淺談電力體制改革下輸電網(wǎng)的擴(kuò)展與優(yōu)化

張榕

摘 要：隨著電力體制改革的不斷推進(jìn)，輸電網(wǎng)作為電力生產(chǎn)中的重要一環(huán)面對(duì)著新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)?；谛滦蝿?shì)下，輸電網(wǎng)如何及時(shí)適應(yīng)電力體制改革的問題，從電力行業(yè)市場(chǎng)化中，輸電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)分析入手，從模型描述、可靠性分析、投資回報(bào)以及電源選擇等方面，對(duì)輸電網(wǎng)的擴(kuò)展與優(yōu)化展開研究。

關(guān)鍵詞：電力體制改革 輸電網(wǎng) 擴(kuò)展 優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TM715 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）005-047-02

1 引言

近年來，隨著電力行業(yè)的市場(chǎng)化進(jìn)程推進(jìn)以及電力體制改革的深入，我國(guó)電力行業(yè)在發(fā)電、輸電、配電、供電等各個(gè)環(huán)節(jié)都發(fā)生著劇烈的變化，面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。作為天然壟斷性行業(yè)，電力行業(yè)面對(duì)著有效打破壟斷、融入加入WTO后的開放性市場(chǎng)、引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制等革新任務(wù)。

輸電環(huán)節(jié)是電力市場(chǎng)發(fā)展的重要一環(huán)，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，國(guó)家將加大對(duì)輸配電網(wǎng)絡(luò)的投入和改造，電力市場(chǎng)環(huán)境下的輸電網(wǎng)的規(guī)劃與擴(kuò)展也面臨新的課題。傳統(tǒng)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下的投資擴(kuò)展和運(yùn)行管理等方法已經(jīng)不再適用，輸電網(wǎng)與發(fā)電側(cè)和用戶側(cè)的關(guān)系也需要重新定義。

傳統(tǒng)的輸電網(wǎng)管理環(huán)境帶有管制性質(zhì)，政企不分家，形成壟斷地位。而市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，輸電網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)雖然仍然接收相關(guān)政府機(jī)構(gòu)的監(jiān)督和監(jiān)管，但是正逐步朝著放松管制、形成自由競(jìng)爭(zhēng)的方向發(fā)展，所以，傳統(tǒng)的輸電網(wǎng)規(guī)劃思路在新的環(huán)境下，需要重新定義與擴(kuò)充，體現(xiàn)出市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的特征。

下文將結(jié)合電力行業(yè)的市場(chǎng)化給輸電網(wǎng)帶來的沖擊，分析了輸電網(wǎng)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，并結(jié)合筆者自身經(jīng)驗(yàn)，展開研究，對(duì)電力市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下的輸電網(wǎng)擴(kuò)展與優(yōu)化提出了自己的看法。

2 電力行業(yè)的市場(chǎng)化給輸電網(wǎng)帶來的新挑戰(zhàn)

2.1 不確定信息增多

市場(chǎng)化的條件下，輸電網(wǎng)市場(chǎng)逐步放開，更多的企業(yè)可以參與其中，對(duì)輸電網(wǎng)建設(shè)的成本、人力、技術(shù)等各方面都帶來了更多的模糊性難預(yù)估的不確定信息，筆者將其總結(jié)為以下幾個(gè)方面：

（1）與發(fā)電環(huán)節(jié)相關(guān)的不確定性。

在國(guó)務(wù)院2002年下發(fā)的國(guó)發(fā)[2002]5號(hào)文件《關(guān)于電力體制改革方案的通知》中，廠網(wǎng)分開、主輔分離是其中的重要內(nèi)容，發(fā)電與輸電環(huán)節(jié)將相互獨(dú)立，同時(shí)，發(fā)電市場(chǎng)將全面放開。這使得新形勢(shì)下，發(fā)電側(cè)與輸電側(cè)聯(lián)系大大減弱，各種具備實(shí)力的發(fā)電企業(yè)可以根據(jù)自身情況，自主決定范圍內(nèi)的發(fā)電電源運(yùn)行情況，包括電廠選址、裝機(jī)容量、營(yíng)運(yùn)時(shí)間等。

另外，由于多主體的發(fā)電企業(yè)加入競(jìng)爭(zhēng)的原因，傳統(tǒng)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下的根據(jù)規(guī)劃方案來執(zhí)行，并有政策定價(jià)的情況一去不復(fù)返，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，各企業(yè)競(jìng)價(jià)上網(wǎng)，這給輸電網(wǎng)相關(guān)的環(huán)節(jié)報(bào)價(jià)具有了多種不確定因素，在進(jìn)行輸電網(wǎng)的規(guī)劃時(shí)，需要考慮和處理的電源信息增多。

（2）與用戶側(cè)相關(guān)的不確定性。

在新的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下，電力用戶有了更多的選擇?？梢宰灾髟诒姸嗟陌l(fā)電企業(yè)中選擇電能質(zhì)量最優(yōu)、電價(jià)最低的一方，這中競(jìng)價(jià)上網(wǎng)的政策一方面促進(jìn)了發(fā)電企業(yè)的運(yùn)行管理技術(shù)改進(jìn)和相關(guān)政策改革，另一方面也使得用戶市場(chǎng)的爭(zhēng)奪激烈，電價(jià)波動(dòng)頻繁，這些都給輸電網(wǎng)的運(yùn)行帶來不確定因素。

（3）潮流計(jì)算和負(fù)荷預(yù)測(cè)的不確定性。

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)體制的引入使輸電網(wǎng)的運(yùn)行更加靈活多變，用戶可以自主選擇供電商，供電商也會(huì)結(jié)合對(duì)市場(chǎng)環(huán)境的判斷來不斷調(diào)整運(yùn)行策略，這種用戶與市場(chǎng)之間雙向的供求關(guān)系變化情況下，系統(tǒng)運(yùn)行的情況頻繁改變，給潮流計(jì)算和負(fù)荷預(yù)測(cè)帶來各種不確定性。

另外，市場(chǎng)環(huán)境下，大功率客戶可以跨區(qū)域選擇電力供應(yīng)企業(yè)，進(jìn)行大規(guī)模、遠(yuǎn)距離的電網(wǎng)交易，帶來電網(wǎng)的中轉(zhuǎn)功率，使得在輸電網(wǎng)規(guī)劃中，對(duì)輸電容量和輸送能力的評(píng)估日漸重要。

（4）輸電網(wǎng)投資的不確定性。

在傳統(tǒng)的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下，電力行業(yè)具有高度壟斷性，電網(wǎng)企業(yè)的利潤(rùn)空間巨大，幾乎不用考慮投資與回報(bào)的問題。但是，新的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，形成了獨(dú)立自由的輸配電價(jià)，這些電價(jià)真實(shí)的反映出電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行的成本，同時(shí)，各類民間資本的介入、多家市場(chǎng)購(gòu)電主體的培育等，輸電設(shè)備的投入是否能夠全部收回成本并盈利，都與定價(jià)方式、政策導(dǎo)向、市場(chǎng)定位等有密切關(guān)系。

綜上可見，在新的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，輸電網(wǎng)的擴(kuò)展優(yōu)化必須考慮上述相關(guān)的不確定因素，電網(wǎng)規(guī)劃的數(shù)學(xué)描述方法、電網(wǎng)規(guī)劃模型等都必須隨之變化。

3 電力市場(chǎng)環(huán)境下輸電網(wǎng)擴(kuò)展優(yōu)化規(guī)劃綜述

3.1 輸電網(wǎng)擴(kuò)展優(yōu)化的數(shù)學(xué)描述方法

考慮到新環(huán)境下，輸電網(wǎng)面對(duì)的一系列包括發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)、潮流計(jì)算、負(fù)荷預(yù)測(cè)等方面的不確定因素增多，所以市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下的擴(kuò)展方法也應(yīng)該考慮模糊因素和算法，建立架構(gòu)于不確定數(shù)學(xué)描述方法上的模型，并有效的規(guī)劃模型基于不確定性的求解算法。

3.2 輸電網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)

在傳統(tǒng)的輸電網(wǎng)規(guī)劃中，衡量可靠性的指標(biāo)主要有如下幾種：

（1）頻率指標(biāo)，如系統(tǒng)平均停電頻率、切負(fù)荷頻率等。

（2）持續(xù)時(shí)間指標(biāo)，如系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間、切負(fù)荷持續(xù)時(shí)間等。

（3）能量指標(biāo)，例如：電量不足期望值等。

在上述指標(biāo)中，能量指標(biāo)更加便于向經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)轉(zhuǎn)化，因而，在系統(tǒng)規(guī)劃的可靠性評(píng)估中具有重要的作用。

3.3 對(duì)輸電投資收益的考慮

在傳統(tǒng)管制環(huán)境下，輸電網(wǎng)的投資與成本收益等均由政府管控。而在開放的電力市場(chǎng)下，雖然政府和電力監(jiān)管部門仍然發(fā)揮重要作用，但是，多方投資效益的作用也日漸凸顯，投資者能夠根據(jù)對(duì)輸電項(xiàng)目的評(píng)估，來進(jìn)行投資決策。

因此，在輸電網(wǎng)的規(guī)劃中，確保投資者的利益和公眾利益相平衡，就成為一個(gè)重要問題。

3.4 輸電網(wǎng)規(guī)劃的目標(biāo)和準(zhǔn)則

在傳統(tǒng)管制環(huán)境下的輸電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)體系中，電網(wǎng)的主要任務(wù)是以一定的供電可靠性滿足系統(tǒng)負(fù)荷要求，電網(wǎng)規(guī)劃模型的目標(biāo)一般設(shè)定為在滿足一定可靠性要求的前提下，電網(wǎng)的建設(shè)成本最小。

在放松管制的環(huán)境下，輸電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃主要應(yīng)以消除明顯影響市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)效率或降低系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的主要約束以及容納新的發(fā)電項(xiàng)目的能力為目的。

3.5 輸電網(wǎng)規(guī)劃對(duì)具體可靠性指標(biāo)的考慮

下文中，將結(jié)合筆者自身經(jīng)驗(yàn)，給出集中既能夠反映市場(chǎng)參與者的期望值，又能夠系統(tǒng)市場(chǎng)要求的可靠性指標(biāo)，并結(jié)合作者自身實(shí)踐給出參考。

（1）線路過負(fù)荷和阻塞。

在電網(wǎng)連接薄弱的環(huán)節(jié)，可能出現(xiàn)線路輸送容量無(wú)法滿足功率傳送要求，并導(dǎo)致線路過負(fù)荷的現(xiàn)象，稱為阻塞。這種現(xiàn)象會(huì)對(duì)電力市場(chǎng)形成分隔效應(yīng)，提高電網(wǎng)運(yùn)行成本，提升某些局部發(fā)電商的市場(chǎng)力，削弱市場(chǎng)運(yùn)行效率。

（2）輸電線路損耗和輸電容量。

在市場(chǎng)環(huán)境下，控制和降低輸電線路損耗是提高輸電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平的有效辦法，市場(chǎng)環(huán)境下的輸電定價(jià)研究中，也涉及到網(wǎng)損費(fèi)用分?jǐn)偟膯栴}，所以，采用新技術(shù)和新方法來降低輸電線路損耗，是進(jìn)行輸電網(wǎng)規(guī)劃和優(yōu)化的重要環(huán)節(jié)。

輸電容量是電網(wǎng)輸送電力的能力，在一定程度上可以表征電力系統(tǒng)的靈活度。市場(chǎng)環(huán)境下頻繁的雙邊交易使得電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式和潮流在大范圍內(nèi)發(fā)生變化，因此對(duì)電網(wǎng)的傳輸能力提出了較傳統(tǒng)體制下更高的要求。

（3）電源規(guī)劃與總體輸電規(guī)劃相協(xié)調(diào)。

發(fā)電環(huán)節(jié)與輸電環(huán)節(jié)的分離是電力體制改革的重要內(nèi)容，并從根本上改變輸電規(guī)劃的理念，如何協(xié)調(diào)處理市場(chǎng)環(huán)境下輸電規(guī)劃與電源規(guī)劃的關(guān)系，是新環(huán)境下輸電規(guī)劃所面臨的主要挑戰(zhàn)之一。

在解除了計(jì)劃經(jīng)濟(jì)對(duì)輸電網(wǎng)和電源規(guī)劃的管制后，發(fā)電公司和投資者在制定新增電源的位置、裝機(jī)容量、建設(shè)周期和投運(yùn)時(shí)間等問題的決策時(shí)，將主要依據(jù)對(duì)未來電價(jià)狀況、供求關(guān)系變化和相應(yīng)監(jiān)管政策。

在市場(chǎng)環(huán)境下，處理輸電規(guī)劃與電源關(guān)系主要有兩種方法：一種是將電源信息作為一種不確定性信息，采用相應(yīng)不確定性信息處理方法進(jìn)行處理；另一種方法考慮進(jìn)行電源與輸電網(wǎng)的聯(lián)合規(guī)劃，將電源信息與輸電網(wǎng)規(guī)劃再次統(tǒng)一起來，避免不確定性的電源信息對(duì)輸電規(guī)劃的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)又一輪電力體制改革的不斷深入，電力行業(yè)的入網(wǎng)壁壘和壟斷體制被進(jìn)一步打破，發(fā)電、輸電、配電環(huán)節(jié)相互獨(dú)立，這些都給傳統(tǒng)的輸電網(wǎng)擴(kuò)展與優(yōu)化帶來了從觀念到實(shí)踐的巨大沖擊。本文從對(duì)電力行業(yè)的市場(chǎng)化給輸電網(wǎng)帶來的新挑戰(zhàn)分析入手，從輸電網(wǎng)的模型描述、可靠性和投資回報(bào)考慮、電源的規(guī)劃等方面進(jìn)行了研究。

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