我國(guó)電力可靠性管理工作現(xiàn)狀及發(fā)展

張路宇 胡彬

中圖分類號(hào)：F272 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1674-1145（2019）8-089-02

摘 要 我國(guó)電力行業(yè)中許多持續(xù)存在的問題可以追溯到上世紀(jì)，自1980年代開放自由化以來，中央控制電力行業(yè)的現(xiàn)象逐漸變得越來越明顯。目前，我國(guó)電力行業(yè)需要進(jìn)行建設(shè)性的重組。在本文中，筆者將就我國(guó)電力可靠性的管理工作現(xiàn)狀進(jìn)行論述并就其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞 電力 可靠性 管理工作 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

一、電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

在過去幾十年，煤炭為我國(guó)經(jīng)濟(jì)提供了主要的動(dòng)力。但是隨著可持續(xù)發(fā)展逐漸成為關(guān)鍵問題，水電、核電和非水電可再生能源逐漸成為我國(guó)更重要的投資重點(diǎn)。在我國(guó)，水力發(fā)電已長(zhǎng)期使用。目前為止，最大的水力發(fā)電項(xiàng)目建筑是三峽大壩，三峽大壩全面完工后涵蓋了26個(gè)獨(dú)立的700兆瓦發(fā)電機(jī)（總計(jì)18.2吉瓦）。大壩于2003年6月開始灌裝，第一臺(tái)電動(dòng)渦輪機(jī)于2003年8月開始發(fā)電。另一個(gè)大型水電項(xiàng)目涉及的一系列水壩在黃河的上部。山西，青海，甘肅等省都有共同創(chuàng)建黃河水電開發(fā)公司并計(jì)劃最終建造25個(gè)發(fā)電站并組合安裝容量為15.8吉瓦。傳輸增加了電力的成本，在目前已經(jīng)很昂貴的水力發(fā)電中尤其如此。高成本意味著幾乎80%的可開采水電容量仍然存在未開發(fā)。1992年浙江省第一次使用的核電是來自秦山的兩臺(tái)300兆瓦發(fā)電機(jī)組，此后就開始陸續(xù)使用600MW或1GW的容量。到2003年，核電裝機(jī)容量總計(jì)5.4GW，還有更多正處于設(shè)計(jì)階段。后來，風(fēng)能開始被廣泛使用于發(fā)電中。2003年，風(fēng)電場(chǎng)總裝機(jī)容量為約567兆瓦。風(fēng)力發(fā)電的模式限制了它的使用，我國(guó)大多數(shù)使用價(jià)值高的風(fēng)場(chǎng)都在北部或沿東南沿海。安裝最多風(fēng)電場(chǎng)的四個(gè)省份為內(nèi)蒙古（華北），遼寧（華北），新疆（中國(guó)西北）和廣東（沿海地區(qū)）。這四個(gè)省裝機(jī)容量約405兆瓦，約占全國(guó)總量的71%。因此，從某種意義上說風(fēng)能的分布特征限制了其在中國(guó)的廣泛應(yīng)用中國(guó)。自1995年以來，中國(guó)已成為世界第二大電力消費(fèi)國(guó)。2000年用電設(shè)備的總用電量是總發(fā)電量的兩倍。2003年，總用電量約為1，906.7太瓦時(shí)。但是，按人均計(jì)算，每年的用電量仍然很低。2002年，人均用電量是大約是1000千瓦時(shí)。相比美國(guó)的12183千瓦時(shí)和英國(guó)的5618千瓦時(shí)我國(guó)仍然屬于發(fā)展中國(guó)家。經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和生活水平的提高將使用電量越來越多。因此，我國(guó)必須采取行動(dòng)來確保能夠滿足未來電力需求。眾所周知，我國(guó)的能源資源分布極不均衡。煤礦主要位于在我國(guó)北部，水力發(fā)電主要位于西部。然而，大型經(jīng)濟(jì)和負(fù)荷中心位于東部和南部。這意味著它僅利用當(dāng)?shù)氐哪茉促Y源是無法推動(dòng)?xùn)|部和南部的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的。隨著發(fā)電量的增加輸電網(wǎng)絡(luò)也在增長(zhǎng)，我國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代。我國(guó)的農(nóng)村電氣化遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于城市電力的發(fā)展。其原因是多層次的，但最主要的原因是缺乏投資。由于國(guó)家和政府的有限收入和對(duì)重工業(yè)城市電網(wǎng)的偏好，我國(guó)早期農(nóng)村電氣發(fā)展基本上是完全被忽視的。早期的農(nóng)村電氣需要農(nóng)村居民自己負(fù)擔(dān)，改革開放前農(nóng)村居民不得不籌集資金建立和管理電力設(shè)施。然而，1979年仍有大約37.4%的農(nóng)村家庭仍無法獲得電力。自1980年以來，農(nóng)村電氣化得到了顯著的改善。為了支持經(jīng)濟(jì)發(fā)展電力工業(yè)部（MEP）啟動(dòng)建設(shè)新的農(nóng)村輸電線路升級(jí)原始電網(wǎng)。到1996年，沒有電的農(nóng)村家庭比例減少了大約5%。1998年政府啟動(dòng)了大型項(xiàng)目來建設(shè)和升級(jí)2，400個(gè)縣的網(wǎng)絡(luò)。該項(xiàng)目的總投資為230億美元。2001年，當(dāng)項(xiàng)目完成時(shí)，農(nóng)村的比例無電通行的家庭減少到約1.5%。這些家庭通常生活在偏遠(yuǎn)，偏僻的地方，建立傳輸線是非常不經(jīng)濟(jì)的舉措。在這種情況下，政府提供財(cái)政支持鼓勵(lì)他們使用可再生能源微太陽能，風(fēng)能等能源和生物質(zhì)能源。

二、以市場(chǎng)為導(dǎo)向的電力改革的必要性

以市場(chǎng)為導(dǎo)向的電力改革的必要性體現(xiàn)在自經(jīng)濟(jì)改革開始以來，出現(xiàn)了逐漸超出計(jì)劃的趨勢(shì)。這是因?yàn)?，一方面政府減少了它干預(yù)國(guó)有企業(yè)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，國(guó)有企業(yè)獲得了根據(jù)市場(chǎng)變化運(yùn)作的自主經(jīng)營(yíng)權(quán)，另一方面，非國(guó)有企業(yè)真正的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)從一開始就實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng)。這兩個(gè)因素增強(qiáng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的活力。資料表明，1993年后工業(yè)化非國(guó)有部門的產(chǎn)出超過了國(guó)有部門，計(jì)劃經(jīng)濟(jì)直接導(dǎo)致打破向上信息流。因此，國(guó)家是無法準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)電力消耗的，只能對(duì)電力消耗進(jìn)行規(guī)劃。這個(gè)論點(diǎn)有兩個(gè)證據(jù)，首先是在1997年當(dāng)嚴(yán)重的電力短缺時(shí)國(guó)務(wù)院決定從1998年到2000年停止對(duì)電力行業(yè)的大量投資。然而，與預(yù)測(cè)相反，2000年之后電力供應(yīng)很快變得空前緊張。上述決定現(xiàn)在被廣泛歸咎于導(dǎo)致目前電力短缺的主要缺陷之一。其次，在五年計(jì)劃時(shí)SPC預(yù)測(cè)五年內(nèi)電力需求增長(zhǎng)率為6%，但實(shí)際情況如此增幅約為12%-15%，這種證據(jù)質(zhì)疑電力行業(yè)的存在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)決策風(fēng)格。但是，直到近幾年由于電力領(lǐng)域的改革步驟緩慢，我國(guó)電力行業(yè)如前幾節(jié)所述尚未出現(xiàn)過大幅改變。

三、力需求增加的原因

在現(xiàn)代社會(huì)中，電力是生產(chǎn)和生活過程中必不可缺的一部分。因此，用電量具有經(jīng)濟(jì)影響的因素，而且在生產(chǎn)過程和人們的日常活動(dòng)可能會(huì)產(chǎn)生重要影響。在我國(guó)電力需求的飆升是緊密的與國(guó)家的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)及其對(duì)生活水平的影響有關(guān)。

（一）經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)

人們普遍認(rèn)為，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和用電量之間存在顯著且穩(wěn)定的正相關(guān)關(guān)系。特別是在這種情況下，工業(yè)部門是中國(guó)每年最大的電力消費(fèi)部門。2016年，它占總耗電量的約70%。2016年以來，能源密集型產(chǎn)業(yè)的意外需求增長(zhǎng)是電力消耗增加的主要原因。

（二）電力消耗增加

正如上文所提到的，在規(guī)劃系統(tǒng)下電力消耗受到抑制，但是在改革開始之后，隨著GDP的增長(zhǎng)人們的生活也在增加標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)了城市和農(nóng)村地區(qū)的用電量。在城市地區(qū)，居民生活水平穩(wěn)步提高，并且越來越多更多的家庭現(xiàn)在可以負(fù)擔(dān)耗電大的電器（例如烤箱、空調(diào)）。這加劇了電力供應(yīng)短缺，特別是在炎熱的天氣許多家庭都需要開空調(diào)。

四、我國(guó)電力可靠性管理工作的發(fā)展

從以上分析，我們可以看出持續(xù)發(fā)生電力危機(jī)的原因有很多。其中一些是傳統(tǒng)的電力管理模式帶來的弊端，還有就是由飆升的電力引發(fā)的消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)。然而，無論主要的原因是什么，我國(guó)都必須重新審視其過去在電力領(lǐng)域的管理工作。所以如果過去的做法不適合我國(guó)的電力行業(yè)，新范式應(yīng)該是什么？為了應(yīng)對(duì)這個(gè)問題，以一種新的思維方式進(jìn)行用電管理是必要的。

（一）電力政策的綜合模型

為了描述適合的電力政策框架，筆者預(yù)先假設(shè)合適的電力發(fā)展戰(zhàn)略至少應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)方面。最重要的是盡管存在一些異?，F(xiàn)象，但能源需求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間存在相關(guān)性而已被大眾廣泛接受，因此是電力工業(yè)提供了現(xiàn)代社會(huì)最重要的能量之一，電力工業(yè)的發(fā)展應(yīng)該與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展同步。其次，為了推進(jìn)整體社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，發(fā)展電力工業(yè)應(yīng)確保充分利用其他的資源。第三，電力政策應(yīng)側(cè)重于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期福利最大化，也就是說電力工業(yè)的發(fā)展不應(yīng)以犧牲環(huán)境為代價(jià)。第四，電力政策應(yīng)鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新并有效利用有限的資源，這可能意味著節(jié)能技術(shù)要結(jié)合一系列可再生和化石燃料提供動(dòng)力。最后但是同樣重要的，更好的電力政策計(jì)劃應(yīng)該包括一個(gè)推動(dòng)電力企業(yè)追求更高的生產(chǎn)效率機(jī)制。

（二）電力工業(yè)進(jìn)行重組

在長(zhǎng)期供應(yīng)短缺的壓力下，電力政策顯示出實(shí)用性和長(zhǎng)期性的特點(diǎn)，但并沒有將長(zhǎng)期社會(huì)福利考慮在內(nèi)。因此，中國(guó)電力工業(yè)必須進(jìn)行重組。中國(guó)電力工業(yè)重組背后的推動(dòng)力是需要所有私營(yíng)企業(yè)作為參與者。但是，在競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)中排除中央計(jì)劃投資回報(bào)無法保證。因此，重組過程中的真正挑戰(zhàn)是如何確保市場(chǎng)規(guī)則的設(shè)計(jì)可以發(fā)出正確的信號(hào)，以吸引足夠的投資來資助發(fā)展該行業(yè)。面對(duì)上述挑戰(zhàn)，筆者可以提出一些建議。首先是我國(guó)政府必須使政策框架更加透明并具有潛力讓投資者認(rèn)為不斷增長(zhǎng)的電力市場(chǎng)仍有盈利前景。一些傳統(tǒng)的電力計(jì)劃有很大的限制，例如不可預(yù)測(cè)的法律制度和監(jiān)管框架，這就造成投資障礙。新的電力政策必須消除這些約束。其次，市場(chǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)該表現(xiàn)出一定程度的政策一致性和兼容性。加利福尼亞2000年的電力危機(jī)中可以看出有害的不一致電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)是不可取的。不同方面市場(chǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)相互補(bǔ)充以實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)最大化長(zhǎng)期社會(huì)福利。第三，雖然電力計(jì)劃被認(rèn)為是設(shè)計(jì)合理的電力市場(chǎng)且可以促進(jìn)有效投資，但是由于其風(fēng)險(xiǎn)太大完全依賴于這種未經(jīng)測(cè)試的理論方法。某些形式的方法保證高投資回報(bào)可能仍然作為一種在一定時(shí)期吸引資金的方式。能源消耗與環(huán)境密切相關(guān)取決于排放類型，會(huì)出現(xiàn)一些能源比其他的能源更清潔。今天電力部門的環(huán)境問題主要集中在SO 2，NO x，CO 2和微粒排放上。因此，良好的市場(chǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)該為個(gè)人提供正確的、符合社會(huì)最佳利益的選擇。

（三）煤炭的利用

中國(guó)是一個(gè)煤炭豐富且相對(duì)較多且稀缺的石油和天然氣資源的國(guó)家。在不久的將來，如果我國(guó)政府不這樣做想要過度依賴能源進(jìn)口，電力需求將繼續(xù)推動(dòng)對(duì)煤炭的需求。此外，我國(guó)燃煤電力比其他替代品便宜得多，即使強(qiáng)制脫硫也是如此。為了減少燃燒煤的負(fù)面環(huán)境后果發(fā)展清潔煤技術(shù)是十分必要的。到目前為止，這些技術(shù)與舊的燃煤設(shè)施相比都很昂貴。在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中，私人投資者是往往對(duì)社會(huì)福利不感興趣，他們更關(guān)心如何避免短期金融風(fēng)險(xiǎn)。因此，設(shè)計(jì)存在局限性的電力市場(chǎng)將傳統(tǒng)的煤電技術(shù)增加競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈兊倪\(yùn)行和建設(shè)成本較低。

（四）供應(yīng)安全

電是一種非常特殊的商品。供應(yīng)安全取決于系統(tǒng)協(xié)調(diào)維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)電力供應(yīng)的協(xié)調(diào)可以體現(xiàn)在兩個(gè)方面：（1）內(nèi)部系統(tǒng)（如旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)備）電壓穩(wěn)定性和系統(tǒng)同步；（2）相鄰系統(tǒng)之間（管理擁塞并避免系統(tǒng)過載）。這兩個(gè)方面都需要更多投資。因此，如果中國(guó)想要使用西部額外儲(chǔ)備能力以滿足東部和南部需求的飆升，就必須升級(jí)城市輸電和配電網(wǎng)。

五、結(jié)語

電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要組成部分，如果不考慮更廣泛的經(jīng)濟(jì)環(huán)境，電力問題就不會(huì)被完全考慮到。就我國(guó)目前的現(xiàn)狀而言，電力部門的許多持續(xù)存在的問題都可以追溯到上世紀(jì)。在新時(shí)期，中國(guó)電力行業(yè)需要建設(shè)性的改革以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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