影響火電機組發(fā)電負(fù)荷率的五大因素

       2011年至2014年9月，華中區(qū)域六省市火電機組平均發(fā)電負(fù)荷率總體介于70%~75%之間。其中，河南71%~72%;湖北72%~78%;湖南69%~81%;江西67%~70%;四川63%~72%;重慶68%~77%。湖北、湖南、河南、重慶相對較高，基本在70%以上，江西和四川相對較低，四年有三年低于70%。

       從數(shù)據(jù)上看，火電機組發(fā)電負(fù)荷率普遍不高，特別是江西和四川。下面，筆者結(jié)合此次工作開展情況，重點談?wù)動秒娯?fù)荷率、火電旋轉(zhuǎn)備用率、富余水電消納、抽水蓄能電站利用、火電機組啟停調(diào)峰等方面對火電機組發(fā)電負(fù)荷率的影響。

       用電負(fù)荷率的影響

       通常用電負(fù)荷率越高，火電發(fā)電負(fù)荷率越高，用電負(fù)荷率越低，火電機組調(diào)峰任務(wù)越重，發(fā)電負(fù)荷率越低。

       2011年至2014年9月，河南省平均用電負(fù)荷率最高，在87%~88%之間，湖北在82%~86%之間;四川在80%~81%之間，重慶在82~84%之間，江西省最低，除2011年為82%外，其他年份均在78~79%之間。除河南和四川外，其他省市火電機組發(fā)電負(fù)荷率高低排序與發(fā)電負(fù)荷率高低排序一致。河南是因為自備電廠太多，四川是富余水電太多。

       分析湖北、江西、重慶近三年用電負(fù)荷率與火電機組發(fā)電負(fù)荷率走勢，可以清晰看出兩者之間的相關(guān)性。一般在汛初(如5、6月份)和汛末(如9、10月份)等用電負(fù)荷相對較輕而來水相對較好的階段，火電機組發(fā)電負(fù)荷率與用電負(fù)荷率走勢一致性較差，火電發(fā)電負(fù)荷率一般較低。而在其他時段，總體來看，火電機組發(fā)電負(fù)荷率與平均用電負(fù)荷率有較高的相關(guān)性。

       火電機組旋轉(zhuǎn)備用率的影響

       旋轉(zhuǎn)備用容量是為了平衡電網(wǎng)負(fù)荷波動與負(fù)荷預(yù)計誤差而留的備用容量。按照《電力系統(tǒng)技術(shù)導(dǎo)則》，旋轉(zhuǎn)備用率應(yīng)控制在2%~5%。旋轉(zhuǎn)備用容量過大，將直接導(dǎo)致機組發(fā)電負(fù)荷率降低，不利于機組經(jīng)濟(jì)運行。目前，各電力調(diào)度機構(gòu)日計劃編制粗放，在滿足低谷不停機情況下，機組盡可能掛網(wǎng)運行，且發(fā)電負(fù)荷按機組容量平均分配，計劃安排沒有充分考慮機組運行經(jīng)濟(jì)性。

      旋轉(zhuǎn)備用容量過大，有外在情況突然變化(如集中來水)和發(fā)電企業(yè)不愿停機等客觀原因，但更主要的是廠網(wǎng)分開后，調(diào)度機構(gòu)仍然保留在電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)部，發(fā)電機 組是否經(jīng)濟(jì)運行和調(diào)度機構(gòu)沒有直接利益關(guān)系，同時需要增加工作量，調(diào)度機構(gòu)缺乏經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度的內(nèi)在動力和外部壓力，旋轉(zhuǎn)備用容量預(yù)留往往過大。

      從數(shù)據(jù)對比分析可以發(fā)現(xiàn)，火電機組發(fā)電負(fù)荷率與旋轉(zhuǎn)備用率之間高度相關(guān)。

      以湖北省為例，2011至2013年，火電機組旋轉(zhuǎn)備用率每降低1個百分點，發(fā)電負(fù)荷率約提高1個百分點。

       富余水電消納的影響
 
       華中區(qū)域水電比重較大，富余水電消納對火電機組發(fā)電負(fù)荷率影響較大。從年度數(shù)據(jù)看，2012年和2014年，水電來水較好，產(chǎn)生了大量富余水電。為配合消納，火電機組調(diào)峰情況較為突出，發(fā)電負(fù)荷率相對較低。如湖北省，2012年和2014年火電機組發(fā)電負(fù)荷率分別為72.83%和73.24%，比2011年77.9%低4~5個百分點，比2013年75.68%低2~3個百分點。湖南、江西、重慶均呈現(xiàn)這個特點，四川省加上水電裝機大幅增長，火電機組發(fā)電負(fù)荷率下降幅度更大，2012年以后均在65%以下，2014年為63.21%，比2011年低約9個百分點。

      抽水蓄能電站的影響

      由于華中區(qū)域抽水蓄能電站利用小時遠(yuǎn)低于設(shè)計利用小時，大部分時段基本處于停用狀態(tài)，當(dāng)前抽水蓄能電站對火電機組發(fā)電負(fù)荷率的影響較小。

      抽水蓄能電站的利用一定要考慮整體經(jīng)濟(jì)性。一般情況下，利用抽水蓄能電站調(diào)峰提高火電機組發(fā)電負(fù)荷率是不經(jīng)濟(jì)的，能耗排放更高，因為提高火電機組發(fā)電負(fù)荷率節(jié)約的電煤成本根本無法彌補抽水蓄能電站25%的效率損失。只有在涉及富余水電消納、頂峰能力不足、火電機組啟停等情況下，使用抽水蓄能電站才可能更經(jīng)濟(jì)。

      火電機組啟停調(diào)峰的影響

      迎峰度夏期間，系統(tǒng)調(diào)峰任務(wù)主要由火電機組承擔(dān)，火電機組發(fā)電負(fù)荷率相對較低。但火電機啟停調(diào)峰有利于提高發(fā)電負(fù)荷率，是否應(yīng)該動用火電機組進(jìn)行啟停調(diào)峰，應(yīng)視情況而定。一般情況下，在深度調(diào)峰無法滿足低谷富余水電消納需求時，應(yīng)該動用火電機組啟停調(diào)峰。但前提是這樣做的整體經(jīng)濟(jì)性更高，若消納的富余水電無法彌補火電機組啟停調(diào)峰成本，顯然棄水更經(jīng)濟(jì)。

      對節(jié)能發(fā)電調(diào)度的認(rèn)識

      總的來說，我認(rèn)為節(jié)能發(fā)電調(diào)度是一項系統(tǒng)、復(fù)雜的工作，在這次專項監(jiān)管工作中，通過了解情況和向領(lǐng)導(dǎo)同事及電力企業(yè)的同志請教，對很多具體的問題有很更深刻的認(rèn)識，概括起來主要有兩點：對待節(jié)能發(fā)電調(diào)度工作，要用系統(tǒng)思維。節(jié)能發(fā)電調(diào)度的目標(biāo)是在確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行及電力可靠供應(yīng)的前提下實現(xiàn)資源消耗和污染物排放最少。

      節(jié)能發(fā)電調(diào)度本質(zhì)上是一種優(yōu)化調(diào)度，在一定電網(wǎng)范圍內(nèi)，它既有發(fā)電機組出力分配的優(yōu)化，如火火機組優(yōu)化、水火機組優(yōu)化和水水機組優(yōu)化。也有一個時間軸上的優(yōu)化，即過程優(yōu)化，如在一個較長時間段內(nèi)，通過合理控制水庫水位，提高水能資源利用效率。

      烏江流域上下游水電聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度就是個例子，這需要有較高的預(yù)測準(zhǔn)確性。擴(kuò)展到更大范圍，還有不同電網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)優(yōu)化，如華中區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的跨省交易優(yōu)化，通過跨省協(xié)調(diào)，促進(jìn)富余水電充分消納。因此，節(jié)能發(fā)電調(diào)度不能僅看一時一事，要有系統(tǒng)思維，看全局。從華中區(qū)域來看，由于水電比重大，節(jié)能發(fā)電調(diào)度的主要目標(biāo)和工作重心應(yīng)該是充分利用水電，減少棄水，包括提高水能利用效率，只有在這個大前提下，提高火電機組發(fā)電負(fù)荷率才有意義。局領(lǐng)導(dǎo)和市場處一直在宣傳和貫徹這個觀念。比如2012年，水電來水較好，為促進(jìn)富余水電消納，華中能源監(jiān)管局7次召開交易會商會議，協(xié)調(diào)減少區(qū)外來電，研究提出了包括水電減棄增發(fā)應(yīng)急交易、川電與三峽電置換、電力交易順序合理化(先省內(nèi)基本平衡、再區(qū)域內(nèi)優(yōu)化配置、最后區(qū)域間余缺調(diào)劑)等意見和措施，促進(jìn)多消納富余水電30億千瓦時以上。在此過程中，華中能源監(jiān)管局也高度重視火電機組發(fā)電負(fù)荷率低的問題，多次督促調(diào)度機構(gòu)合理安排火電機組運行方式，減少浮開機。

      節(jié)能發(fā)電調(diào)度需要加強協(xié)調(diào)。節(jié)能發(fā)電調(diào)度涉及不同利益主體、影響因素多，要在區(qū)域范圍內(nèi)實現(xiàn)節(jié)能發(fā)電調(diào)度目標(biāo)并不容易。按照大系統(tǒng)優(yōu)化理論，應(yīng)該采取分解—協(xié)調(diào)的方法。即通過對各省市節(jié)能發(fā)電調(diào)度最優(yōu)的協(xié)調(diào)達(dá)到全區(qū)域最優(yōu)。由于調(diào)度范圍不同、廠廠和廠網(wǎng)利益主體不同等客觀因素限制，以及行政等因素干預(yù)(政府部門計劃電量執(zhí)行進(jìn)度、國網(wǎng)跨省跨區(qū)計劃指令等)，現(xiàn)階段各省市節(jié)能發(fā)電調(diào)度工作還有很多需要改進(jìn)的地方，要在區(qū)域?qū)用鎸崿F(xiàn)節(jié)能發(fā)電調(diào)度目標(biāo)需要突破很多體制機制方面的障礙，這些都需要進(jìn)一步加強協(xié)調(diào)。

      如烏江流域上下游水電站利益主體不同，上下游協(xié)調(diào)機制建立前，下游彭水電站時常面臨突然集中來水而發(fā)生棄水。這兩年，在華中能源監(jiān)管局的協(xié)調(diào)下，建立了上下游協(xié)調(diào)機制，很好地解決了上下游信息不暢、調(diào)度運行不協(xié)調(diào)的問題，節(jié)水增發(fā)效果明顯。

       做好節(jié)能發(fā)電調(diào)度應(yīng)采取的措施

       對于調(diào)度機構(gòu):

       一是不斷提高用電負(fù)荷和水情預(yù)測的準(zhǔn)確性，預(yù)測的準(zhǔn)確性是關(guān)鍵。大到電力系統(tǒng)規(guī)劃，小到一天的運行方式安排。長期負(fù)荷預(yù)測不準(zhǔn)，可能導(dǎo)致電網(wǎng)、電源規(guī)劃不配套;短期負(fù)荷預(yù)測不準(zhǔn)，可能導(dǎo)致火電機組浮開機，造成負(fù)荷率低。因此，確保較高的負(fù)荷和水情預(yù)測準(zhǔn)確性是做好節(jié)能發(fā)電調(diào)度工作的基礎(chǔ)性工作。

       二是開展優(yōu)化調(diào)度。優(yōu)化調(diào)度應(yīng)遵循水電優(yōu)先、就近平衡的原則。首先是在省內(nèi)通過水火、水水和火火機組優(yōu)化調(diào)度，優(yōu)先在省內(nèi)進(jìn)行平衡。其次根據(jù)各省供需形勢和富余水電情況，優(yōu)化跨省交易，在區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)優(yōu)化配置。仍然無法平衡的情況下，通過優(yōu)化跨區(qū)交易實現(xiàn)更大范圍的配置，確保每一筆跨省跨區(qū)交易都有其必要性，避免出現(xiàn)為交易而交易的情況。

      但是，由于提高預(yù)測準(zhǔn)確性和優(yōu)化調(diào)度需要做大量精細(xì)化工作且無經(jīng)濟(jì)利益，調(diào)度機構(gòu)往往動力不足，工作成效離監(jiān)管機構(gòu)的要求還有一定的差距。

      對于監(jiān)管機構(gòu)：

      一是完善監(jiān)管規(guī)章制度。從政策層面進(jìn)行干預(yù)，推進(jìn)精細(xì)化監(jiān)管，建立經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度量化考核機制。細(xì)化“三公”調(diào)度評價指標(biāo)，“三公”調(diào)度不僅僅要做到發(fā)電進(jìn)度平衡，更應(yīng)重視調(diào)度的公正性和科學(xué)性。細(xì)化日計劃編制方法;完善經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度量化評價指標(biāo)，如完善負(fù)荷預(yù)測準(zhǔn)確率、旋轉(zhuǎn)備用率、發(fā)電負(fù)荷率、平均發(fā)電煤耗、水電增發(fā)電量等指標(biāo)。對調(diào)度機構(gòu)主要行政負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人進(jìn)行考核。完善跨省跨區(qū)電能交易會商制度。

      二是推進(jìn)市場化機制建設(shè)。核心是發(fā)揮市場化機制的引導(dǎo)作用，讓電網(wǎng)企業(yè)和發(fā)電企業(yè)在追求自身利益的過程中實現(xiàn)局部利益與整體利益的統(tǒng)一，從而達(dá)到節(jié)能發(fā)電調(diào)度的目的。如東北能源監(jiān)管局嘗試通過建立電力調(diào)峰市場消納風(fēng)電的市場化舉措取得了一定的成效，值得借鑒和參考。

       東北風(fēng)電比重占20%，加上供熱影響，低谷調(diào)峰特別困難。為解決這個問題，東北能源監(jiān)管局建立電力調(diào)峰市場，通過采取競價調(diào)峰、加大調(diào)峰補償力度、跨省調(diào)峰交易等措施，實現(xiàn)風(fēng)火、核火之間的互補互濟(jì)。從東北能源監(jiān)管局介紹的情況看，火電企業(yè)調(diào)峰積極性非常高。2014年10月施行三個月，深度調(diào)峰電量同比增長35%，挖掘深度調(diào)峰潛力100萬千瓦，36家火電廠首次調(diào)到40%以下。具體到華中區(qū)域，當(dāng)前可以做以下幾點工作。

      一是建立跨省消納富余水電補償機制，可單獨制定補償辦法或通過“兩個細(xì)則”來實現(xiàn)。

      二是制定跨省電能交易實施細(xì)則，對跨省電能交易從政策層面加以限制和引導(dǎo)，促進(jìn)資源優(yōu)化配置。

      三是完善跨省跨區(qū)電能交易會商制度，建立由各省市發(fā)電企業(yè)、政府部門及相關(guān)專家組成的評價小組，重點對中長期跨省跨區(qū)交易的合理性進(jìn)行評價、公布。通過凝聚更大范圍的共識，監(jiān)督和促進(jìn)電力調(diào)度機構(gòu)做好節(jié)能發(fā)電調(diào)度工作。