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电力供需指数研究

来源::未知 | 作者:admin | 本文已影响
[摘要]电力供应必须满足经济发展对电力的需求。电力供应短缺将会制约经济的发展:电力供应能力过剩将会降低电力企业的生产效率。任何电力供需的不平衡度将影响国民经济的发展及电力行业的效率。提出电力供需指数的概念并给出定量评判全国电力盈亏的计算方法,对我国历年电力供需盈余给予了评判,对今后电力供需形势给予了分析。

  [关键词]电力供需指数,全社会用电量,经济增长,发电装机容量,电力短缺

  0、引言

  电力工业是国民经济的基础产业,全社会对电力的依赖程度越来越高。我国电能在终端能源消费的比重已高达19.1%,这对电力供应也提出了更高的要求。一方面,社会经济的发展要求电力工业必须以一定的规模和速度发展,满足经济发展及人们生活的需求。任何电力短缺都将对经济社会产生不良影响;另一方面,经济、社会的发展也要求电力行业必须提高运行效率,任何电力供应能力过剩都会降低电力企业的效益。由此,这也对电力供需分析提出了更高的要求。如何判断电力供需是否平衡?若电力供应大于需求,大多少?若电力供不应求,缺多少?这是一个复杂的课题。正确判断电力供需形势,及早采取应对措施,尽量减少缺/多电损失,可以降低对经济社会的影响。它是有效防范经济发展及电力行业和企业发展风险的一项基础工作,历来受到政府、广大电力用户、电力企业和相关行业的普遍关注。

  针对区域范围及时间段的不同,电力供需分析的方法也不同。在电力系统的范围内(省、大区),中短期电力供需分析通常采用电力电量平衡的方法,分析该系统内的电力供应盈亏;中长期电力供需分析通常采用电力生产模拟的方法,以LOLP等指标衡量该系统内的电力供应盈亏。可是,在全国范围内,有多个电力系统相联或不相联,上述方法受到制约。另外,上述方法需要大量机组数据及负荷数据,在许多不确定因素的影响下,这些数据很难得到。通常可以根据我国经济发展趋势预测未来几年的电量需求,对新增发电装机容量做一些判断。显然,仅凭电力装机总量及需电量等有限参数定量分析未来每年我国电力供需状况,上述方法很难胜任。本文提出电力供需指数的概念,在文献[2]的基础上作了改进,作为衡量电力供需是否平衡的定量分析指标,使人们对电力供需形势有一个直观的判断,达到提前预警的目的。

  1、电力供需指数

  建立电力供需指数的原则是通过该指数作为判断电力供需是否平衡的依据:若电力供需平衡,则电力供需指数为1;若电力供应能力大于需求,则电力供需指数大于1;若电力供应能力小于需求,则电力供需指数小于1,此时会有不同程度的电力短缺。由此,定义电力供需指数为电力供应能力与电力需求的比值。

  电力供应能力为发电机的总容量(C)与电力输送能力系数(f)之积。同样的装机容量,发电利用小时数的不同,其发电量也不同。电力输送能力系数表示电网在其输配电环节是否有卡口,能否将发电厂发出的电送得出、落得下,用[O,1)区间的数值表示。因此,发电量乘以厂可以反映电力供应能力。考虑到水文变化对电力供应的影响,下雨多,来水量(W)大,可以增加水电出力。Ⅳ可以用[-3,3]区间的数值表示。则电力供需指数(ISD)可表示为:

式中:h为发电利用小时数;c为来水对增加水电发电量的影响系数;D为需电量;T为气温,T高(低)可以增加降温(升温)负荷,用[-3,3]区间的数值表示;a为气温对电量的影响系数。

  电力供应能力的盈亏可以表示为:

 

 

  为了便于理解ISD的涵义,可修改式(1)为:

 

  则式(3)中的乙与1的差即为电力盈亏。假设ISD为1.033,那么ISD-1.000=0.033,则电力盈余3.3%;假设ISD为0.942,那么1.000-ISD=0.058,则电力缺口5.8%。

  根据电力发展应适当超前的原则,设定人。在1.000-1.030为电力供需平衡区域,或称绿色区域,此时,电力供应可以满足经济发展的需求;ISD在1.0311.060为电力供应略大于需求的区域。或称黄色区域,此时,警示我们电力供应可能有余,应给予关注;ISD大于1.060为电力供应大于需求的区域,或称红色区域,此时,警示我们电力供应已经过剩,应给予调控;ISD在0.970-0.999为电力供应略小于需求的区域。或称黄色区域,此时,警示我们电力供应可能不足,应给予关注;ISD小于0.970为电力供应小于需求的区域,或称红色区域,此时,警示电力供应已经不足,应采取措施,尽量减小对经济发展的影响。

  2、我国历年电力供需指数

  采用电力供需指数可以分析我国历年电力供需盈亏情况。式(1)中厂取1,暂不考虑电网的卡口;h取4700(接近2002年的水平);c取100;a是随空调的增加而变化的。1979年取110,每年增加20。

 

  表1所示:1979年我国电力装机63.020GW,全社会用电量2762亿kW·h,电力供需指数为0.997,处于黄色区域,电力缺口0.3%。电力供需基本平衡;1985年我国电力装机87.050GW,全社会用电量4051亿kW·h,电力供需指数为1.010,处于绿色区域,电力供需基本平衡;1992年我国电力装机166.532GW,全社会用电量 7455亿kW·h,电力供需指数为0.966,处于红色区域,电力缺口3.4%,缺少发电装机6GW;1998年我国电力装机277.289GW,全社会用电量11347亿kW·h,电力供需指数为1.096,处于红色区域,电力盈余9.6%,发电装机盈余27GW;2003年我国电力装机 391.000GW。全社会用电量18893亿kW·h,电力供需指数为0.946,处于红色区域,电力缺口5.4%,缺少发电装机21GW;2004年我国电力装机441.000GW,全社会用电量21761亿kW·h,电力供需指数为0.925,处于红色区域,电力缺口7.5%,缺少发电装机 33GW;2005年我国电力装机517.000GW,全社会用电量24754亿kW·h,电力供需指数为0.958,处于红色区域,电力缺口4.2%,缺少发电装机22GW;2006年我国电力装机622.000GW,全社会用电量28248亿kW·h,电力供需指数为0.996,处于黄色区域。电力缺口0.4%,缺少发电装机3GW。

 

  图1显示我国历年电力供需指数的变化趋势。可以看出:我国改革开放以后,生产能力得到发展,1980—1984年电力供应严重不足,特别是1982年,电力缺口约10%;1996—2001年,由于亚洲金融危机,经济发展较慢,电力需求不旺,电力供应能力过剩,1998年达到9.6%;2003-2005年,我国经济发展迅猛,电力需求大增,缺电严重。2006年有所好转。

  若2007年新增发电装机90GW,同比增长16.3%,发电装机总容量达到712GW,全社会用电量32061亿kW·h,同比增长 13.5%,则电力供需指数为1.015,处于绿色区域。电力盈余1.5%,发电装机盈余11GW,电力供需平衡;若全社会用电量达到32343亿 kW·h,同比增长14.5%,则电力供需指数为1.006,处于绿色区域,发电装机略余5GW,电力供需基本平衡,此时,局部地区气候变化的因素很可能打破这种脆弱的平衡状态。

  为了降低煤耗,提高发电效率,国家制定了发电机组“上大压小”计划,2010年前全国关停小火电50GW。预计2007年关停小火电10GW。若2007年发电装机总容量达到707GW,全社会用电量增长13.5%,则电力供需指数为1.008,处于绿色区域,电力盈余O.8%,发电装机盈余 6GW,电力供需基本平衡,但处于脆弱的平衡状态;若全社会用电量增长14.5%,则电力供需指数为0.999,处于黄色区域,发电装机略亏,应给予关注。

  3、结语

  电力供需指数是对电力供需是否平衡的度量,为电力供需分析、预警提供了量化的指标与方法。它以简单、直观的形式刻画了电力供需形势,为分析电力供应是否有缺口提供了量化指标,为政府、电力企业及广大电力用户提供参考。


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