基于社會(huì)成本最低的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)分析

國(guó)網(wǎng)四川巴中市巴州供電有限責(zé)任公司 四川巴中 636600

摘要：電力系統(tǒng)是由各種不同功能的電力設(shè)備相互有機(jī)地連接起來(lái)的整體，因此按電力系統(tǒng)的構(gòu)成，電力系統(tǒng)規(guī)劃大致分為電源開(kāi)發(fā)規(guī)劃和輸變電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。在作規(guī)劃時(shí)，不單單為了規(guī)劃而規(guī)劃，還必須從整個(gè)電力系統(tǒng)出發(fā)，力求綜合最佳，而且電力建設(shè)必須和地區(qū)、社會(huì)協(xié)調(diào)，必須在考慮地區(qū)開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)等諸問(wèn)題的同時(shí)進(jìn)行建設(shè)。本文將主要探討基于社會(huì)成本最低的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：社會(huì)成本最低；電力系統(tǒng)規(guī)劃；設(shè)計(jì)

電力系統(tǒng)規(guī)劃是為了保證電力系統(tǒng)的建設(shè)滿足整個(gè)社會(huì)對(duì)電力的需求，合理地利用現(xiàn)有一次能源資源，以最佳的投資效果，使未來(lái)電力系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；同時(shí)，電力系統(tǒng)投資巨大和建設(shè)周期長(zhǎng)的特點(diǎn)也要求做好電力系統(tǒng)規(guī)劃。規(guī)劃電力系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也稱為可靠性準(zhǔn)則，包括兩個(gè)方面的主要內(nèi)容，即供電的充足性和供電的安全性。目前供電充足性水平已普遍采用概率性準(zhǔn)則，而評(píng)價(jià)供電安全性的標(biāo)準(zhǔn)，目前仍按規(guī)定故障形態(tài)的確定性指標(biāo)來(lái)進(jìn)行考核，如《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》。

1電力系統(tǒng)規(guī)劃

電力系統(tǒng)規(guī)劃主要指長(zhǎng)期規(guī)劃和中期規(guī)劃。電力系統(tǒng)長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃是研究15年以上的電力系統(tǒng)發(fā)展的規(guī)劃。其任務(wù)是根據(jù)規(guī)劃地區(qū)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)期規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)布局和能源資源開(kāi)發(fā)及分布情況，宏觀分析電力市場(chǎng)需求，進(jìn)行煤、水、電、運(yùn)和環(huán)境等綜合分析，提出電力可持續(xù)發(fā)展的基本原則和方向，電源的總體規(guī)模、基本布局、基本結(jié)構(gòu)，電網(wǎng)主框架，能源多樣化等，必要時(shí)提出更高一級(jí)電壓的選擇意見(jiàn)、電力設(shè)備制造能力開(kāi)發(fā)要求以及電力科學(xué)技術(shù)方向等[1]。

電力系統(tǒng)中期發(fā)展規(guī)劃在我國(guó)也稱為電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)。它研究5～15年內(nèi)的電力系統(tǒng)發(fā)展和建設(shè)方案。其任務(wù)是根據(jù)規(guī)劃地區(qū)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展目標(biāo)、電力需求水平及負(fù)載特性、電力流向、發(fā)電能源資源開(kāi)發(fā)條件、節(jié)能分析、環(huán)境及社會(huì)影響等，提出規(guī)劃年電源水平和電網(wǎng)布局、結(jié)構(gòu)和建設(shè)項(xiàng)目，并對(duì)建設(shè)資金、電價(jià)水平、設(shè)備、燃料及運(yùn)輸?shù)冗M(jìn)行測(cè)算和分析。其內(nèi)容包括電力需求預(yù)測(cè)，動(dòng)力資源開(kāi)發(fā)，電源發(fā)展規(guī)劃，電力網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，環(huán)境及社會(huì)影響分析以及對(duì)建設(shè)資金、電價(jià)水平進(jìn)行測(cè)算和分析等。電力系統(tǒng)中期發(fā)展規(guī)劃是電力項(xiàng)目開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，如發(fā)電廠設(shè)計(jì)、變電站設(shè)計(jì)、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)、電力系統(tǒng)通信設(shè)計(jì)、電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化設(shè)計(jì)的依據(jù)。在該規(guī)劃中要提出電力系統(tǒng)地理接線圖、單線接線圖和逐年工程建設(shè)項(xiàng)目表。電力系統(tǒng)中期發(fā)展規(guī)劃是在電力系統(tǒng)長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，受電力系統(tǒng)長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃的約束和指導(dǎo)。以往，電力系統(tǒng)中期發(fā)展規(guī)劃的時(shí)間為3～5年，有時(shí)展望到7～10年。由于規(guī)劃年限的長(zhǎng)短與系統(tǒng)的規(guī)模、電力系統(tǒng)所在地區(qū)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展計(jì)劃的年限有關(guān)，而且大型工程從立項(xiàng)到建成需時(shí)較長(zhǎng)，故現(xiàn)在各國(guó)電力系統(tǒng)中期發(fā)展規(guī)劃的時(shí)問(wèn)多為5～15年，每3年修正一次，年年滾動(dòng)[2]。

2我國(guó)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)

電力市場(chǎng)改革使電力系統(tǒng)規(guī)劃的不確定性加劇，使電力系統(tǒng)規(guī)劃經(jīng)歷了一次挑戰(zhàn)；風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源，本身所固有的隨機(jī)性和間歇性，給電力系統(tǒng)的規(guī)劃增添了新的不確定性因素。智能電網(wǎng)以促進(jìn)新能源發(fā)展，促進(jìn)電力工業(yè)經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行為目的。智能電網(wǎng)發(fā)展模式下，電力系統(tǒng)規(guī)劃面臨的不確定性加劇，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

2.1未來(lái)電力需求的不確定性

電力負(fù)荷是電力規(guī)劃中最主要的不確定性因素，在智能電網(wǎng)中，負(fù)荷的預(yù)測(cè)更加困難。一是分布式電源及電動(dòng)汽車等儲(chǔ)能設(shè)備的發(fā)展造成負(fù)荷更加難以預(yù)測(cè)，二是在滿足互動(dòng)性要求下，需求側(cè)管理及負(fù)荷管理將發(fā)揮更大的作用，考慮到用戶的需求彈性，負(fù)荷隨實(shí)時(shí)電價(jià)的波動(dòng)而變化，在提高電網(wǎng)運(yùn)行效率的同時(shí)，增加了規(guī)劃中負(fù)荷預(yù)測(cè)的難度；電力市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)是根據(jù)供電質(zhì)量向用戶收費(fèi)，因此當(dāng)用戶根據(jù)自身的需求改變對(duì)供電質(zhì)量的要求時(shí)，可導(dǎo)致系統(tǒng)資源一定程度上的重新分配，這也會(huì)進(jìn)一步增加負(fù)荷的不確定性。天氣變化、國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度、居民消費(fèi)水平變化以及在缺電環(huán)境下實(shí)施的錯(cuò)峰、避峰等相關(guān)政策，使得負(fù)荷變化具有更大的不確定性[3]。

2.2未來(lái)電源建設(shè)的不確定性

電力工業(yè)市場(chǎng)化后，發(fā)電和電網(wǎng)分離，電源規(guī)劃成為發(fā)電公司的內(nèi)部事宜，在滿足政府或監(jiān)管機(jī)構(gòu)所制定的相關(guān)法規(guī)或條例的約束下，發(fā)電規(guī)劃在很大程度上取決于發(fā)電公司或發(fā)電廠投資者對(duì)電力市場(chǎng)未來(lái)的電價(jià)走勢(shì)、國(guó)家相關(guān)政策的調(diào)整、能源價(jià)格走勢(shì)以及負(fù)荷變化等因素的預(yù)測(cè)。因此，新的電廠或機(jī)組的類型、位置、容量和投運(yùn)時(shí)間，以及舊機(jī)組和舊電廠的退役或停運(yùn)等決策一般由發(fā)電公司自行做出，而且發(fā)電公司往往不會(huì)將這些信息提前在市場(chǎng)中公布。間歇式能源的間歇性和隨機(jī)性，使電源的不確定性進(jìn)一步增加。

2.3系統(tǒng)潮流的不確定性

電源和負(fù)荷的不確定性，帶來(lái)了系統(tǒng)潮流的不確定性，電力市場(chǎng)逐漸對(duì)用戶側(cè)開(kāi)放，用戶可以根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)選擇用電量甚至向電網(wǎng)返送潮流，用戶和電廠之間的供求關(guān)系的變化將更頻繁，間歇式能源的接入，可能需要更大的范圍內(nèi)電源參與功率，導(dǎo)致大規(guī)模的遠(yuǎn)距離輸電。新型輸電技術(shù)、新型的配用電運(yùn)行模式，都使系統(tǒng)更具調(diào)節(jié)性和控制性，與此同時(shí)，繼續(xù)增加著系統(tǒng)潮流的不確定性。含有風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)存在更大的潮流波動(dòng)。

3基于社會(huì)成本最低的電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

向用戶連續(xù)地提供便宜且高質(zhì)量的電能是最理想的狀態(tài)。實(shí)際上，電能質(zhì)量和供電連續(xù)性，與電能價(jià)格成正比的關(guān)系，所以設(shè)備投資必須有限制（可靠性水平）地進(jìn)行。設(shè)以可靠性水平作為變量，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的利益曲線用某一點(diǎn)表示峰值，該點(diǎn)就代表最恰當(dāng)?shù)目煽啃运?。為了使上述情況達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的程度，除了從發(fā)電到配電的所有設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性必須提高之外，還必須從電力系統(tǒng)整體的角度出發(fā)，協(xié)調(diào)各個(gè)設(shè)備，使系統(tǒng)達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)[4]。

綜合資源規(guī)劃方法是將供應(yīng)側(cè)和需求側(cè)各種形式的資源作為一個(gè)整體進(jìn)行的資源規(guī)劃方法，它的思路是除供應(yīng)側(cè)資源外，也把需求側(cè)減少電量消耗和降低電力需求視為一種資源同時(shí)參與電力（或煤氣、熱力、水等）規(guī)劃，對(duì)供電（或煤氣、熱力、水等）方案和節(jié)電（或煤氣、熱力、水等）方案進(jìn)行成本效益分析，經(jīng)過(guò)優(yōu)選組合形成對(duì)社會(huì)、電力公司、用戶等各方受益，成本最低，又能滿足同樣能源服務(wù)的綜合規(guī)劃方案，旨在通過(guò)需求側(cè)管理更合理有效地利用能源資源、控制環(huán)境質(zhì)量、減少電力建設(shè)投資、降低電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)支出、為需求側(cè)提供最低成本的能源服務(wù)，可用于供電、供熱、供氣、供水等公用事業(yè)部門。目前較成熟的是應(yīng)用于電力部門。綜合資源規(guī)劃的主要是更新了單純注重以增加資源供應(yīng)來(lái)滿足需求增長(zhǎng)的傳統(tǒng)思維模式，建立了以提高需求方終端用電效率所節(jié)約的資源同樣可以作為供應(yīng)方替代資源的新概念，使可供利用的資源顯著增加，為人類提供了新的資源和財(cái)富，也為供需雙方提供了更多的擇優(yōu)機(jī)會(huì)，能夠以最低的社會(huì)成本和最好的群體效益達(dá)到經(jīng)濟(jì)、高效配置資源的目的。

結(jié)論

總之，把綜合經(jīng)濟(jì)效益置于突出地位。它克服了傳統(tǒng)電力規(guī)劃只注重部門利益，忽視社會(huì)整體效益的傾向。它把電力供應(yīng)和終端利用界定在一個(gè)規(guī)劃系統(tǒng)之內(nèi)，以成本效益為準(zhǔn)則，以社會(huì)效益為主要評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，注意協(xié)調(diào)供需雙方的貢獻(xiàn)和利益，達(dá)到改善社會(huì)整體經(jīng)濟(jì)環(huán)境的目的。實(shí)質(zhì)上，綜合資源規(guī)劃是一個(gè)開(kāi)發(fā)、節(jié)能、效益、環(huán)境一體化的資源規(guī)劃。

參考文獻(xiàn)：

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