浅谈电力市场体制改革后的电网规划

【摘 要】中国电力体制改革后，电力市场的建立对电网规划提出了更高的要求，电网规划面临更多的困难和挑战。在研究了有关电网规划理论与实践的基础上，本文对电力市场中关于电力规划的若干问题进行了探讨，提出了一些见解和设想。

【关键词】电力市场；电网规划；方法

长期以来，世界各国的电力产业由政府实施严格的管制，基本上属于国家直接经营管理的模式，这种模式已经越来越不适应现代社会生产力的需要。近乎垄断的管理模式带来了诸多弊端，如电力短缺、服务水平差、电力消费者没有选择权、整个电力产业效率低等。许多国家已经意识到了这些问题，早已经着手进行打破垄断、解除管制、引入竞争、建立电力市场的电力体制改革。

随着电力市场机制的建立和完善，电网发展的环境也会随之发生改变，对电网规划也提出了新的要求。

1 传统电力体制下的电网规划

传统的电力系统，用户没有选择电力服务商的自由，电源建设、运行和负荷供应都由电力企业统一控制安排，因此，在电源建设规划、运行方式和负荷报装计划确定后，电网容易达到安全可靠的要求，电网规划也容易确定。传统的电网规划，是在已知电力负荷预测方案和电源建设计划的基础上，为满足电力送出和需求的发展，论证确定规划水平年最优的电网结构，以保证将电力安全可靠地送至用户，并使电网建设、运行费用最小。由于旧体制下的电力企业是发电、输电、供电一体化，电网规划、建设和运行仅是电力企业内部行为，负荷预测、电源建设等因素多为可控因素。同时，原有体制下，系统对电网规划和运行的要求，是安全第一，经济性位于较次的位置。

2 电力市场体制改革对电网规划的要求与挑战

2.1 电力市场体制下对电网规划的要求

电力体制改革后，电厂和电网的分开使电力系统的规划方式发生了重大变化，电源规划和电网规划分别由发电公司和电网公司独立进行。尽管社会效益最优仍然是电网规划所要考虑的终极目标，但电网投资者的直接目的从原来追求的发、输、配电总体利益最大化转变为追求电网建设和运行的利益最大化，这种变化是电力体制改革的必然结果。

电力市场建立后，发输配售环节的分离，电网规划面临许多不确定的市场因素，包括负荷发展、电源建设、系统潮流变化等，同时还需满足用户对电网“经济、安全、灵活、开放”的要求，这些要求可以归结为以下5点：

（1）提供足够的输变电容量，保证竞争市场电力交易的顺利进行。

（2）市场的开放性，允许其它市场参与者公平地接入和使用这些输变电设备。

（3）根据符合需求和网架需要安排电网建设，而不是无条件地满足所有电厂和所有机组的送出要求，电网规划方案应该能体现对电源规划的反作用，引导电源分布。

（4）单独核算电价中有关电网部分的费用，即输电服务价格，同时根据电网规划的可靠性水平和将来的市场预期核算电网输电效益，按照经济效益确定电网规划方案。

（5）电网的经济适应性，由于市场情况下不确定性的增加，电网规划方案应该能适应比原先大的多的场景变化。

2.2 电力市场体制下给电网规划的新问题

2.2.1 影响电力负荷因素的增加

在电力市场中，影响电力负荷发展的因素增加，负荷发展存在较大的不确定性。在传统的电力系统中，电力负荷主要与地区经济发展有较大关系，电力企业总是以满足用电需求增长为首要任务，并且电价基本是多年不变。在电力市场中，电价是随市场中电力供需状况而波动的，并且在不同地区因输电费用不同，电价也存在不同。电力用户根据电价来选择用电时间和地区，将造成地区电力负荷发展的变化。

2.2.2 系统潮流的不确定性与分布不均衡性的增加

电力市场赋予零售商和大用户购电的选择权，增加了系统潮流的不确定性，同时，电源竞价上网也使系统潮流分布不均衡。由于电力用户与电力生产商直接交易，可能出现大规模长距离输电，这要求电网有足够的输电容量。由于电源侧竞价上网，与传统的运行调度不同，运行方式将出现多种情况，对输电通道的要求更高。

原先的电网都是在传统电力体制下规划建设的，无法满足电力市场“灵活”的要求。随电源侧竞价上网，会出现“通道拥挤”现象，因此，规划建设新的输变电工程，减少输电瓶颈是目前电网公司的重要工作。

2.2.3 电源建设与电网建设协调难度的增加

传统的电力企业，统一负责电源建设与电网建设，可以保证电厂、电网协调建设，同步投产，充分利用资源。但新体制下，电源与电网属不同的投资商，建设进度难以协调，可能出现“有电送不出”或“有网无电送”的情况。在电力市场中，电源商要尽可能减低发电成本，厂址选择仅从电厂造价、运行费用最低考虑。而对电网而言，面临是难以落实的线路走廊及其昂贵的造价，给电网规划建设带来极大的困难。

因此，如何既保证电网容量的充裕以适应未来市场的不确定性，又能充分利用电网的输送能力，实现投资成本最小而效益最大的目标，是新形势下电网规划面临的主要问题。

3 电网在电力市场机制下的规划思路

电力体制改革的基本目标是“在电力行业打破垄断，引入竞争，减低成本，提高效率，优化资源配置” 因此电网建设与运行必定遵循“经济性”的原则，如何降低电网建设成本，减少输电运行成本是电网规划的重要目标。

3.1 “可靠性”和“经济性”原则

电网可靠性是电力企业服务质量的主要指标之一。提高电网可靠性，为电力企业提高服务质量提供技术保证，是电网规划应该遵循的主要原则之一。但是提高电网可靠性的代价是增加投资，在电力市场中，电网公司也是企业，也需要在市场中取得一定的投资回报以保证企业生存发展，同时市场的参与者、监管者也都要求输电服务费用最低，因此，寻求最经济的电网方案非常重要，电网规划必须在提高电网可靠性与经济性投资之间寻找平衡。

3.2 电网发展与电力需求增长水平相适应

电网的发展必须满足电力需求的增长，这是目前电力需求增长型市场中电网发展的主要内在动力。电力需求预测是电网规划的前提和基础。电力需求预测的方法很多，有专家预测法、弹性系数法、趋势外推法、用户分类法、负荷密度法、回归分析法、灰色系统法以及计量经济模型法等图。在电网规划建设中应根据不同的目的采用不同的预测方法。

在电网公司为电力市场单一购买者这个时期，电网公司应加强对新增电力负荷的指导，影响负荷发展的趋势。进行整体电网规划时，一般采用上述方法的多种组合来确定一个相对较大区域的电力需求。而对电网项目进行选择时，则根据项目所在地区、项目的供电半径的大小等选择不同的方法。

3.3 远近结合与优化结构

需求增长的市场中电力需求是不断增长的，与此相适应的是电网也应不断扩大和变化。同时这种市场还经常出现负荷的转移，用电负荷的增加在一定期限内是持续的，此外由于负荷发展和电源建设计划的不确定性，潮流分布可能出现不平衡，为了较好地适应各种条件，规划网络需要较强的灵活性和开放性。因此电网规划必须坚持近期与远期相结合的原则，在对区域负荷长期发展预期的详细论证的基础上，确定电网的合理布局。

电网结构的优化也是电网规划必须考虑的重要原则，因为电网结构优化是不断变化的动态过程。

3.4 推动电网投资多元化，保证电网健康发展

电力市场中，电网公司虽然垄断经营电网，但不代表电网公司是电网唯一的投资商，国外不少国家已开放了电网投资，但保留了统一的管理。由于竞争的电力市场中，电网的经营风险大大提高，多元化的投资可以减少电网公司投资压力。发行债券、股票上市、吸收其他社会资本，实现电网投资主体多元化，是筹集电网建设资金的有效途径。为吸引其他社会资本投资电网，必须建立合理的输电价，确定输电环节的合理利润。

4 市场机制条件下电网规划的方法

4.1 规划依据

电力体制改革后，电网规划的依据仍然是：规划水平年的负荷预测情况和电源规划情况；系统规划技术标准；规划目标。但是，与改革前的电网规划相比，市场条件下上述三点依据的具体内容发生了变化：

（1）改革后，当电源规划独立于电网规划时，作为电网规划依据的电源规划的不确定性大大增加。此外，电力负荷增长情况在一定程度上受电力市场影响，负荷的不确定性对电网规划的影响变得更加突出。

（2）作为技术标准的可靠性准则，在市场条件下，可能不再是强制性标准，而变成指导性的准则，这种情况下电网的可靠性水平的高低主要取决于供电可靠性奖惩规则。

（3）由于电力市场尚处于发展时期，规划水平年的市场状况如电价、可靠性准则、国家有关政策、成本价格等不确定性因素对电网规划都将产生重要影响，进而影响到规划项目的技术、经济等指标的选择。过去规划目标是以电力总成本为最低对电网和电源统一规划，由于电网没有单独核算，没有单独电价空间，所以电网规划的目标侧重于满足电源送出，满足电网的可靠性标准。网厂分开后电网规划的目标应当是在接受监管与兼顾社会效益的情况下，如何使电网公司效益最大化。

4.2 规划步骤

一个可行的电网规划方案必须能满足未来电力市场对电网容量的要求，保证电网运行的可靠性，并安全地回收投资成本。因此，新形势下的电网规划需要从经济角度和工程角度对电力系统进行综合分析，电网规划的过程主要包括以下步骤：

（1）预测未来的电源规划和负荷变化趋势。

（2）基于现在的电力系统运行情况和将来的电源、负荷预测，预测未来的电力市场情况和电价水平。

（3）各种规划方案的分析和筛选。

（4）提出候选的规划方案。

（5）估算可能的受益的情况并进行风险评估和投资分析。

在这个步骤过程中，前2步是市场调研和预测，第3、第4步是根据优化方法按电力市场条件的要求和所建立的新的规划模型寻找最优解的过程，第5步是对所得方案的经济性验证。

因为电力市场存在众多的不确定因素，在规划过程中，可以把将来各种可能的情况列举出来，针对每种情况进行概率分析，最后得到市场对输电网容量需求的加权期望值。由于未来的电源规划将会面对大量的可能因素，对所有因素进行详细分析是不现实的。因此，减少需要分析的可能因素是首要步骤之一。另一方面，负荷预测对电网规划也有较大的影响，如果预测有误，将会降低系统运行的安全性或造成经济风险，因而在使用传统的负荷预测方法时，必须增加对未来各种不确定市场因素的考虑。

5 结语

随着电力体制改革的深入，影响电网发展和规划的各种因素会发生变化，电力市场上的电网规划必须考虑大量的不确定性因素，对于这些应及早做好预测性研究。掌握电网规划的研究方法，科学地完成电网规划工作，提高电网的供电质量、供电的安全可靠水平，合理有效地利用资金和节能降损，取得最大的经济效益和社会效益，是各级决策者都十分关注的问题。因此，对电网规划问题进行研究具有重大的现实意义。

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