廣東“十三五”電源規(guī)劃研究

盧洵，林勇，程鑫，吳偉杰

(廣東電網(wǎng)發(fā)展研究院有限責任公司，廣東 廣州 510082)

廣東“十三五”電源規(guī)劃研究

盧洵，林勇，程鑫，吳偉杰

(廣東電網(wǎng)發(fā)展研究院有限責任公司，廣東 廣州 510082)

摘要：“十三五”是廣東電力轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)與布局的重要機遇期，在面臨經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)型、可再生能源消納規(guī)模不斷擴大、生態(tài)環(huán)境約束逐步增強的新發(fā)展時期，科學合理的電源規(guī)劃工作十分重要?；诖耍岢隽藦V東電源優(yōu)選方案及電源實際進度方案，研究了電源規(guī)劃優(yōu)化方法，并對兩類規(guī)劃方案技術(shù)經(jīng)濟進行對比。研究表明，電源優(yōu)選方案將會給電網(wǎng)建設(shè)、調(diào)度運行、全社會資源配置等方面帶來顯著的社會經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：電源規(guī)劃；“十三五”；技術(shù)經(jīng)濟；社會經(jīng)濟效益

隨著中國經(jīng)濟發(fā)展呈現(xiàn)出新常態(tài)，經(jīng)濟發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變和生態(tài)環(huán)境約束的增強以及電力體制改革的不斷深入推進，市場條件下的電源規(guī)劃工作面臨的不確定性因素更為復雜[1-2]。因此，需要以需求為導向，以市場為核心，更加注重電源的布局和結(jié)構(gòu)問題，由此對“十三五”及中長期優(yōu)質(zhì)、安全、綠色、可持續(xù)的電力供應(yīng)提出了更高的要求。廣東省作為全國改革開放的前沿地區(qū)，經(jīng)濟發(fā)展總量、速度及電力市場規(guī)模均處于全國前列。但省內(nèi)能源資源匱乏，一次能源高度依賴外部供應(yīng)，全省約75%的負荷集中在珠三角地區(qū)，大型電源基地分布在粵東、西、北地區(qū)，網(wǎng)源協(xié)調(diào)問題尤為突出。合理的電源規(guī)劃工作對廣東省能源電力可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

長期以來，學者們在電源規(guī)劃領(lǐng)域開展了大量分析研究工作，文獻[3]和文獻[4]在電源規(guī)劃中計及了規(guī)劃電廠投資、運行費用和工程殘值，并通過生產(chǎn)模擬計算運行費用，考慮了電力電量平衡、最小開機容量以及可靠性等約束性條件。文獻[5]和文獻[6]則從能源分區(qū)平衡的角度校核能源供給與發(fā)電負荷需求的供需平衡。文獻[7]和文獻[8]則分析了可再生能源(風能、太陽能)對系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟的影響以及對系統(tǒng)長期運行、規(guī)劃的影響。文獻[9]和文獻[10]建立了考慮峰谷差約束的電源規(guī)劃模型，將調(diào)峰問題納入了電源規(guī)劃的技術(shù)經(jīng)濟約束當中。文獻[11-13]則進行了大量的區(qū)域性的電力流規(guī)劃研究。

本文根據(jù)廣東省實際及規(guī)劃相關(guān)數(shù)據(jù)[14]，分析了廣東電源發(fā)展在“十三五”及中長期所面臨的形勢與問題，總結(jié)提出廣東“十三五”電源規(guī)劃思路與原則，并進一步提煉電源規(guī)劃方法。通過對“十三五”期間電源優(yōu)選方案與電源實際進度方案進行多角度分析對比，佐證了廣東電源優(yōu)化結(jié)構(gòu)與布局對提升系統(tǒng)投資效益、提高電力系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟運行等方面將起到十分重要的作用。

1廣東電力供需現(xiàn)狀

1.1電力消費現(xiàn)狀

2014年廣東全社會用電量523.52TWh，比2013年增長8.39%，全社會用電最高負荷達到92.5GW，同比增長7.6%。從用電構(gòu)成來看，2014年，廣東省第一、二、三產(chǎn)業(yè)及居民生活用電量占廣東省全社會用電量的比例分別為1.67%、67.13%、15.72%、15.4%，第二產(chǎn)業(yè)用電量比例有所減少，居民生活用電量比例有所增加。

目前，廣東省的負荷仍主要集中在珠三角，2014年珠三角地區(qū)全社會用電量為381.4TWh，占全省用電量的75.5%；粵東、粵西、北部山區(qū)的全社會用電量分別為44TWh、29.5TWh和50.1TWh，分別占全省用電量的8.0%、4.6%、8.6%。

1.2電源建設(shè)現(xiàn)狀

2014年廣東發(fā)電裝機總?cè)萘繛?2.16GW，西電送廣東總規(guī)模達到35.08GW。2014年廣東全省發(fā)、購電量合計539.132TWh，比2013年增長8.31%；其中省內(nèi)發(fā)電量380.53TWh，比2013年增長0.98%；購省外電量158.602TWh，同比增長31.13%。

廣東省電源結(jié)構(gòu)從以火電為主逐步調(diào)整優(yōu)化為多種電源類型并存，2014年全省西電、水電、抽水蓄能、火電、核電、風電及其他電源的比重分別約28.0%、6.9%、3.8%、53.9%、5.6%、1.5%和0.4%，非化石能源占比約24.5%；約有60%左右的電源分布在珠三角地區(qū)。近年來，粵東、西、北地區(qū)電源規(guī)模增長較快，占比將逐步超過40%。

2廣東省電源發(fā)展面臨的形勢

2.1電力需求持續(xù)增長，能源資源供應(yīng)壓力加大

改革開放以來，廣東省經(jīng)歷了經(jīng)濟高速增長的工業(yè)化初期、重化工業(yè)等資本高密集度的工業(yè)化中期，現(xiàn)階段已逐步轉(zhuǎn)向資本和技術(shù)密集型，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進一步高級化的工業(yè)化中后期。隨著中國經(jīng)濟步入新常態(tài)，廣東省經(jīng)濟增長率也將從高速轉(zhuǎn)向中高速?！笆濉逼陂g經(jīng)濟增長動力將逐步轉(zhuǎn)向投資與消費雙推動，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級步伐加快，廣東“十三五”及中長期電力需求仍將保持持續(xù)增長態(tài)勢。文獻[14]對廣東“十三五”及中長期電力需求發(fā)展水平進行了分析和論證，推薦方案下，預計2020年廣東省全社會用電量達到706TWh，“十三五”期間年均增長率約5.0%；2020年全社會用電最高負荷達到126GW，“十三五”期間年均增長率約5.4%。

長期以來，廣東省能源資源匱乏，2012年省內(nèi)一次能源自給率僅為21.1%，隨著能源和電力需求的不斷增長，廣東能源供應(yīng)對外依存度將進一步提高。從省內(nèi)能源供應(yīng)渠道和方式來看，核電與西電東送是保障省內(nèi)能源安全與可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，但日本福島核電事故發(fā)生后，世界核電發(fā)展面臨著新的形勢。如何保證核電在安全的基礎(chǔ)上規(guī)?；l(fā)展，是廣東未來能源發(fā)展中面臨的巨大挑戰(zhàn)。西電東送在執(zhí)行過程中完成率與協(xié)議規(guī)定出現(xiàn)明顯偏差，給省內(nèi)電力供應(yīng)與調(diào)峰帶來諸多問題。在送端用電需求水平逐步提升、受端電源相對充足的外部條件下，西電東送現(xiàn)行的電價機制及稅收機制將制約其可持續(xù)發(fā)展，其外送規(guī)模擴大的難度增大。境外水電和藏東南水電成為西電東送接續(xù)電源的重要選擇，但也面臨國際爭端、政治風險和環(huán)保壓力，未來西電東送規(guī)模存在較大的不確定性。

2.2生態(tài)文明、環(huán)境保護約束性進一步增強

廣東生態(tài)文明建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展建設(shè)并行成為經(jīng)濟社會發(fā)展“五位一體”總布局的重要組成部分。2013年國家發(fā)布了《大氣污染防治行動計劃》，明確要求到2017年，煤炭占能源消費總量比重將降低到65%以下。京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域力爭實現(xiàn)煤炭消費總量負增長，通過逐步提高接受外輸電比例、增加天然氣供應(yīng)、加大非化石能源利用強度等措施來替代燃煤。廣東省計劃出臺能源消費總量控制實施方案，加快工業(yè)、商貿(mào)等重點領(lǐng)域節(jié)能降耗，推廣利用分布式可再生能源，擴大合同能源管理覆蓋范圍，加快促進資源集約化利用，對電力工業(yè)的整體發(fā)展帶來了重大的影響，電力發(fā)展面臨新的挑戰(zhàn)。

2.3系統(tǒng)調(diào)峰及網(wǎng)源協(xié)調(diào)問題逐漸凸顯

隨著廣東社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型優(yōu)化，全省峰谷差將持續(xù)增大，2013年全省年最大峰谷差達到29GW，占全年最大用電負荷的45%以上。電源結(jié)構(gòu)是決定系統(tǒng)調(diào)峰能力的主要因素[15-16]，廣東省內(nèi)電源結(jié)構(gòu)處于調(diào)整優(yōu)化期，核電、風電、太陽能及西南水電等清潔能源消納規(guī)模不斷增大，2013年全省清潔能源占比僅26.3%，預計至2020年將增長至32.9%，進一步削弱了系統(tǒng)的調(diào)峰能力。省內(nèi)擁有一批調(diào)峰性能較好的天然氣發(fā)電，但一部分9E機組由于采用現(xiàn)貨天然氣供應(yīng)，按照“以氣定電”的模式發(fā)電，基本不參與省內(nèi)調(diào)峰，“十三五”期間廣東將建設(shè)一大批熱電聯(lián)產(chǎn)氣電項目，受供熱負荷影響，這批氣電的調(diào)峰能力將大打折扣。據(jù)統(tǒng)計，2013年省內(nèi)煤電、氣電、抽水蓄能等電源綜合調(diào)峰深度較2012年均有不同程度的增大，2013年省內(nèi)煤電綜合調(diào)峰深度達到45%，核電參與調(diào)峰的次數(shù)和幅度在1、8月份略有增加，調(diào)峰困難時段需依靠省內(nèi)火電機組投油調(diào)峰甚至停機調(diào)峰來緩解電網(wǎng)的調(diào)峰壓力。

受“上大壓小”和“節(jié)能減排”政策的影響，近年來廣東新增機組多為大型電源，并集中分布于東西兩翼沿海地區(qū)，逐漸形成了東西兩翼向珠三角負荷中心區(qū)送電的格局。廣東省變電站站址及跨區(qū)通道線行落實困難，輸變電工程建設(shè)進度嚴重滯后于電網(wǎng)規(guī)劃，電源布局與電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的矛盾日漸突顯。

3“十三五”電源規(guī)劃研究

3.1規(guī)劃思路

廣東電源發(fā)展存在無序、電源電網(wǎng)發(fā)展不協(xié)調(diào)等突出的現(xiàn)實問題，“十三五”電源規(guī)劃著力于電源結(jié)構(gòu)、布局優(yōu)化問題，并結(jié)合電源前期工作實際推進情況，擬定兩類電源規(guī)劃方案。第一類方案以電力供應(yīng)總成本最低為目標，統(tǒng)籌考慮能源結(jié)構(gòu)及供應(yīng)能力、環(huán)保排放及控制目標、綜合運輸體系建設(shè)要求，根據(jù)粵東、西、北及珠三角地區(qū)電源建設(shè)空間，優(yōu)先安排水電、風電、太陽能及分布式氣電項目等清潔能源消納，并遵循相關(guān)規(guī)劃原則，統(tǒng)籌考慮跨區(qū)通道輸電能力及系統(tǒng)調(diào)峰性能，對省內(nèi)煤電、氣電、抽水蓄能電源結(jié)構(gòu)及布局進行優(yōu)化，形成多類電源優(yōu)選情景。第二類方案在全面收集電源項目在環(huán)評、土地預審、節(jié)能評估、規(guī)劃選址、接入系統(tǒng)等相關(guān)支持性文件實際推進情況的基礎(chǔ)上，對各個電源項目的工作進度進行評分評級，按照評分結(jié)果對電源項目進行排序。第二類方案未嚴格考慮相關(guān)規(guī)劃原則的要求，而主要針對廣東省電源發(fā)展，若僅考慮電源商本身電源建設(shè)進度發(fā)展而不采取任何引導性措施的情景，研究分析該類方案的推進將會對電網(wǎng)建設(shè)、投資代價、調(diào)度運行帶來較大影響。

規(guī)劃從全省及各分區(qū)電力流、調(diào)峰分析、調(diào)度運行、電網(wǎng)建設(shè)、投資代價等多方面對兩類方案進行綜合評估分析，提出相關(guān)電源規(guī)劃建設(shè)的建議。

3.2規(guī)劃原則

a) 電源結(jié)構(gòu)與布局優(yōu)化原則。深化區(qū)域能源合作，合理增加接收西電；大力發(fā)展新能源和可再生能源發(fā)電，重點建設(shè)風電場和太陽能利用工程；在安全的基礎(chǔ)上高效發(fā)展核電，將核電作為廣東省未來的綠色支柱電源并促進其穩(wěn)步高效發(fā)展；積極發(fā)展天然氣高效利用項目，推進天然氣熱電冷聯(lián)供和分布式發(fā)電工程；優(yōu)化發(fā)展煤電，積極推進煤電清潔化利用；有序適度發(fā)展抽水蓄能和天然氣調(diào)峰電站，滿足系統(tǒng)調(diào)峰需求；優(yōu)先在負荷中心區(qū)域布局支撐性電源和分布式電源，就近消納，提高負荷中心的自供能力，其次在珠三角鄰近外圍布局建設(shè)大型骨干電源，減少電力長距離輸送。

b) 電力流原則。促進電力分層、分區(qū)、就地平衡，以電力流最小為目標，盡量減小區(qū)域間的電力交換。

c) 電源建設(shè)進度原則。優(yōu)先考慮已納入國家和廣東省能源發(fā)展規(guī)劃，并通過國家發(fā)改委核準開工的電源項目；電源項目建設(shè)周期考慮包括新建燃氣電廠項目按3年考慮，新建煤電項目按4～5年考慮，新建核電及抽水蓄能項目按5～7年考慮，擴建項目按同類型新建項目縮減1年考慮。

d) 電力供需分析與調(diào)峰分析原則。電源規(guī)劃建設(shè)方案分析應(yīng)通過電力電量平衡分析測算廣東全省和各個分區(qū)的電源發(fā)展空間、電力流向及電源利用時間，通過系統(tǒng)調(diào)峰平衡分析測算系統(tǒng)的調(diào)峰電源需求；兩類測算方法相結(jié)合從而明確省內(nèi)煤電、氣電、抽水蓄能等電源發(fā)展的總量、結(jié)構(gòu)與布局。

e) 經(jīng)濟性原則。全省電源結(jié)構(gòu)、布局優(yōu)化與電力流安排應(yīng)充分考慮電源項目建設(shè)投資、能源供應(yīng)與污染物排放量指標，以國民經(jīng)濟總成本最優(yōu)為目標研究全省合理的電源建設(shè)規(guī)模與布局。

3.3規(guī)劃方法

根據(jù)上述規(guī)劃思路與原則，對廣東“十三五”及中長期電源結(jié)構(gòu)、布局、電力流進行優(yōu)化研究。步驟如下：

第一步，測算全省及各分區(qū)電力市場空間。該電源建設(shè)空間為考慮省內(nèi)在運電源、在建電源項目、規(guī)劃建設(shè)的核電、新能源發(fā)電(包括風電、水電、太陽能)以及新增西電東送規(guī)模后，全省剩余的電源建設(shè)空間。

第二步，考慮到能源價格、能源需求等不確定性對電源規(guī)劃結(jié)構(gòu)的影響，通過測算省內(nèi)能源資源供應(yīng)能力及環(huán)保容量排放量，獲得省內(nèi)可支撐煤電、氣電的最大裝機規(guī)模；結(jié)合省內(nèi)各分區(qū)輸電通道能力及流向，煤電、氣電技術(shù)經(jīng)濟指標，對兩類裝機規(guī)模進行經(jīng)濟性比較，滿足省內(nèi)電源建設(shè)空間要求，初步確定全省煤、氣電裝機規(guī)模。

第三步，在滿足電力供需要求的基礎(chǔ)上開展全省及各分區(qū)調(diào)峰平衡分析，若出現(xiàn)調(diào)峰缺口，則對新增相同規(guī)模下的抽水蓄能與調(diào)峰燃氣機組進行考慮全生命周期的國民經(jīng)濟成本經(jīng)濟比較，初步確定省內(nèi)調(diào)峰電源新增裝機規(guī)模。

第四步，在第二與第三步已初步確定的全省煤電、抽水蓄能、氣電新增規(guī)模的基礎(chǔ)上，利用相關(guān)電源規(guī)劃優(yōu)化軟件，以國民經(jīng)濟總成本為目標(包括系統(tǒng)投資、運行與維護、環(huán)境保護成本等)，優(yōu)化確定上述各類型電源規(guī)模、結(jié)構(gòu)與布局，得到電源優(yōu)選情景?？偝杀就ǔ０ǘ鄠€方面，一部分為發(fā)電廠及輸變電送出項目投資費用，另一部分為發(fā)電廠運行費用，包括燃料費、維護費、人工費用等。考慮到電源規(guī)劃涉及范圍較廣，規(guī)劃目標除上述兩項費用外，還包含有環(huán)境維護等多項成本支出，計及的約束條件也多有不同[17]，具體計算公式如式(1)[17]。

(1)

式中：P為總成本現(xiàn)值；Zt為第t年的投資；Ut為第t年的運行費用；r為貼現(xiàn)率；t0為貼現(xiàn)基準年；τ為計算考慮的最后一年。

第五步，利用電力系統(tǒng)生產(chǎn)模擬軟件，對電源優(yōu)選情景開展各規(guī)劃水平年分月電力生產(chǎn)模擬分析計算，校核全省及各分區(qū)電力供需情況、省內(nèi)調(diào)峰情況以及粵東、西、北向珠三角地區(qū)輸電電力流規(guī)模。若發(fā)生棄風、棄光現(xiàn)象或東西兩翼地區(qū)輸電規(guī)模超過輸電通道能力的情況，則重新開展第四與第五步，直到各指標均能夠滿足要求。

第六步，對電源實際進度情景開展電力生產(chǎn)模擬，并分別從大小方式全省電力流、電網(wǎng)調(diào)度運行、投資估算等多個方面與電源優(yōu)選情景進行對比分析，揭示若僅按照各電源前期工作進度進行電源排序，對電網(wǎng)配套建設(shè)、調(diào)度運行等帶來的影響和風險。

3.4電源規(guī)劃方案分析

3.4.1電源規(guī)模及結(jié)構(gòu)

根據(jù)上述電源規(guī)劃方法，研究提出兩大類電源規(guī)劃方案。在進行電源規(guī)劃過程中，將新增西電東送規(guī)模、核電及新能源發(fā)電規(guī)模作為整體電源規(guī)劃研究的邊界?！笆濉逼陂g，新增滇西北直流送電5 GW落點深圳，新增核電及新能源發(fā)電規(guī)模約17 GW，體現(xiàn)了構(gòu)建“清潔化”發(fā)電能源體系，加快能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的規(guī)劃思路。

電源優(yōu)選情景中，至2020年，全省電源裝機達136 GW，“十三五”期間凈增電源規(guī)模約36 GW，煤電比重明顯降低，清潔能源占比得到大幅度的提升，2020年全省清潔能源發(fā)電裝機將超過66 GW。

從優(yōu)選電源方案裝機結(jié)構(gòu)來看，核電、氣電、風電等清潔能源占比大幅提升，由2013年的39.4%提升至2020年的48%左右，非化石能源發(fā)電裝機規(guī)模由2013年的25.5%提升至2020年的32.1%。從電源布局來看，受環(huán)保容量、土地建設(shè)條件的限制，珠三角地區(qū)的裝機比例逐步降低，由2013年占比60%逐步下降至2020年的58%，至2030年進一步下降至55%，該地區(qū)電價承受能力較高，氣源供應(yīng)相對充足，新增項目大部分為熱電聯(lián)產(chǎn)氣電項目?；洷钡貐^(qū)電源裝機相對穩(wěn)定，占比保持在6%～7%之間；粵東地區(qū)電源裝機比例略有下降，2013年所占比例為28.9%，至2030年為24.6%；粵西地區(qū)電源裝機所占比例上升較快，由2013年的6.8%上升到2020年的10.5%，中長期裝機比例達到13.7%。從各類型電源布局來看，大型煤電主要布局在電源建設(shè)條件較好的粵東的汕尾、河源地區(qū)，粵西的湛江、茂名地區(qū)，粵北的清遠等地。風電發(fā)展遵循“先陸上、后海上”，“先近海、后遠?！钡脑瓌t，積極開發(fā)陸上風電資源，逐步開發(fā)近海風電資源，并適時開展遠海風電示范?！笆濉毙略鲲L電主要分布在粵東、西近海區(qū)域，江中珠沿海地區(qū)以及內(nèi)陸地區(qū)。

在電源實際進度情景中，由于目前在廣東核準、已獲路條以及規(guī)劃電源裝機規(guī)模較大，該情景下“十三五”期間凈增電源規(guī)模達到46 GW，較優(yōu)選電源情景主要區(qū)別集中在省內(nèi)核準氣電、煤電項目上，且較為密集地集中分布在珠江口以西地區(qū)。兩類方案電源結(jié)構(gòu)見表1。

表1“十三五”電源規(guī)劃情景

電源類型2015年裝機容量/GW比重2020年電源優(yōu)選情景裝機容量/GW比重2020年電源實際進度情景裝機容量/GW比重煤電57.3442.4070.0039.7073.0039.30氣電14.9511.1020.0011.4026.5014.30抽水蓄能5.764.207.284.107.283.90核電8.296.1016.139.2016.138.70水電8.986.708.985.108.984.80風電3.152.308.164.608.164.40光伏1.040.804.002.304.002.20其他0.540.401.600.901.600.90西電東送35.0826.0040.0822.8040.0821.60

3.4.2電力流格局

圖1為到2020年，廣東電網(wǎng)電力流(電源優(yōu)選情景下)示意圖。

1—粵北盈余0.71 GW；2—廣州及佛山北部分區(qū)缺口3.63 GW；3—粵西分區(qū)盈余0.82 GW；4—珠西南分區(qū)盈余2.82 GW；5—珠東北缺口4.75 GW；6—粵東分區(qū)盈余5.65 GW；7—珠東南缺口0.5 GW。圖1　2020年廣東電網(wǎng)電力流示意圖(電源優(yōu)選情景)

由分析可知，兩類電源規(guī)劃方案均能夠滿足廣東“十三五”電力供需的平衡要求，深圳、東莞及惠州地區(qū)毗鄰粵東，受入電力主要來自粵東地區(qū)大型煤電、核電基地；江門、中山及珠海氣源條件優(yōu)越，“十三五”期間將建設(shè)一批熱電聯(lián)產(chǎn)氣電項目，粵西為廣東風電、煤電建設(shè)基地，盈余電力主要送往佛山、肇慶等地消納；粵北主要建設(shè)一批坑口煤電及煤矸石項目，電力主要送往廣州北部及東莞西部地區(qū)消納。

3.4.3技術(shù)經(jīng)濟比較分析

3.4.3.1電力平衡

從電力平衡分析來看，大方式下，優(yōu)選電源方案在“十三五”期間全省能夠滿足電力供需要求?！笆濉敝星捌谟嘁?guī)模較大，電力供應(yīng)充裕；“十三五”后期電力盈余規(guī)模減少，至2020年全省盈余為1.10 GW。與優(yōu)選電源方案相比，電源實際進度方案存在規(guī)劃電源大量冗余，電力市場難以完全消納的現(xiàn)象，至2020年全省盈余電力為12 GW。從東、西分區(qū)來看，東西部電力基本能夠滿足自身負荷發(fā)展的需求，全省盈余電力主要集中在西部地區(qū)，至2020年西部分區(qū)電力盈余達到11 GW，煤電利用小時數(shù)下降至4 200 h左右，設(shè)備利用效率大幅降低。由此可見，近十年來各大發(fā)電商空前高漲的投資熱情導致廣東省內(nèi)電源無序建設(shè)現(xiàn)象嚴重，優(yōu)選電源方案為“十三五”省內(nèi)電源建設(shè)提出導向性目標，可有效促進電源電網(wǎng)科學、協(xié)調(diào)、有序發(fā)展。

3.4.3.2調(diào)峰平衡

相對大方式，電源實際推進方案面臨的調(diào)峰問題更為嚴峻。在汛期8月周一早高峰時段，用電較為集中，峰谷差和峰谷差率均相對較大，調(diào)峰問題最為突出。至2020年，全省調(diào)峰缺口將達到9 GW，且主要集中在廣東珠江口以西地區(qū)，尤其是江門、中山、珠海等地。該片區(qū)規(guī)劃建設(shè)大規(guī)模核電、氣電熱電聯(lián)產(chǎn)機組，同時糯扎渡直流落入該片區(qū)內(nèi)，至2020年調(diào)峰缺口達到7.3 GW，系統(tǒng)低谷時期大量盈余電力需由北向南、由西往東送往佛山、廣州等地，將會對珠三角內(nèi)環(huán)網(wǎng)輸電通道造成極大壓力，區(qū)內(nèi)調(diào)度運行極為困難。受廣東省分區(qū)之間聯(lián)絡(luò)通道以及江中珠送電通道輸電能力的限制，電源實際推進方案將安排大量停機備用，設(shè)備利用效率極低。優(yōu)選電源方案對電源結(jié)構(gòu)及布局進行了優(yōu)化排序，推遲江中珠部分熱電聯(lián)產(chǎn)機組投產(chǎn)，并優(yōu)先安排位于珠江口以東地區(qū)調(diào)峰性能較好的氣電、煤電機組上網(wǎng)，全省及分區(qū)調(diào)峰能力將大大優(yōu)于電源實際推進方案。

3.4.3.3上網(wǎng)電價

對兩類方案平均上網(wǎng)電價進行估算。電源實際推進方案電源建設(shè)規(guī)模較優(yōu)選方案增加了近10 GW，主要集中在煤電及氣電新增規(guī)模上。考慮到“十三五”天然氣氣源仍存在不確定性，氣價未來發(fā)展趨勢不明朗，同時在大氣污染防治等能源戰(zhàn)略的大環(huán)境下，燃煤機組環(huán)保改造及新建煤電項目成本將有一定程度增加，均將抬升電源實際推進方案平均上網(wǎng)電價。計算表明，電源實際推進方案平均上網(wǎng)電價將達到0.533元/kWh，較優(yōu)選方案上漲約0.02元/kWh。

3.4.3.4電源本體投資

兩類方案電源本體投資比選見表2。

表2“十三五”期間電源本體工程投資估算結(jié)果

電壓等級/kV不同情景本體投資/億元電源實際進度電源優(yōu)選對比/億元5001100.6959.1141.4220472.2208.0264.3110及以下881.1881.10

由表2可知，電源實際進度方案下考慮電源本體投資，相對優(yōu)選電源方案將增加投資約405.7億元?？梢?，為滿足這一批前期工作進度較快的電源項目送出，將進一步增大電力供應(yīng)總成本，加大電網(wǎng)建設(shè)難度，增加設(shè)備利用冗余度，造成全社會資源配置的極大浪費。

綜合上述分析，廣東“十三五”期間電源規(guī)劃建設(shè)需在適度考慮電源前期建設(shè)進度的基礎(chǔ)上，合理安排電源建設(shè)規(guī)模、結(jié)構(gòu)與布局，引導電源商理性投資建設(shè)，盡量規(guī)避出現(xiàn)上述電源實際進度方案分析的相關(guān)問題，有效促進電源電網(wǎng)科學、協(xié)調(diào)、有序發(fā)展。

3.5社會經(jīng)濟評價

“十三五”及中長期，廣東省電源發(fā)展將實現(xiàn)質(zhì)的飛躍，500 kV主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)將延續(xù)內(nèi)外雙環(huán)網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)模式，逐步向“分區(qū)模式”主網(wǎng)架發(fā)展目標過渡；積極引導電源布局及接入，東西兩翼大型電源主要考慮以點對網(wǎng)型式接入相應(yīng)的分區(qū)電網(wǎng)；分區(qū)內(nèi)部基本實現(xiàn)區(qū)域電力供需自平衡；實現(xiàn)全省更大范圍內(nèi)的資源優(yōu)化配置，獲得顯著的經(jīng)濟和社會效益。

a) 能源資源消費情況，預計“十三五”期間發(fā)電用煤量、發(fā)電用氣量分別約為1.45×108t、179×108m3，2030年分別約為1.61×108t、280×108m3，均在省內(nèi)發(fā)電用煤、氣供應(yīng)和運輸能力的范圍內(nèi)。污染物氣體排放方面，預計“十三五”期間火電二氧化硫、氮氧化物、煙塵排放量分別約為11.0×104t、14.6×104t、3.1×104t，2030年分別約為12.7×104t、17.9×104t、1.2×104t，均控制在全省煤電等相關(guān)行業(yè)排放控制范圍內(nèi)。土地資源占用方面，預計“十三五”期間新建電廠占地面積約27.5 km2、新建輸變電工程占地面積10.7 km2，電力建設(shè)新增用地占全省新增建設(shè)用地占比僅為5.3%，對廣東省土地利用的影響較小。

b) 至2020年，全省非化石能源裝機比例達到32%，至2030年進一步上升至40%，規(guī)劃開發(fā)的風電、太陽能、生物質(zhì)能發(fā)電等可再生能源基本消納，西電東送輸電能力進一步增強，省內(nèi)能源資源優(yōu)化配置能力進一步提高。

c) 有效降低電力供應(yīng)總成本，以電力市場需求為導向開展電源規(guī)劃工作，合理的電源總量、結(jié)構(gòu)與布局將進一步促進省內(nèi)各類型電源的消納，提高發(fā)、供電企業(yè)效益?！笆濉逼陂g全網(wǎng)輸配電價低于國家發(fā)改委公布的廣東省輸配電電價(含稅)181.02元/MWh，“十三五”電網(wǎng)建設(shè)項目投資效益較好。煤電標桿上網(wǎng)電價將與華中、華東等地持平，具有一定的市場競爭性。

4結(jié)束語

“十三五”及中長期，為實現(xiàn)廣東省電源的發(fā)展戰(zhàn)略，需進一步加強能源供應(yīng)保障，加強和穩(wěn)定電力供應(yīng)體系建設(shè)，立足省內(nèi)電源發(fā)展，合理接收西電規(guī)模；優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，提高清潔能源與可再生能源發(fā)電比例。

本文提出了電源優(yōu)選規(guī)劃方案與電源實際進度方案，分析了電源優(yōu)選原則、思路與方法，并根據(jù)電源前期工作進展實際情況，對“十三五”期間廣東省內(nèi)可能出現(xiàn)的電源發(fā)展極端情景進行了研究，揭示了該類電源方案將會對電網(wǎng)建設(shè)、調(diào)度運行帶來的巨大風險與影響，可為廣東“十三五”及中長期電源結(jié)構(gòu)、布局調(diào)整與電源建設(shè)發(fā)展決策提供參考?！笆濉逼陂g，隨著廣東省可再生能源的不斷開發(fā)利用，珠三角地區(qū)環(huán)境約束進一步增強，省內(nèi)電力區(qū)域性過剩與缺能現(xiàn)象并存，電源與電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展問題逐步突出。完善市場經(jīng)濟條件下的電力規(guī)劃體系，加強電力統(tǒng)一規(guī)劃，健全規(guī)劃功能，強化規(guī)劃的約束和指導作用，增強規(guī)劃的權(quán)威性，進一步優(yōu)化省內(nèi)電源規(guī)劃發(fā)展，對廣東省社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

參考文獻：

[1] 戴彥，文福拴，韓禎祥.電力市場改革對電網(wǎng)規(guī)劃的影響[J]. 浙江電力，2002，21(3)：1-5.

DAI Yan，WEN Fushuan，HAN Zhenxiang. The Impact of Electric Power Market Restructuring on Transmission Planning[J]. Zhejiang Electric Power,2002,21(3):1-5.

[2] 王成山，王賽一.市場條件下電力系統(tǒng)規(guī)劃工作的探討[J]. 電力系統(tǒng)自動化，2005，29(9) ：83-84.

WANG Chenshan, WANG Saiyi. Discussion on Power System Planning in Competitive Electricity Market[J]. Automation of Electric Power Systems, 2005, 29(9):83-84.

[3] JENKINS S T, JOY D S. Wien Automatic System Planning Package(WASP)[Z]. Tennessee:Oak Ridge National Laboratory，ORNL_4945，1974.

[4] Electric Power Research Institute(EPRI). Electric Generation Expansion Analysis system(EGEAS)[M]. PaloAlto: EPRI EL—2561, 1982.

[5] 熊信銀，吳耀武. 遺傳算法及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[M]. 武漢：華中科技大學出版社，2002.

[6] 熊信銀，周勤慧，吳耀武，等.考慮能源分區(qū)平衡的電源規(guī)劃模型[J]. 華中理工大學學報，1996，24 (6)：27-31.

XIONG Xinyin, ZHOU Qinhui, WU Yaowu, et al. A Power Planning Model with Energy Resources Balance Taken into Consideration[J]. Journal of Huazhong University of Science &Technolgy, 1996, 24(6):27-31.

[7] ALAN R N, CORREDOR A P. Reliability and Economic Assessment of Generating Systems Containing Wind Energy Sources[J]. Proceedings of IEEE,1985, 132(1):22-23.

[8] FARGHALS A, ROSHDY A A M. Generation E1pansion Planning Including the Renewable Energy Sources[J]. IEEE Trans. on Power Systems, 1988,3(3): 816-822.

[9] 楊斌，余岳峰，杜建軍. 改進的遺傳算法在中期發(fā)電規(guī)劃中的應(yīng)用[J]. 電網(wǎng)技術(shù)，200l，25(8)：33-36.

YANG Bin, YU Yuefeng, DU Jianjun. Application of Improved Genetic Algorithm in Mid-term Power Generation Planning[J]. Power system Technology, 200l, 25(8):33-36.

[10] 張少華，言茂松，程道平，等.調(diào)峰電源的系統(tǒng)規(guī)劃與評價[J]. 電網(wǎng)技術(shù)，1995，19(4)：11-16.

ZHANG Shaohua, YAN Maosong, CHENG Daoping, et al. System Planning and Evaluation for Peak-regulation Plans[J]. Power System Technology, 1995,19(4):11-16.

[11] 婁偉，李萌. 情景分析法在能源規(guī)劃研究中的應(yīng)用[J]. 中國電力，2012，45(10)：17-21.

LOU Wei, LI Meng. Application of Scenario Analysis in the Research of Energy Economy[J]. Electric Power, 2012,45(10):17-21.

[12] 王巍，肖晉寧，陳前.華中東部地區(qū)接受西南水電規(guī)劃及相關(guān)問題研究[J]. 中圍電力，2010，43(10)：6-10.

WANG Wei, XIAO Jinning, CHEN Qian. Studies on Planning of Southwest Hydropower Reception in Central China[J]. Electric Power, 2010,43(10):6-10.

[13] 劉振亞，張啟平. 國家電網(wǎng)發(fā)展模式研究[J]. 中國電機工程學報，2013，33(7)：l-10.

LIU Zhenya, ZHANG Qiping. Study on the Development Mode of National Power Grid of China[J]. Proceedings of the CSEE, 2013, 33(7):1-10.

[14] 廣東電力工業(yè)發(fā)展“十三五”及中長期規(guī)劃研究[R]. 廣州：廣東電網(wǎng)發(fā)展研究院，2014.

[15] 張謙，王海潛，謝珍建. 江蘇電網(wǎng)消納大規(guī)模風電的電源規(guī)劃設(shè)計[J]. 電力系統(tǒng)自動化，2011，35(22) ：61-64.

ZHANG Qian, WANG Haiqian, XIE Zhenjian. Generation Expansion Planning with Large-scale Wind Power Integration into Jiangsu Power Grid[J]. Automation of Electric Power Systems, 2011, 35(22) :61-64.

[16] 葉斌，葛斐. 安徽電網(wǎng)電源規(guī)劃及調(diào)峰能力平衡研究[J]. 安徽電力，2011，28(3)：81-84.

YE Bin, GE Fei. Research on Balance of Regulating Peak-load Ability and Generation Planning in Anhui Province[J]. Anhui Electric Power, 2011, 28(3) :81-84.

[17] 李小明，陳金富，段獻忠，等.電源規(guī)劃模型及求解方法研究綜述[J]. 繼電器，2006，35(22) ：78-84.

LI Xiaoming, CHEN Jinfu, DUAN Xianzhong, et al. A Survey of Modeling and Optimization Methods on Generation Expansion Planning[J]. Relay, 2006, 35(22):78-84.

ResearchonPowerSourcePlanningofGuangdongProvinceinthe13thFive-yearPlanPeriod

LUXun,LINYong,CHENGXin，WUWeijie

(GuangdongPowerGridDevelopmentResearchInstituteCo.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong510082,China)

Abstract：The 13thfive-year plan period is the important opportunity time for Guangdong electric power transferring development mode, optimizing power source structure and layout. In the new development period of transformation of economic development mode, gradual expansion of absorptive scale of renewable energy source and progressive enhancement of ecological environment constraint, it is very important to scientifically and reasonably implement power source planning. Therefore, this paper proposes optimization scheme for Guangdong power source and actual schedule planning, studies optimization methods for power source planning and compares two kinds of planning schemes in technique and economy aspects. Research indicates that the optimization scheme for power source may produce obvious social and economic benefits for power grid construction, dispatching operation, social resources configuration, and so on.

Key words：power source planning; the 13thfive-year plan; technical and economic; social economic benefit

收稿日期：2015-11-05

doi:10.3969/j.issn.1007-290X.2016.05.011

中圖分類號：TM715

文獻標志碼：A

文章編號：1007-290X(2016)05-0054-07

作者簡介：

盧洵(1980)，女，湖南長沙人。高級工程師，工學碩士，研究方向為電源規(guī)劃研究及輸電網(wǎng)規(guī)劃。

林勇(1973)，男，四川廣安人。高級工程師，工學碩士，研究方向為電力系統(tǒng)規(guī)劃與管理。

程鑫(1987)，男，湖北黃石人。工程師，工學碩士，研究方向為電力系統(tǒng)規(guī)劃分析。

(編輯查黎)