市場(chǎng)環(huán)境下多種電源運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)研究

摘要：隨著多種電源進(jìn)入電網(wǎng)，傳統(tǒng)的水電并重的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行技術(shù)等面臨著巨大的挑戰(zhàn)?？刂贫喾N電源在運(yùn)營(yíng)中的風(fēng)險(xiǎn)，能夠獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。文章對(duì)多種電源的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控、風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施等課題進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：電力運(yùn)營(yíng)；風(fēng)險(xiǎn)管控；電源電網(wǎng)協(xié)調(diào)；市場(chǎng)環(huán)境；電網(wǎng)結(jié)構(gòu) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM73 文章編號(hào)：1009-2374（2016）14-0149-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.14.075

1 概述

隨著常規(guī)化石類能源日益枯竭，環(huán)境問題的日趨嚴(yán)重，開發(fā)多種綠色能源已廣泛受到世界各國(guó)（特別是發(fā)達(dá)國(guó)家）的高度重視。當(dāng)前，風(fēng)力、太陽(yáng)能發(fā)電等多種電源的裝機(jī)容量每年都在大幅增加。在社會(huì)與環(huán)保的需求下，電力運(yùn)營(yíng)管理有三個(gè)目標(biāo)：（1）以優(yōu)先調(diào)度使用可再生能源為前提，保證火電和水電為主的電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行；（2）著眼于國(guó)家產(chǎn)業(yè)和能源政策的指導(dǎo)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合平衡的基礎(chǔ)下，進(jìn)行全局性、長(zhǎng)期性的電力運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控；（3）積極建設(shè)電網(wǎng)交易平臺(tái)，開展電力市場(chǎng)改革，充分利用市場(chǎng)機(jī)制應(yīng)對(duì)多種電源的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

2 影響電網(wǎng)企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理的風(fēng)險(xiǎn)因素

多種電源電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)主要有以下不確定風(fēng)險(xiǎn)因素：上網(wǎng)電價(jià)、燃料價(jià)格波動(dòng)、負(fù)荷動(dòng)態(tài)需求變化（負(fù)荷預(yù)測(cè)的不確定性）、風(fēng)力與太陽(yáng)能發(fā)電的隨機(jī)性、智能電網(wǎng)條件下用戶的用電模式變化等。這些因素均可導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)主體的收益變化，從而導(dǎo)致多種電源電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生。

2.1 燃料價(jià)格波動(dòng)的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)

大型火力發(fā)電機(jī)組可變成本主要包含燃料費(fèi)、水費(fèi)、排污費(fèi)、銷售稅金及附加員工工資，其中燃料費(fèi)所占比80%。我國(guó)發(fā)電側(cè)裝機(jī)容量中75%的機(jī)組是大型火力發(fā)電機(jī)組。火力發(fā)電機(jī)組的燃料價(jià)格直接受國(guó)際國(guó)內(nèi)電煤市場(chǎng)的影響，政府沒有任何補(bǔ)貼。近年來，國(guó)際國(guó)內(nèi)電煤價(jià)格受市場(chǎng)的供求平衡而不斷波動(dòng)，并且波動(dòng)巨大，對(duì)發(fā)電側(cè)火力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電成本及發(fā)電運(yùn)營(yíng)主體獲利產(chǎn)生深刻的影響。因燃煤價(jià)的劇烈波動(dòng)帶來不確定性已日益成為發(fā)電側(cè)火力發(fā)電企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理中最大的風(fēng)險(xiǎn)。在電價(jià)不變而煤價(jià)上漲的情況下，火力發(fā)電企業(yè)的收益必然會(huì)大幅下降，甚至虧損；反之，同理。

2.2 負(fù)荷預(yù)測(cè)的不確定性導(dǎo)致的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)

在電網(wǎng)運(yùn)行中，用電負(fù)荷隨時(shí)都在波動(dòng)，因此作為電能的提供方（發(fā)電側(cè)）需要事先對(duì)所供電的區(qū)域的負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，再制定安全的發(fā)電計(jì)劃。然而電力負(fù)荷變化是受經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、氣候等多種不確定因素的作用，因而在多重因素的疊加作用下，傳統(tǒng)模式難以準(zhǔn)確描述電力負(fù)荷的實(shí)際變化規(guī)律（傳統(tǒng)的單一固定式模型的預(yù)測(cè)方法只考慮一種變化趨勢(shì)或單一因素的影響）。隨著技術(shù)和科技的革新，負(fù)荷預(yù)測(cè)方法不斷改進(jìn)和完善，負(fù)荷預(yù)測(cè)的精度和符合度不斷提高，但是從某種意義上說，負(fù)荷預(yù)測(cè)仍然存在一定的不確定性因素，這就對(duì)發(fā)電側(cè)運(yùn)營(yíng)管理造成一定的風(fēng)險(xiǎn)。例如在發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)期間，對(duì)所供電區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)調(diào)度和運(yùn)行可靠性。由于各個(gè)發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)組成不同、發(fā)電原理不同、機(jī)組容量不同，因此每個(gè)機(jī)組發(fā)電的邊際成本不同，機(jī)組的啟停機(jī)時(shí)間也不同，一般來說，電網(wǎng)運(yùn)行中宜選用邊際成本低、啟停時(shí)間小的機(jī)組承擔(dān)基荷；同理，承擔(dān)峰荷應(yīng)是邊際成本高、啟停時(shí)間長(zhǎng)的機(jī)組。發(fā)電側(cè)的發(fā)電企業(yè)原則上應(yīng)根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)來綜合調(diào)度機(jī)組進(jìn)行有序發(fā)電的，負(fù)荷預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確就會(huì)造成綜合調(diào)度模型失真，從而造成電網(wǎng)調(diào)度機(jī)組

失誤。

2.3 上網(wǎng)電價(jià)變化帶來的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)

對(duì)于發(fā)電側(cè)（各類的電力企業(yè)）運(yùn)營(yíng)管理來講，上網(wǎng)電價(jià)是主營(yíng)產(chǎn)品銷售價(jià)格，因此，上網(wǎng)電價(jià)的變化將直接影響到發(fā)電側(cè)（各類的電力企業(yè)）的發(fā)電量和收益。由于我國(guó)電力市場(chǎng)的存在，上網(wǎng)電價(jià)會(huì)隨著電力市場(chǎng)的交易情況實(shí)時(shí)變化，因此上網(wǎng)電價(jià)的波動(dòng)變化會(huì)給發(fā)電側(cè)的運(yùn)營(yíng)管理帶來一定量的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。在發(fā)電側(cè)與需求側(cè)競(jìng)價(jià)的電力市場(chǎng)環(huán)境下，市場(chǎng)出清價(jià)是由完全市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)得出的，所以具有明顯的波動(dòng)性和隨機(jī)性。

2.4 市場(chǎng)環(huán)境下用戶的用電行為模式變化

隨著電力改革的深入，電力銷售在市場(chǎng)環(huán)境下，用戶的用電行為模式會(huì)向更利于自身優(yōu)惠的方向變化，其中一個(gè)顯著的變化就是用戶可以根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)調(diào)整其用電時(shí)間和用電量。然而每個(gè)用戶對(duì)實(shí)時(shí)電價(jià)調(diào)整的敏感度是不同的，因而每個(gè)用戶行為變化程度也不同，這一變化因以往從未實(shí)施過，其導(dǎo)致的用戶負(fù)荷變化目前還沒較合理的模型預(yù)測(cè)。新的電力負(fù)荷預(yù)測(cè)就需要迎合當(dāng)前新電力市場(chǎng)的特性，更多關(guān)注相關(guān)實(shí)施環(huán)境的變更，并更具自適應(yīng)性，此外隨著分布式發(fā)電、充電墻（樁）普通用戶的推廣，更多的公眾用戶可以實(shí)現(xiàn)與智能電網(wǎng)及時(shí)互動(dòng)供電。在電力市場(chǎng)條件下，影響負(fù)荷預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的因素除了傳統(tǒng)的天氣、季節(jié)、類型等，實(shí)時(shí)電價(jià)是一個(gè)非常重要的影響因子，絕不能忽略此影響因素，忽略此影響因素做出負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果將會(huì)產(chǎn)生重大偏差，基本失去應(yīng)用價(jià)值。

2.5 智能電網(wǎng)帶來負(fù)荷變化

未來智能電網(wǎng)需要容納較大比例的主動(dòng)負(fù)荷（可儲(chǔ)能負(fù)荷），例如電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能墻（設(shè)施）。主動(dòng)負(fù)荷（可儲(chǔ)能負(fù)荷）與傳統(tǒng)的負(fù)荷相比，其主要特點(diǎn)有三點(diǎn)：（1）主動(dòng)負(fù)荷具有雙向性，即可以充電時(shí)視為負(fù)荷，也可以在放電時(shí)視為電源。例如電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能墻（設(shè)施）；（2）因?yàn)殡妱?dòng)汽車、儲(chǔ)能墻（設(shè)施）充放電時(shí)間是隨機(jī)的，電動(dòng)汽車更是連充放電地點(diǎn)也是隨機(jī)的、不確定的，造成主動(dòng)負(fù)荷在時(shí)間上、空間上的不確定性；（3）從某種程度上來說，傳統(tǒng)負(fù)荷是不可控的，可以采用一定的經(jīng)濟(jì)、政策、技術(shù)措施控制主動(dòng)負(fù)荷的隨機(jī)性，進(jìn)而使得主動(dòng)負(fù)荷具有一定可控性，這將減少負(fù)荷劇烈變化對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性、供電可靠性的

影響。

2.6 風(fēng)力、太陽(yáng)能等新技術(shù)非常規(guī)能源帶來的新挑戰(zhàn)

多種電源電網(wǎng)將要接納相當(dāng)大比例的新技術(shù)非常規(guī)能源。風(fēng)力、太陽(yáng)能等新技術(shù)非常規(guī)能源發(fā)電的特點(diǎn)有如下兩點(diǎn)：（1）新技術(shù)非常規(guī)能源具有隨機(jī)波動(dòng)性或間歇性，例如光照強(qiáng)度的變化、風(fēng)速的變化等；（2）新技術(shù)非常規(guī)能源的不完全可控性，例如太陽(yáng)能要遵循季節(jié)更替、白晝黑夜的自然規(guī)律，風(fēng)電則隨著天氣變化，白天可能風(fēng)輕云淡、晚上卻風(fēng)聲大作。海洋能、生物質(zhì)發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電這些新技術(shù)非常規(guī)能源作為新電源都有其自身特點(diǎn)的間歇性與不可控性，對(duì)智能電網(wǎng)的供給和負(fù)荷需求之間的平衡帶來調(diào)頻、調(diào)峰以及穩(wěn)定性顯著影響，也對(duì)發(fā)電側(cè)運(yùn)營(yíng)管理帶來不確定性。

面對(duì)數(shù)量、比例不斷增加的新技術(shù)非常規(guī)能源，混合多種電源的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理就應(yīng)對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，完善新能源的接入方式，開發(fā)新能源發(fā)電技術(shù)與先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用。只有對(duì)建立起的電網(wǎng)新結(jié)構(gòu)要求新技術(shù)非常規(guī)能源的發(fā)電側(cè)運(yùn)營(yíng)做出相對(duì)應(yīng)的調(diào)整，才能保證供智能電力網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性增加。例如：風(fēng)電場(chǎng)和光伏電站接入電網(wǎng)，針對(duì)其出力的間歇性與隨機(jī)性，對(duì)其啟動(dòng)、停機(jī)、有功功率控制、無(wú)功/電壓調(diào)節(jié)、低壓穿越能力提出要求；電網(wǎng)為了減少穩(wěn)定運(yùn)行的潛在風(fēng)險(xiǎn)，必須要具備足夠的存儲(chǔ)容量和調(diào)度措施、控制手段來對(duì)其進(jìn)行修正，用戶側(cè)容納主動(dòng)負(fù)荷來承擔(dān)。隨著多種電源進(jìn)入電網(wǎng)、電網(wǎng)的智能化水平的提高，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理除了面對(duì)傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)因素的作用外，還要遭受來自智能電網(wǎng)方面、多種可再生能源發(fā)電帶來的新型不穩(wěn)定、干擾因素的挑戰(zhàn)。

3 應(yīng)對(duì)多種電源的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)的策略

應(yīng)對(duì)多種電源的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)控制措施應(yīng)注重以下五點(diǎn)：（1）電網(wǎng)在制定電網(wǎng)規(guī)劃時(shí)應(yīng)考慮運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)因素。企業(yè)通過優(yōu)化供電電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，增強(qiáng)電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，調(diào)整多種可再生能源，對(duì)電源電網(wǎng)的規(guī)劃項(xiàng)目實(shí)施次序，提高電網(wǎng)系統(tǒng)抵御風(fēng)險(xiǎn)能力；（2）多種電源發(fā)電企業(yè)在制定自身生產(chǎn)計(jì)劃安排時(shí)就應(yīng)將運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)因素考慮在內(nèi)，合理安排檢修計(jì)劃和夏（冬）高峰、豐（枯）水期、重要保電、配合大型工程建設(shè)等特殊時(shí)期方式時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮可再生能源發(fā)電間歇性與隨機(jī)性、智能電網(wǎng)主動(dòng)負(fù)荷帶風(fēng)險(xiǎn)管控措施；（3）多種電源發(fā)電企業(yè)應(yīng)將物資儲(chǔ)備和管理相結(jié)合，通過加強(qiáng)電力設(shè)備物資采購(gòu)管理，加強(qiáng)生產(chǎn)設(shè)備調(diào)控，提升電網(wǎng)輸配變電設(shè)備整體負(fù)荷的適應(yīng)性水平、電能質(zhì)量水平；（4）加強(qiáng)多種電源發(fā)電企業(yè)應(yīng)急管理工作，通過完善各個(gè)發(fā)電企業(yè)、輸配電網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)急預(yù)案和體系，建立健全電網(wǎng)的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制，加強(qiáng)應(yīng)急演練，形成機(jī)構(gòu)多元化應(yīng)急物資儲(chǔ)備方式，同時(shí)加強(qiáng)及時(shí)和長(zhǎng)期電網(wǎng)穩(wěn)定控制和減少電網(wǎng)事故造成的損失和影響范圍；（5）將多種電源電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)控制納入技改檢修項(xiàng)目計(jì)劃、管理制度和標(biāo)準(zhǔn)、日常生產(chǎn)工作計(jì)劃、培訓(xùn)教育計(jì)劃中。

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作者簡(jiǎn)介：嚴(yán)加義（1972-），男，貴州遵義人，貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司遵義供電局工程師，研究方向：電力系統(tǒng)運(yùn)行。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）