中美電網(wǎng)規(guī)劃流程對比分析

馬倩　陳泉　王馨尉　龔雁峰

摘 要：本文以PJM公司作為美國電力公司的代表，對美國PJM電力公司電網(wǎng)規(guī)劃基本流程進行梳理。并以江蘇省電網(wǎng)規(guī)劃流程為例，結合我國國情，從電網(wǎng)規(guī)劃的目標、組織監(jiān)管、規(guī)劃形式、規(guī)劃內容等多個方面進行中美規(guī)劃流程比較分析，為我國電網(wǎng)規(guī)劃流程提出有效建議。

關鍵詞：電網(wǎng)規(guī)劃；流程對比；可靠性分析；市場效率分析

中圖分類號：TM711 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）07-0156-02

1 美國電網(wǎng)規(guī)劃流程

1.1 PJM公司輸電網(wǎng)規(guī)劃流程

自2006年起，PJM對于輸電系統(tǒng)擴展項目的規(guī)劃周期延伸到15年，從而能更有效地去評估項目的經(jīng)濟效益。輸電系統(tǒng)的項目規(guī)劃主要從兩個方面著手：系統(tǒng)的可靠性規(guī)劃和市場效率分析。

24個月為周期的規(guī)劃流程是由兩個相似的12個月的規(guī)劃周期組成， 12個月的周期用于短期可靠性擴建項目，而24個月的周期用于長期可靠性擴建項目。短期項目規(guī)劃和長期項目規(guī)劃通過調整系統(tǒng)的基本運行方式來交替更新，從而達到最為經(jīng)濟和有效的效果。規(guī)劃過程中主要使用的工具是潮流計算及線性分析。

兩個交替進行的以12個月為周期的短期可靠性規(guī)劃具體實施辦法如下：在上一年12月～本年2月由PJM輸電發(fā)展規(guī)劃部門進行發(fā)展設想并建立第5年的基本運行方式，作為后期進行電網(wǎng)可靠性規(guī)劃的參考準則；3月～7月進行第5—7年的可靠性準則分析；5月～10月識別和評估各項解決方案；10月中旬～12月選出最佳解決方案經(jīng)由輸電網(wǎng)咨詢委員會（TEAC）審核并由董事會批準。

1.2 美國上市電力公司電網(wǎng)規(guī)劃流程

美國電力公司自上而下有四層組織架構，分別為北美電力可靠性公司NERC、聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）、區(qū)域輸電組織/獨立系統(tǒng)運營商（RTO/ISO）和盈利性實體公司。PJM公司是典型的區(qū)域輸電組織（RTO）。在美國，輸電項目的資本投入、施工、運行維護通常是由盈利性實體公司（一般為上市公司）來完成。電網(wǎng)規(guī)劃也由上市公司與區(qū)域輸電組織（RTO）共同制定完成。

在盈利性實體公司（下面簡稱為實體公司）和PJM內部分別成立輸電規(guī)劃部，共同對電網(wǎng)存在的問題進行識別、對于近期電網(wǎng)運行的越限數(shù)據(jù)進行研究。由實體公司的輸電規(guī)劃者對于電網(wǎng)潛在問題提出可能的解決方案，這些解決方案匯總后由實體公司輸電規(guī)劃部經(jīng)理審查并匯報給PJM規(guī)劃部。項目將由TEAC會議審查，最終由PJM董事會決議。

2 中國電網(wǎng)規(guī)劃流程

以“國家電網(wǎng)公司、省公司電網(wǎng)發(fā)展（滾動）規(guī)劃”為基礎，根據(jù)“系統(tǒng)設計/規(guī)劃選址”所確定的輸變電工程項目的需求以及必要性，對目標年需要建設的輸變電工程的可行性進行整體分析和單體工程項目的方案設計，并在項目中落實建設堅強智能電網(wǎng)的要求。

以國網(wǎng)公司電網(wǎng)總體規(guī)劃及省電力發(fā)展規(guī)劃為指導，結合近期負荷發(fā)展、電網(wǎng)建設和電源建設的實際情況，對省內5～7年電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃進行滾動調整。在滾動規(guī)劃的基礎上對省內2～3年電網(wǎng)進行系統(tǒng)設計研究或規(guī)劃選址工作，主要確定建設規(guī)模和電網(wǎng)運行方式的預安排，為下一步開展輸變電項目的可行性研究工作提供指導。

根據(jù)大規(guī)劃體系要求，按照項目管理的思路，在各省發(fā)展策劃部的領導下成立總項目經(jīng)理單位和分項目經(jīng)理單位開展工作。規(guī)劃評審中心為該項目包可行性研究技術工作的總負責單位；規(guī)劃評審中心具體負責可行性研究報告的整理、統(tǒng)計并對具體工程可行性研究報告進行協(xié)調并提出技術指導意見。

重要項目（220千伏及以上）的可行性研究工作由區(qū)域大院、省院等甲級院承擔，各地區(qū)設計院主要承擔本地區(qū)項目（220千伏及以下）的可研工作，同時各市供電公司配合設計單位承擔項目外部條件的落實等工作。

項目可研分為兩階段內容，一是新建項目站址的工程選址，二是項目可行性研究報告編制。由設計單位開展工程選所選線，選定推薦方案以及比選方案所址、路徑，并對工程場地進行初步的勘察，在省公司組織的選址選線評審基礎上確定工程用地范圍、設備類型、工程量和投資規(guī)模，同時向政府部門取得規(guī)劃、土地、環(huán)保等支持文件。上述工作的結果形成可行性研究報告，報請國網(wǎng)經(jīng)研院進行評審，設計單位根據(jù)評審意見完善可研文件，編制項目核準申請報告，報發(fā)改委核準。

3 中美電網(wǎng)規(guī)劃流程對比分析

由于中美兩國在電力體制上存在根本性差異，電力系統(tǒng)組織結構也具有很大差別，因此，中美電網(wǎng)規(guī)劃流程在形式上差別較大，內容上也不盡相同。中美兩國規(guī)劃流程具體對比分析如下：

3.1 電網(wǎng)規(guī)劃的依據(jù)與目標

美國的電網(wǎng)規(guī)劃目標是增強電力系統(tǒng)可靠性，同時提高市場效率；電網(wǎng)規(guī)劃的依據(jù)是NERC可靠性要求與NERC電網(wǎng)規(guī)劃準則。

中國的電網(wǎng)規(guī)劃目標是滿足國民經(jīng)濟社會發(fā)展對電力供應的需要；電網(wǎng)規(guī)劃的依據(jù)是國網(wǎng)公司電網(wǎng)總體規(guī)劃及省電力發(fā)展規(guī)劃準則。

3.2 電網(wǎng)規(guī)劃的驅動者與組織者

美國：美國電力系統(tǒng)的具體規(guī)劃和運行由各區(qū)域輸電組織（RTO/ISO）主導完成，如PJM等。

中國：根據(jù)大規(guī)劃體系要求，在各省發(fā)展策劃部的領導下成立總項目經(jīng)理單位和分項目經(jīng)理單位開展工作。重要項目（220千伏及以上）的可行性研究工作由區(qū)域大院、省院等甲級院承擔，各地區(qū)設計院主要承擔本地區(qū)項目（220千伏及以下）的可研工作，同時各市供電公司配合設計單位承擔項目外部條件的落實等工作。

3.3 電網(wǎng)規(guī)劃的監(jiān)管者

美國：美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）負責監(jiān)管電網(wǎng)規(guī)劃的流程。

中國：電網(wǎng)規(guī)劃評審中心具體負責可行性研究報告的整理、統(tǒng)計并對具體工程可行性研究報告進行協(xié)調并提出技術指導意見。

3.4 電網(wǎng)規(guī)劃流程形式

美國：可靠性規(guī)劃與市場效率分析均采取周期規(guī)劃的方式進行，制定12個月為周期的規(guī)劃流程滿足短期規(guī)劃項目，制定24個月為周期的規(guī)劃流程滿足長期規(guī)劃項目。

中國：采取分期分步的方式進行電網(wǎng)的整體規(guī)劃[8]，首先進行5-7年的電網(wǎng)規(guī)劃的滾動研究，根據(jù)近期負荷發(fā)展、電網(wǎng)建設和電源建設的實際情況，對省內5-7年電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃進行滾動調整。在滾動規(guī)劃的基礎上對省內2-3年電網(wǎng)進行系統(tǒng)設計研究或規(guī)劃選址工作，主要確定建設規(guī)模和電網(wǎng)運行方式的預安排，為下一步開展輸變電項目的可行性研究工作提供指導。

3.5 電網(wǎng)規(guī)劃內容

美國：美國的電網(wǎng)規(guī)劃主要由兩大部分構成，可靠性規(guī)劃和市場效率分析。兩部分分開進行，有其獨立的規(guī)劃周期。（1）可靠性規(guī)劃研究的內容包括：確定基本運行方式、基本運行方式可靠性分析、短期可靠性審查、建立潮流實例、基本運行方式熱穩(wěn)分析、基本運行方式電壓分析、N-1-1分析、負荷供應能力分析、基本運行方式穩(wěn)定性分析、可靠性規(guī)劃的審查與項目審批等；（2）市場效率分析需要考慮負荷、發(fā)電側、需求側響應、能耗效率、電網(wǎng)拓撲等相關信息，目的是解決電力系統(tǒng)傳輸線的擁塞問題，研究增強可靠性所帶來的經(jīng)濟效益。

中國：江蘇省電網(wǎng)規(guī)劃的研究內容主要包括系統(tǒng)一次、系統(tǒng)二次、變電部分、線路部分、對側間隔、技經(jīng)部分和外部協(xié)議等。

江蘇省研究內容中的技經(jīng)部分與美國的市場效率分析相對應，都是對電網(wǎng)規(guī)劃中經(jīng)濟效益進行評估與優(yōu)化。不同的是江蘇省技經(jīng)部分包含內容較少，且包含于其他規(guī)劃中，不做單獨考慮，而市場效率分析考慮的更為全面。

由于美國的負荷已經(jīng)進入穩(wěn)定期，電網(wǎng)規(guī)劃的主要目標為提高電網(wǎng)的可靠性。市場效率分析的目的就在于確定哪些可靠性升級會帶來經(jīng)濟效益以及所帶來的效益額度。通過將量化的指標作為輸入，經(jīng)過仿真得出經(jīng)濟效益的結論。

我國的負荷處于高速增長期，電網(wǎng)規(guī)劃的目的以滿足負荷增長為先，以獲得效益為后。市場效率分析的模型當前還不能完全適用于我國國情，但我國可以借鑒這種方式對于規(guī)劃備選方案進行經(jīng)濟效益的評估。

4 結語

美國在電網(wǎng)規(guī)劃流程上將電網(wǎng)可靠性分析與市場效率結合，在有限電力基礎設施與電網(wǎng)條件下，開發(fā)區(qū)域輸電擴展計劃，充分發(fā)揮了電網(wǎng)結構與功能的優(yōu)越性。我國要在吸收國外先進研究成果和建設經(jīng)驗的基礎上，優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃流程，結合實際國情開展電網(wǎng)規(guī)劃的建設工作。

參考文獻

[1]韓豐，高藝，宋福龍，等.電網(wǎng)規(guī)劃評估方法及實用化技術[J].電力建設，2014，34（12）：6-13.

[2]高賜威，程浩忠.電力市場環(huán)境下電網(wǎng)規(guī)劃的若干問題研究[J].華東電力，2005，（3）：5-10.