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              行業觀察:為什么說我國電力系統效率低?

              來源:全球電氣資源 

              最近工作上,搞太多增量配網、多能互補、微電網等電改相關的東西了,也不算特別順利,回歸技術層面,回歸本源,說一千道一萬,電改的目的不就優化系統效率么,那么就談談效率方面的事兒。
               
              何謂電力系統效率
               
              效率這詞很容易明白, 電力系統效率也一樣。也就是說電力系統不是越可靠越好,要講究一個性價比和利用效率,冗余多了會造成極大的浪費。
               
              好吧,言歸正傳,電力系統這個系統比較復雜,說點拗口的專業的描述:
               
              “一個復雜的、形成的具有網絡結構特征的,多個參與主體和投資主體相互作用,相互影響以電力和熱力為主要產品、以能源生產、和消費為主要功能的投入產出系統?!?
               
              是挺復雜的,簡單點說,效率主要由發電企業、電網企業和電力用戶三個主體自身運行效率以及相互作用決定。
               
              發電企業:主要由發電 設備利用效率、原料產出效率、發電經濟效率等因素決定。
               
              電網企業:主要由電網傳輸效率、電網結構、電力設備與設施運行效率及損耗等因素決定。
               
              電力用戶:這方面以往被遺忘,現在越來越被重視,比如節能和能效管理,需求側管理等等,可以為提高電力系統整體效率做出貢獻。
               
              當然,還有些外部因素的影響,比如國家可再生能源政策和環境保護政策,影響系統的效率。
               
              這里面因素太多,我們需要簡化下,不然根本說不完。
               
              從發電企業、電網企業和電力用戶擇取三個指標,分別是:可再生能源利用效率,設備利用效率和需求側管理效率。個人感覺,這三個指標還是符合趨勢和代表性的。

              我國電力系統效率
               
              總體而言,我國電力系統效率顯然是不高的,比較冗余,這里面有很多原因,下面再詳細說,先說說效率不高的表現,就從三個指標說起。
               
              首先說說,最主要的,設備利用效率。
               
              這里面應該包括火電設備利用小時,電網負載率,網損率等方面。
               
              火電設備利用小時數,最近經常提到,去年火電設備利用小時進一步降至4165小時,為1964年以來年度最低,火電企業日子相當難過。5100小時左右,應該是盈虧平衡點集中區,目前的火電設備效率堪憂。
               
              電網負載率,以我國最具活力的長三角地區的華東電網為例, 500k V 輸電線路輕載情況相對較為嚴重,大部分線路處于長期輕載的情況,只有相對少數線路負載率超過 50%,其他電壓等級也類似。
               
              近年來,由于電力電量的增長速度放緩,冗余程度還在上升。
               
              考慮電網可靠性,相對保守的情況下,輸電線路合理平均負載率應位于 40%左右。這樣看來我國電網設備的冗余度是非常高的,大馬拉小車,設備曬太陽的比例不小。
               
              網損率,我國2013年電網綜合線損率為6.67%,居世界同等供電負荷密度條件國家的先進水平,但與網損率最低的國家如日本、德國相比還存在差距。
               
              其次是,可再生能源利用效率。
               
              這里面應該包括可再生能源裝機占比,棄風棄光,新能源最大利用小時數等方面。
               
              可再生能源裝機占比我國目前超過30%,絕對量是比較高的,但是占比和發達國家還是有較大差距;棄風棄光就不說了,非常嚴重的問題;最大利用小時數,國際排名也是很低的。
               
              最后是,需求側管理效率。
               
              這里面主要涉及 負荷率。
               
              何謂負荷率?是指年平均負荷與年最大負荷的比值。負荷率越小,說明平均負荷與最大負荷之間的差距越大峰谷差異較大,電力系統運行效率與經濟性都比較差。
               
              我國要電網負荷率逐年減小,峰谷差越來越大,除華北電網32.5%和西北電網29.4%外均超過35%。全國各主要電網的調峰能力普遍不足。
               
              提高負荷率是一項系統工程,需要在發電企業、電網企業、電力用戶聯合實施管理措施。尤其是需求側管理,可以提高負荷率,縮小峰谷差。
               
              所以,不管是從電源側、電網側,還是用戶側,咱們國家的電力系統的效率都偏低,不是說不可靠,而是某些方面太可靠,過于冗余了。
               
              國外電力系統效率
               
              這里的國外,肯定是指的發達國家。
               
              上面說國內的時候,其實也附帶著提到了國外,可再生能源利用率和需求側管理效率就不說了,都知道國外電力市場開展的早,這兩方面肯定大幅領先國內。
               
              重點說說設備利用層面。
               
              有些數據,日本、美國的電量線路比分別為 3008 萬千瓦時/千米和 1486 萬千瓦時/千米,我國是972 萬千瓦時/千米。
               
              澳大利亞電網40%的500kV線路的平均負載率超過50%,上面看到的華東電網是8%,多大的冗余和浪費。
               
              又要說到特高壓了,在這么高的電網冗余程度下,還要上這么驚人投入的特高壓?只會繼續加大電力系統冗余度,極大降低系統效率,最后這些錢都攤到電價里面,加大群眾的用電成本。
               
              差異的原因和建議
               
              為什么存在這么大的差別?簡單概括,一是規劃建設思路,二是市場機制發展。
               
              規劃建設思路。我們的規劃建設,通常都是考慮可靠不出事,容載比高高的,N-1,N-2時刻準備著,基于國情嘛,供電安全問題是最大的問題,帽子問題,而國外都是競爭性盈利企業,肯定是要基于可靠性和經濟性的均衡考慮。
               
              這點非常明顯,而且,國外電力市發展成熟,可靠性和經濟性之間的區別越來越模糊??煽啃詥栴}大都同時是經濟性方面的問題,它會影響電力市場的不同參與者采取不同的行為
               
              PJM認為:電力市場調度的輸電約束就是經濟性約束,只要是在事故之前電力系統經過調整能夠維持在可靠性限制之內運行,經濟性約束不應該視為違反了可靠性標準。這種觀點是合理的,因為提供充足的輸電能力以保證所有系統狀態條件下市場的有效競爭,代價過于昂貴。
               
              而且國外會定期對電網充裕度進行評估,以指導后續,國內的評估近年來也開始做了,但是還遠不如國外的實際和有效。
               
              市場機制發展,這個是顯而易見的,新能源發電小時,需求側管理這些都和電力市場有關,單純靠政策,效果非常有限,市場機制提高效率,這句話已經被證明了無數次了,就不多說了。
               
              關于建議,除了以上兩大點以外,還有些具體的。
               
              比如發電側的合理控制裝機規模,優化調整電源結構,提高火電調峰能力;電網側的優化網架,合理評估建設需求等;需求側的完善現行電價政策,充分發揮峰谷分時電價杠桿作用,推廣負荷聚合機制等需求側響應措施等。
               
              所以說,電改只是手段,提高系統效率才是目的,本源更應該被關注。

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