt h ei m p l e m e n t a t i o no ft h i s p u m p e d - s t o r a g ep o w e rs t a t i o n sf i n a n c i a lb e n e f i t k e yw o r d s :p u m p e d - s t o r a g ep o w e rs t a t i o n ; f i n a n c i a lb e n e f i t ; e l e c t r i c i t y 州c es y s t e m ; m a n a g e m e n t m o d e l 学位论文独创性声明: 本人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。与我一同工 作的同事对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。如不实,本人负全部责任。 一、-罩、 一 论文作者( 签名) :祁盎移川g 年6 月f f 日 学位论文使用授权说明 河海大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术 期刊( 光盘版) 电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件或 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。论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权 河海大学研究生院办理。 论文作者( 签名) :趟塾冲亨年占月,日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 我国发展抽水蓄能电站的必要性 抽水蓄能电站效益在我国已经得到普遍的认可,作为调峰填谷的最佳电源和 其独有的动态服务功能,决定了抽水蓄能电站在我国具有极大的发展必要性。本 文从以下几个方面进行分析论证【l 叫: ( 1 ) 有利于电网安全运行 厂网分开后,电网企业在维护电网安全稳定运行方面面临很大的矛盾和困 难:调控手段和调峰容量不足,可供直接控制的电厂较少,而对供电可靠性和供 电质量的要求越来越高。为此,电网必须拥有有效的调峰,调频及负荷跟踪等手 段,以满足用电需求的变化。综合比较分析各电源情况,抽水蓄能电站将是保证 电网安全,稳定运行的有效手段。 ( 2 ) 保证基荷机组安全经济运行 通过灵活调度电网中的抽水蓄能电站,可使火电机组,核电机组在高效区发 电,大大降低了煤耗,减少了机组启停次数,提高了机组的使用寿命,保证了电 网的经济运行。有关方面于2 0 0 5 年4 月6 日透露,未来1 5 年内,我国将建成 4 0 座核电站,核电装机容量将达3 6 0 0 4 0 0 0 万千瓦,占全国发电装机的4 。根 据国内外经验,为保证核电安全稳定运行,须配套相当规模的抽水蓄能电站。 ( 3 ) 有利于促进西电东送和全国联网工程的安全稳定运行 西电东送和全国联网工程是实现我国资源优化配置的重大战略举措,对电力 系统的电源优势互补,东西错峰和经济运行起着重要的作用。但是,西电东送的 距离遥远,各主要电源点至京津唐,华东,广东的直线距离都在2 5 0 0 3 0 0 0 公里 以上,如此远距离的输电应以电量为主;在西电东送和全国联网过程中,可能出 现部分地区负荷中心的电源支撑不足,受端电网的有功和无功不足现象以及联网 初期交流弱联系统的安全稳定问题。抽水蓄能电站能够担当起紧急事故备用的保 安电源,化解电网运行风险,提高系统运行安全性能。 ( 4 ) 有利于可再生能源发电的蓬勃发展 可再生能源是指风能,太阳能,水能,生物质能,地热能,海洋能等非化石 河海人学硕士学位论文 资源。国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域,鼓励和支持可再 生能源并网发电项目。可再生能源发电对改善我国能源结构,保护生态环境,促 进人口,资源,环境的可持续发展起着重要的作用。到2 0 2 0 年中国可再生能源 发电能力有望达3 6 0 亿千瓦。可再生能源在并网发电时,针对利用风能,海洋 能发电时由于资源的随机性较强,稳定性较差等特点,一些学者提出了风电一抽 水蓄能电站;潮汐能发电一抽水蓄能电站联合运行的方式来保证可再生能源发电 厂的正常供电。 ( 5 ) 有利于节能减排工作的顺利进行 抽水蓄能电站是清洁能源,电站本身不耗水资源,发电过程中不发热,不冒 烟,不进煤,不出渣,对环境的影响极小。在抽水蓄能电站建成后,水库或调节 池还有助于净化环境,改善景观。 同等电力情况下,替代燃煤火电机组发电将产生巨大的环境效益。对我国的 环境保护和节能减排工作有一定的促进作用。 抽水蓄能电站的健康、有序和良性发展迫在眉睫。国家电网公司在2 0 0 5 年 3 月注册成立了以发展抽水蓄能为核心业务的国网新源控股有限公司,以便加强 对国网系统内抽水蓄能电站的专业化管理,这标志着我国抽水蓄能行业的发展开 始步入规范化、专业化轨道。 1 2 抽水蓄能电站作用及在国内收益现状 1 2 1 抽水蓄能电站作用 抽水蓄能电站的作用主要有调峰填谷,承担系统备用,调频和负荷跟踪,调 相,黑启动等,并且这些功能与优越性在我国已建抽水蓄能电站的实际运行中都 有很好的体现【7 。1 0 】。 ( 1 ) 调峰填谷 抽水蓄能机组在负荷低谷时做水泵运行,用基荷机组发出的多余电能将下水 库的水抽到上水库贮存起来,在电力负荷高峰时做水轮机运行,将水放下来发电。 抽水蓄能电站的加入,改变了电能产销瞬时性的局面,将电能可以储存变为现实; 抽水蓄能机组不仅可以顶峰发电,还可以迎峰发电,即在负荷高峰出现时,快速 第一章绪论 启动带上负荷,弥补火电机组升荷慢的缺点。优化了电力系统中基荷机组的运行 条件。 1 9 9 7 年投产的十三陵抽水蓄能电站,在京津唐电网中担当抽水填谷,发电 调峰的任务,降低了电网的峰谷差率,减轻了燃煤火电机组的调峰任务。对电网 的稳定运行起到了十分重要的作用,也改善了电网的负荷特性和燃煤火电机组的 运行条件; 1 9 9 4 年建成投产的广蓄一期抽水蓄能电站,在大亚湾核电机组投入商业运 行后,广蓄一期年平均吸收低谷电量1 4 0 5 亿kw h ,调峰发电1 0 0 8 亿kw h 。 2 0 0 0 年1 至6 月份,广蓄电厂调峰日平均最大出力占电网最高负荷的9 8 4 。广 蓄一期抽水蓄能电站的调峰填谷作用为核电机组创造了良好的运行环境,保证了 核电机组的稳定运行。 ( 2 ) 系统的备用机组 抽水蓄能机组的利用小时数不高,随时可以作为系统的备用机组。同时还可 以做旋转备用,即在并列状况下在发电方向上空转,必要时能很快带上负荷,可 以在很短的时间内转换为发电。当电网发生故障或者负荷快速增长时,抽水蓄能 电站以其快速的反应特性能很容易地承担起紧急事故备用和负荷调整的任务。保 障电网安全运行。 2 0 0 3 年4 5 月三峡龙政直流先后三次跳闸,由于天荒坪电站机组的快速启 动投入,使电网频率在短时间内迅速恢复到正常范围内,使作为接受三峡电力的 华东电网避免了较大事故的发生。 广州抽水蓄能电站自投入运行以来,平均每年紧急启动1 6 5 次。广州电网 中目前火电机组最大单机容量6 6 0 m w ,核电机组单机容量9 0 0 m 1 j | ,由西南省份经 5 0 0 k v 的天广线路供电约8 0 0 m w ,无论火电站,核电站跳机或者西电解列对电网 的冲击都很大。抽水蓄能电站的快速启动,对防止电网事故扩大,恢复正常供电 起着重要的作用。 ( 3 ) 调频和负荷跟踪 电网的周波应按照国家的标准控制在5 0 o 2 h z 。为保证电网稳定运行,电 网需要具备随时调整负荷的能力,以适应用户负荷的变化。抽水蓄能机组具有迅 速而灵敏的丌停机性能,调节相当灵活,能够很好的满足电网负荷急剧变化的要 求。 河海大学硕士学位论文 1 9 9 3 年以前京津唐电网周波的合格率在9 8 左右,最严重的1 9 8 6 年周波合 格率仅为8 1 左右。1 9 9 3 年以后由于潘家口和十三陵抽水蓄能电站建成后在电网 中发挥了重要作用。电网周波合格率很快提升到9 9 9 以上,连续多年全国评比 第一。 ( 4 ) 调相功能 电力系统的无功电力不足会造成电网电压下降。在电力平衡中,除有功电力 需要平衡,无功电力也需要平衡,为此需要装设调相机,或将同步发电机改作调 相机运行。抽水蓄能机组是同步电机,不但在发电或抽水以外的时间可以做调相 机运行,在发电或抽水的同时也可以向电网提供无功电力。 广东抽水蓄能电站自投产运行以来,1 9 9 4 1 9 9 7 年共发无功2 1 8 7 8 万kw h , 吸收无功7 2 9 2 8 万kw h 。2 0 0 2 年底南方电网公司成立以来,调相运行需求进一 步加大。在2 0 0 3 年春节期间,广州抽水蓄能电站共启动调相6 9 次,运行时间 1 1 1 6 小时。为广东电网平衡无功,稳定电压发挥了重要作用。 ( 5 ) 黑启动服务 黑启动是指整个系统因故障停运后,机组不依赖外界帮助,自启动发电并向 系统供电,从而逐渐扩大系统的恢复范围,最终实现整个系统的恢复。抽水蓄能 电站可在无外界帮助的情况下,迅速白启动,并通过输电线路输送启动功率带动 其他机组,从而使电力系统在最短时间内恢复供电能力。随着电力系统的发展, 系统的稳定性与可靠性会因局部的问题波及邻近区域而引起重大系统事故,而黑 启动己成为电网崩溃后系统恢复正常运行的重要措施之一 我国目自 没有发生过电力系统大停电事故。因此,各抽水蓄能电站没有实际 发挥过黑启动作用,但有的机组成功地进行过黑启动试验:1 9 9 9 年十三陵抽水 蓄能电站黑启动试验证明该电站可满足系统黑启动的要求,具有在厂用电失去情 况下自启动机组进行生产自救及向无电压电网输电的能力;2 0 0 5 年1 1 月由广东 电网进行了全黑启动试验取得圆满成功,标志着广州抽水蓄能电站b 厂机组已经 完全具备了黑启动能力。 1 2 2 国内抽水蓄能电站财务收益面临问题 综上所述,抽水蓄能电站在运行中所产生的效益可以归纳为两方面:一是静 4 第一章绪论 态效益,即利用系统峰谷差,由抽水和发电的差价产生的效益;二是动态效益, 即由抽水蓄能电站承担系统的备用,调频和负荷跟踪,调相,黑启动等功能而产 生的效益。以上这些效益都是实实在在存在的,但是到目前为止,国内还没有一 个公认的较为精确的计算方法来对抽水蓄能电站所产生的效益进行客观的评价, 尤其是动态效益的评价,加之我国电力市场中目前的峰谷电价差还没有达到一定 的水平,仅利用峰谷电价差产生的效益还远不足以使抽水蓄能电站具备良好的竞 争力12 l 。 在我国的电力市场下,由于电力改革并不深入,辅助服务市场也没有建立起 来,对抽水蓄能电站的价值反映不是很合理。 因为抽水蓄能电站的效益有很大一部分是动态效益,而目前常以电量效益来 代替,加之尖峰电量数量少,即使采用峰谷差电价,扣除抽水费用,靠高峰电量 来盈利、收回投资也是困难的。虽然抽水蓄能电站是一种很好的调节电源,但是 在评估抽水蓄能电站时,不能计入它的动态效益。所以,尽管有条件比较好的抽 水蓄能电站站址,单位千瓦静态投资低于同期进行可行性研究的火电厂,但电源 优化时往往还是将抽水蓄能电站的建设序列向后靠。而且如果抽水蓄能电站是网 外业主兴建,靠低价购入低谷时段电能,再以高价售出峰荷电能,几乎难以收回 投资。 1 2 3 国内部分抽水蓄能电站财务收益现状 我国抽水蓄能电站的社会效益大,自身效益差。在实际运行中的财务生存能 力不是很理想。彭天波等对我国已建的8 座抽水蓄能电站的财务情况进行了调查 总结,如表1 2 【13 1 。 悠 s 永赫秘 倒 小- n 孓剖 ; 卜 摹 晏萎 话 2 $ 嚣 墓霉 冀霎 霉装 测仨 卜 噬砖 鼍赛罨 里 里 琴龌 鋈霉 塔怔武 塔$ 毒摹 卜蔑 娄卜 牖釜 缸 三妞 辂辖赫 丑摹 o - n卜v 、nn寸 辐笔 oo an口r 、nn 掘讲 i n 旧 h 西凸 n 卜、 n卜 萋委娄薹盆 a寸n一n h 鹎 昏寸 1 no i n n 9 。 宴 o o n 寸凸 卜 a 、 t n 峥 凸 n 州 h 寸西 。oooooo。 趟回交i p 寸 n nom寸 nnnnn 斟h - 辎忾 、o也 l n 西 ,、 一 v 、 寸 i n nnn寸 中n 霎萋昏过 ooo nn o n o zzz i nl n z z 一 nn 凸- a凸a 球锭相鋈 一 寸 口n 。 蛰长擎瓣寸o 一一 一 竖 彩 昧害斟 一 r q i n 小小 on n 一 l n 凸 。o h 西 蜷 玺臭捌 o n o 。o o o o 众 ii 球 j 型 h o 口 n 小 心 一 卜、 r 、寸 n 蛰 纂莲 on o 。 口 m n 一 n 一 - n西 卜 口 o l n 寸 一 n 凸 凸 n 一 西 卜、 n i n 富 - n寸 。 r 口 i n nn n一 n - - 球相旺u一 n西 一 甘n 墼校取。 凸 a心n寸 ooo 一一 。 。 燃嶷擎受“ o昏 h寸 n 裂辎画廿鬯 o z 一 nn 一一 凸 n 娄蓑銎| i j i 鋈 n h 卜 o 口目on 凸 n n 一一 卜n nn 一 蜷 蠖誊* a t 中 寸n小均口 m 靼 鞣悫捌 寸 o 寸o o 崞 、寸 凸 n n o。 o $ 一一一 o 冬 n 寸n寸凸 蠼 囊趔基 口 i n n n 一 i n n 中 寸小 i n n 一 口 寸寸hr 、 o 均 nl n 一 n nnh一 hn 一 n 划 、 一一一 - n n n 出 n 匝 n 目口n口n。h 蟋相匠 o n n寸卜口西卜o 骶擦稻丑non 一一一一一 墨蚓 o n o o oo 裂掉萋 n h ooo o o n nnh 一 目若粼副黑撂牲赠如赠3 蒙晕稚蒙晕棰蒙晕裢蒙晕棰 赆勺笔 龌专粤暑:暖仁菩: 三是芸l 长l 长靶蕃,目耗凑目每是菩靶 鲁若郇薄1 1 1 竖稚! 蜘搽丁l 鞭l 最l 鞭l 罴k 堰式瞪吣剡 僻琳右辖求蜷靶赛骊智口耀糨长幂求希议血n_搽 议犁掣扑粕舀扑y避暮 河海大学硕士学位论文 注:上表中n o 表示投资不能在计算期内收回。另天荒坪电厂2 0 0 0 年9 月开始实行两部制 电价,其容量电价为4 7 0 元( k w 年) ,电量电价为2 6 4 元( kw 年) ,抽水电价为o 1 8 2 9 元( k w h ) ,财务分析时没有考虑。 从以上统计资料可以看出:所统计的8 座抽水蓄能电站中,国民经济都具有 很大的收益:除密云抽水蓄能电站外( 密云电站因设备漏油等质量问题的影响, 现2 2 万千瓦的机组已经全部停运,该电站全部运行时问仅5 0 0 0 多小时) ,其余 7 座抽水蓄能电站的效益费用比都大于1 。最高的效益费用比达到了3 4 6 ,8 座 抽水蓄能电站中有6 座的投资回收期在1 3 年以内,占所统计电站的7 5 。以上 指标充分说明了抽水蓄能电站的国民经济效益显著。 电站自身的财务效益很不乐观:所统计的8 座抽水蓄能电站中,有5 座的投 资效益费用比小于l ,这5 座抽水蓄能电站的投资不能完全回收,占所统计电站 的6 3 。且投资能得以回收的抽水蓄能电站中其投资回收年限均在1 5 年以上。 抽水蓄能电站自身的财务收益很差。 我国抽水蓄能电站的国民经济效益显著,但是电站本身的财务收益情况很不 理想,严重影响了我国抽水蓄能电站的发展和各投资主体的建设积级性。 1 3 国外抽水蓄能电站运营情况及财务收益 国外抽水蓄能电站的建设较早,世界上第一座抽水蓄能电站是一百多年以前 建造于瑞士的苏黎世抽水蓄能电站。世界上抽水蓄能电站发展最快,装机容量最 多的国家的同本,其次是美国,意大利,德国,法国,西班牙等1 4 】【2 0 】。 1 3 1 国外抽水能电站财务收益状况 国外抽水蓄能电站由于起步较早,在抽水蓄能电站的认识,管理和运营方面 积累了大量的成功经验,目前运营状况良好,均能获得良好的财务收益。几个典 型国家的抽水蓄能电站运营及收益状况如下【1 5 。1 8 】【2 1 】【2 2 】: ( 1 ) 日本 日本一次能源缺乏,大部分能源需从国外进口,日本的电源构成中核电占首 位,其次为火电。因此,电网调峰、调频以及事故备用的主要手段是抽水蓄能机 组。目前,日本有4 1 座抽水蓄能电站,装机容量2 4 6 5 g w ,占日本发电总装机 第二章财务收益影响冈素分析 容量1 0 以上。在日本无论是电力公司,还是发电公司都非常看重抽水蓄能机组 卓越的调节能力和负荷跟踪能力。对于日本急剧的负荷需求变化和巨大的峰谷 差,抽水蓄能电站性能得到了充分发挥。 对于抽水蓄能机组,日本业内人士已达成共识:一是抽水蓄能机组处于待机 状态,是电网备用的需要,因机组的冷态爬坡速率仍大于火电机组的热态爬坡速 率,所以,其稳定电网的作用很大,待机也应看作工作;二是发电、抽水运行 由承租方的需求状况来决定,设备拥有者并没有必要努力争取发电运行;三是 可协调供给和需求,选择负荷低谷时经济性蓄水,做到合理蓄能。 日本全国按地区成立了九个私营电力公司,其抽水蓄能电站的建管方式有两 种。一是从电站建设开始到投产上网完全由电力公司统一管理,电力公司既是建 设单位也是运行管理单位。二是由九大电力公司和政府合资组建国营的电源开发 公司,它建设抽水蓄能电站,但不负责运行管理,所建电站租赁给当地的电力公 司,每年当地电力公司向电源开发公司支付一笔投产前以合同方式签订的租赁费 用,以满足电站运行维修、还贷、税收及利润等需要。此外,电网还对抽水蓄能 电站实行奖惩考核,如电站未能按电网要求参与调峰、调频则受罚,如电站大修 少于规定时间则进行奖励。 日本电价核定遵守3 个原则:成本主义原则,公正报酬原则、对用户公平原 则。在电价测算时,总成本的确定是以日本电气事业会计规则规定的营业费用项 目为基础,加上事业报酬。 由于日本电力行业各界人士对抽水蓄能电站的作用达成的共识,并且日本电 源开发公司在体制上是独立的电源开发商,其建设和经营的抽水蓄能电站全部采 用租赁经营模式。租赁费是按照成本主义原则,以电站建设费作为基价固定电费 制度,即把营业费加上事业报酬全部作为基本费用,用来计算总费用。电力公司 在租赁协议中,明确租赁费用,电站运行责任,电网调度要求等,租赁费的支付 与考核挂钩。日本的电力公司是发,输,配,售一体的体系结构,抽水蓄能电站 的租赁费作为电力公司购电费的一部分,在销售价格中明确。电力公司按照综合 经济效益最优安排电站的经济运行,抽水蓄能电站与其他电源形成了很好的优势 互补。 ( 2 ) 英国 河海大学硕上学位论文 英国在1 9 9 0 年实行电力改革后,从根本上实现了对电力公司的改组和运营 方式的全面改革。将原来发电,输电,配电统一经营的中央发电局分为发电部分, 输电部分和配电部分。其中发电部分中建立了独立的国家电力国际公司,国家发 电公司,国家核电公司和一些独立的私人发电企业。 目前,英国的发电侧已经完全市场化,由双边交易和提前1 小时的平衡市场 组成,市场的竞价结果决定发电效益。 由于抽水蓄能机组的技术特性和在电网中的特殊作用,在英国电力市场中, 专门制定了抽水蓄能机组的竞价模式和电价机制。明确抽水蓄能电站的收入由两 部分组成:年度交易中的固定收入和竞价交易重的电量销售收入。 其中,固定收入是给予抽水蓄能电站在电网中两部分作用的补偿:其一是对 承担电网中辅助服务的补偿,这部分补偿是按辅助服务机制计算得出的,按年一 次付出。其二是对抽水蓄能电站的调峰填谷作用提高基荷机组的运行效益所做的 补偿,这部分补偿是通过签订年度合同明确固定电量和固定电价。固定电量是根 据双边市场平衡差额即调峰电量确定,固定电价即调峰电价,一般较高。在英国 的电力市场中,把这个固定的部分称为容量补偿,要与国家电网公签订补偿协议。 变动部分收入是由抽水蓄能电站通过参加电力平衡市场交易而获得的。由于抽水 蓄能电站主要承担尖峰负荷,所报的价格是相应尖峰负荷的价格,一般是基荷价 格的几倍。抽水蓄能电站与同样承担尖荷的机组竞价时有很大的优势。 英国的抽水蓄能电站一般以法人身份独立经营,参与市场竞争。以迪诺威克 抽水蓄能电站为例。迪诺威克电站是欧洲最大的抽水蓄能电站之一,也是世界上 第一座能在1 6 s 内满负荷运转的抽水蓄能电站。该电站于1 9 8 4 年投运,装机容 量1 8 0 万千瓦,由国家投资兴建。1 9 9 1 年英国电力实行私有化后,该电站作价 1 2 亿英镑,由私营的国家电网公司经营。该电站主要承担电网调峰填谷与动态 服务。英国的电厂实行统调竞争机制,根据各电厂电价的高低和机组保证率来决 定每天由哪些机组供电。担任基荷的电厂只有一个电价,而调峰电厂除电价外还 可增报启动价与空载价。在电力供大于求的情况下,抽水蓄能电站由于价格低廉、 性能优越,常在竞争调峰运行机会中获胜,在迪诺威克抽水蓄能电站的全部收益 中,调峰电力销售收入,辅助服务收入以及填谷效益各占三分之一左右,1 9 9 3 年迪诺威克抽水蓄能电站发电量1 0 亿l h ,连同动态服务,总营业收入达1 6 9 第二章财务收益影响因素分析 亿英镑,减去抽水电费8 0 0 0 万英镑和运行成本后,盈利4 4 0 0 万英镑。效益还是 很可观的。 ( 3 ) 美国 美国1 9 9 2 年颁布了联邦新能源法,1 9 9 6 年颁布了能源管理委员会的第8 8 8 号及8 8 9 号法令,开始对垂直一体化的公用电业进行体制改革,联邦法规要求在 发,输,配电各个环节都进行自由,公平的竞争,建立开放的电力趸售市场及零 售市场,规定厂网分开经营,开放输电网络,实行电网服务收费等原则。 由于美国是联邦体制,各州对电力改革的模式,改革进度及实施办法等都有 权自行立法。因此,各个州内电力市场的设计方案,规则及电力改革的进度都不 尽相同。目前,美国的抽水蓄能电站大部分都是由电网公司建议和经营,关于电 价的获得机制主要有以下三种:电网统一经营;参与电力市场竞价;租赁制。 电网统一经营:对于由电网公司建设和拥有的抽水蓄能电站,实行的是电网 统一核算方式,抽水蓄能电站的运行成本以及合理回报等一并计入电网公司的销 售电价中,通过销售电价回收成本。 参与电力市场竞价:美国加州在电力市场外,还设立了以竞价为基础的辅助 服务市场。抽水蓄能电站可以在电力市场和辅助服务市场之间进行策略的选择, 以获得最大的收益。 租赁制:美国s u m m i t 抽水蓄能电站采用电网租赁经营模式。在电站建设前, 电站投资方与俄亥俄州电力公司签订备忘录,就电站的租赁容量、系统服务辅助 设施以及调度控制等方面达成协议,最大程度地降低抽水蓄能电站的运营风险, 并以此作为贷款保证。电站要保证租赁期间的设备可用率和机组启动成功率。而 电站运行中的维修费用以及低谷抽水用电都由承租者提供。因此,容量租赁费实 际上只包括建设投资的偿还以及投资者的利润。租赁费用通过电力市场中的峰谷 电价差及不同供电质量的费用差异回收。 ( 4 ) 法国 法国的抽水蓄能电站主要由法国电力公司( e d f ) 统一建设经营和管理。抽 水蓄能电站并没有独立的经营权,完全按照e d f 的调度要求进行抽水、发电运 行,同时e d f 也统一负责电站的成本、还本付息、利润和税收等开支以及对电 站的运行进行考核。以法国格兰德麦索抽水蓄能电站为例。该电站装机容量1 8 0 i o 河海大学硕士学位论文 万千瓦,于1 9 8 7 年建成投产,产权属于法国电力公司。该电站没有独立经营权, 完全按照法国电力公司的调度要求运行。法国电力公司统一承担其成本、还本付 息和税收等开支,并对其进行运行考核。 在法国,抽水蓄能电站除用于调峰、填谷、备用外,有1 0 的容量用于调频 和与外国交换电能,调相的时间占总运行时间的1 2 2 0 。 1 3 2 国外抽水蓄能电站财务收益原因分析 国外的抽水蓄能电站由于在建设与运营方面有很长的历史,在电站的经营方 面积累了大量的成功经验。主要有以下几个方面【1 9 】【2 3 。2 7 1 。 ( 1 ) 法律的支持:西方国家的电力系统必须严格地按照政府有关法规安全可 靠地运行,供电质量必须随时满足用户要求,用户的利益收到法律保护。电力系 统不能动辄拉闸限电。德国的能源法规定,如果电力系统管理不善,致使供电中 断或者系统的电压频率的波动值超过了法定界限而使用户造成财产损失的。除 了可能承担刑事责任外,还必须接受经济处罚。为了保证系统安全稳定运行,赢 得用户的信赖。抽水蓄能电站以其独特的经济,技术优势成为电力系统中受欢迎 的一份子。 ( 2 ) 电力市场的完善:在经济发达国家罩,电力市场是买方市场,为了防止 市场萎缩,使电力供应经济可靠。7 0 年代以来,发达国家的电力行业出现了由 国营企业到私营企业的转变,垄断体制向市场竞争体制变化的趋势。在激烈的市 场竞争条件下,产品的质量和价格决定了企业的兴衰。为了占有市场,电力系统 不得不着眼于经济可靠的备用调峰电站和效益优越的调频,调相机组,为抽水蓄 能电站的进一步发展注入了新的动力。其优越性主要体现在以下几个方面: 电网中电价差距大,峰荷电价可以为谷荷电价的3 5 倍,有的国家可达 1 0 倍,因此抽水蓄能电站的发电收入较高。 电力系统的经济调度旧儿7 0 1 :在经济发达的国家,电力系统为了适应市场的 竞争,提高企业效益,采取了如下措施:统一调度基础上不断加强负荷预测,美 国国家电网3 0 m i n 预测误差为l 2 ;实行经济调度,运行成本低的机组优先 调度,并且励行奖惩措施,对不能按照约定完成运行指标的机组处以罚款;此外, 国外很多国家的电力系统网络较大,抽水蓄能电站发电的用户和抽水用电的供应 第二章财务收益影响因素分析 来源都较广泛,蓄能机组的使用率较高。蓄能电站的调节功能可以为外国电网服 务,换取收入。 完善的政策体系和竞争的市场机制使得抽水蓄能电站的建设步伐越来越快, 规模越来越大,相关技术越来越成熟。因其调度运行科学合理,财务核算切合实 际,有可靠的抽水用电供应来源和发电用户,而且峰谷电价差高达5 1 0 倍,仅 电量效益就能保证抽水蓄能电站的正常运营。除此之外,抽水蓄能电站还可以为 其动态功能在电力辅助服务市场竞价,也可以获得可观的经济收益。 所以国外的抽水蓄能电站无论采取何种经营模式都能在电网中充分发挥其 效益,并取得了良好的经济效益。 1 4 研究目的和内容 1 4 1 研究目的 在传统的垄断体制下,发电,输电,配电都同属于同一个电力企业内,不需 要专门研究抽水蓄能电站的经营模式和相配套的电价模式。“厂网分开后,电 厂与电网不再是“一家”,国民经济评价效益可观的抽水蓄能电站在运行中的财 务收益出现了问题。市场经济条件下,财务上的可行性是电站赖以生存的基础, 也是各投资主体进行投资的前提条件,在现有的机制和配套政策下,如何保证抽 水蓄能电站的财务收益已成为人们关注的焦点和亟待解决的问题。 现阶段我国抽水蓄能电站自身财务状况不容乐观,严重影响我国抽水蓄能电 站的建设和发展。由于对抽水蓄能电站如何合理定价问题的研究还不完善,要彻 底解决这一问题还要很长一段时间。 本文研究的目的主要是探索现阶段适合我国抽水蓄能电站发展的建设模式, 电价体制以及经营模式。 1 4 2 研究内容 本文的主要研究内容可以归纳为以下几点: 1 通过对影响抽水蓄能电站财务收益的多种因素进行分析,得出主要因素 为电价体制与经营模式,前者决定了收益的多少,后者影响收益的实现。 河海大学硕士学位论文 2 对影响抽水蓄能电站上网电价的因素进行分析,得出上网电价的主要影 响因素为上网电量和抽水电价,同时根据抽水蓄能电站可能的上网电量与抽水电 价的组合,按照现行电价体制,进行电价的测算。 3 通过对各组合方案上网电价计算比选及可行性分析,提出适合抽水蓄能 电站发展的电价体制与经营模式的组合方式的确定原则。 4 针对现行的两种电价体制,结合某电网在建抽水蓄能电站可能采取的经 营模式进行了计算分析,为该电站将来财务收益的实现提供了科学依据。 第二章财务收益影响因素分析 第二章财务收益影响因素分析 影响抽水蓄能电站财务收益的因素主要有电力体制改革,电站的建设模式, 抽水蓄能电站的电价体制以及经营模式等因素。 2 1 电力体制改革对财务收益影响 2 1 1 电力体制改革总体目标 1 9 9 7 年的电力体制改革是在政企分开的原则上进行的,改革形成了中央电 力投资主体,促进了我国水电建设的跨越式发展。2 0 0 2 年底以厂网分开为原则 的电力体制改革,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2 9 1 。 2 1 2 电力体制改革主要内容 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【30 1 ,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,按照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。 1 4 河海大学硕士学位论文 2 1 3 电力体制改革对财务收益影响分析 这次电力体制改革是以厂网分开、竞价上网为原则展开的,目的是打破垄断, 形成竞争的电力市场。应该说其核心是管理体制与价格体系的改革。 ( 1 ) 体制改革方面 在这次电力体制改革的机构划分过程中,抽水蓄能电站被行政性划给了电网 系统。改革后抽水蓄能电站的行政定位,对抽水蓄能电站的发展必将产生与以往 有所不同的变化1 。总体上看来,将会对抽水蓄能电站的发展产生积极作用。改 革中对抽水蓄能电站的行政定位,促进了抽水蓄能电站与电网的内在利益机制的 联系,这种内在利益关系用完全的市场方法难于准确和客观的定位和定量评价, 行政办法是看准了大方向,但是还需探索前进,起码在机制上保证了网内抽水蓄 能电站作用的充分发挥。 抽水蓄能电站在理论上属于电源性质,对电源的开发有独资、合资等符合市 场经济条件的基本模式。这次改革中的行政定位理论上只对独资模式有效。因为 只有在独资模式下,抽水蓄能电站才可能以车间运营模式在电网中运行,它的调 度才能与电价无关,达到改革设计的初衷。然而依据公司法组建的有限公司 的合资开发模式,公司必然是独立法人,与电网之间建立的也必然是经济关系, 尽管电网企业可以在有限公司中控股或参股,其独立电源公司的性质是不变的。 在调度上与车间运行模式有本质差异。 因此从理论上分析,抽水蓄能电站放在电网的根本含义可以理解为电网企业 应在抽水蓄能电站开发中起主导作用。抽水蓄能的价值体现受开发体制影响,但 核心问题是它的运营模式。 ( 2 ) 价格体系方面 “厂网分开,竞价上网”的原则,预示了对我国电价体系的改革趋向,即由 目前计划色彩浓厚的政策性电价体系向市场电价体系的过渡口妇口纠。但是真正意义 上的市场电价体系必须要有完善的法制健全的市场环境作为保障,在初级阶段, 这种电价体系的过渡将会是一个比较漫长的过程。因此政府主导调控的政策性电 价体系必然会在一个较长时期内存在下去。而抽水蓄能电站的系统安全保障作 用、系统各种备用替代作用等间接效益也会在较长时期内不能由价格直接体现出 来,因此抽水蓄能电站潜能的开发在新体制条件下仍需继续努力探索。 第二章财务收益影响因素分析 综上所述,电力体制改革对抽水蓄能电站而言,既是一次机会也是一次挑战。 当随着电力体制改革的逐步深入,电力市场将逐步完善,在公平竞争的市场环境 下,抽水蓄能电站自身的优越性可以在竞争中处于有利地位,获得良好的收益。 但是最近一段时期内,由于电力体制的改革还在进行中,电力市场尚未完善,对 于抽水蓄能电站的效益如何准确的计算以及进行货币衡量

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