電廠發(fā)電配額調(diào)研及經(jīng)濟補償分析報告

電廠發(fā)電配額調(diào)研及經(jīng)濟補償分析報告（節(jié)能減排大賽社會調(diào)研類國家二等獎）設(shè)計者：蔣東方,楊承剛,楊志磊,武珍,張海榮指導(dǎo)教師：高丹華北電力大學(xué)（北京）能源動力與機械工程學(xué)院所屬城市：北京市郵編：102206摘要：小組調(diào)查了電廠的發(fā)電配額，以不同能效電廠的發(fā)電配額對比為主線，根據(jù)不同電廠的裝機容量，實際發(fā)電量，標(biāo)準(zhǔn)煤耗和電廠調(diào)峰經(jīng)濟補償情況，將調(diào)研的數(shù)據(jù)進行分析計算，整合計算結(jié)果，并用圖表將其直觀的表達出來，直觀顯示了節(jié)能的潛力。避免僅有理論分析的不足。同時對當(dāng)前經(jīng)濟補償細則進行分析研究，客觀的分析中國不同能效電廠所得發(fā)電配額不同對碳的總排放量的影響，為國內(nèi)總的節(jié)能減排目標(biāo)提供參考依據(jù)。關(guān)鍵字：發(fā)電配額；經(jīng)濟補償；峰谷差；節(jié)能降耗1電源工程投資現(xiàn)狀及發(fā)電配額簡介1.1電源工程投資現(xiàn)狀隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，人們對能源的需求越來越多，其中對電力工業(yè)的需求量呈現(xiàn)與日俱增的情況，全國電力工程總投資增速較快，電源、電網(wǎng)投資規(guī)模達到歷史最高水平。2009年，全國電力工程總投資完成7702億，比上年增長了22.02%。其中，電源工程建設(shè)投資完成3803億元，比上年增長11.62%，近幾年全國電源投資及增長狀況見圖1。圖1電源投資近況電源建設(shè)的迅速發(fā)展加重了環(huán)境所承受的壓力，目前全球二氧化碳排放總量的41%來自電力行業(yè)，而在全世界所有的火電廠中，煤電就占了72%。美國的標(biāo)準(zhǔn)是，2015年后新燃煤電廠每兆瓦時二氧化碳排放少于1100磅，2020年少于800磅。英國在2003年發(fā)布了政府白皮書《我們能源的未來：創(chuàng)建低碳經(jīng)濟》其中也提到到2050年將英國二氧化碳的排放量消減60%，并于2020年取得實質(zhì)性進展（在2007年3月發(fā)布的《氣候變化法案》中，2020年的目標(biāo)被確定為26%-32%）。我國“富煤、少氣、缺油”的資源條件決定了中國的能源結(jié)構(gòu)以煤為主，而其中電力行業(yè)是全國最大的燃煤大戶，每年我國所生產(chǎn)的煤炭的60%以上都被發(fā)電廠用掉，而我國沒發(fā)1kWh電所消耗的煤炭，比世界上平均水平高20%以上，我國能源消耗費是美國的2.5倍。據(jù)計算，每燃燒一噸煤炭會產(chǎn)生2.62噸的二氧化碳氣體，比石油和天然氣每噸多30%和70%，而據(jù)估算，未來20年中國能源部門電力投資將達到1.8萬億美元。火電廠的大規(guī)模發(fā)展對環(huán)境造成的威脅，不容忽視。1.1.1火電重點在建項目統(tǒng)計2009年底全國火電在建項目中，有30萬千瓦及以上火電機組149臺共7363萬千瓦，其中60萬千瓦及以上火電機組67臺共4725萬千瓦，包含14臺百萬千瓦機組，占火電在建規(guī)模的95.2%?；痣娭攸c在建項目有江蘇啟東呂四港發(fā)電廠工程（4臺共264萬千瓦）、遼寧綏中電廠二期工程（2臺共200萬千瓦）、上海曹涇電廠工程（2臺共200萬千瓦）、浙江嘉興發(fā)電廠三期工程（2臺共200萬千瓦）、河南平頂山第二發(fā)電廠（2臺共200萬千瓦）、廣東平海電廠一期工程（2臺共200萬千瓦）、寧夏靈武二期（2臺共200萬千瓦）、安徽皖能銅陵發(fā)電有限公司六期擴建項目（1臺共100萬千瓦）、江蘇諫壁“上大壓小”工程（1臺共100萬千瓦）等，截止到2009年底全國部分火電重點在建項目統(tǒng)計見表1?；痣娊ㄔO(shè)如此之快，對于機組運行水平我們同樣進行了分析統(tǒng)計，為資金配置程度和有效程度提供參考。表12009年部分火電重點在建項目項目名稱建設(shè)地址建設(shè)規(guī)模2009年底在建規(guī)模臺數(shù)容量/萬千瓦臺數(shù)容量/萬千瓦山西霍州（以大壓?。┕こ躺轿魇』糁菔?1202120伊敏電廠三期工程內(nèi)蒙古呼倫貝爾市21202120內(nèi)蒙古國華呼倫貝爾能源項目一期內(nèi)蒙古呼倫貝爾市21202120白音華金山發(fā)電內(nèi)蒙古錫林郭勒盟21202120遼寧綏中電廠二期工程遼寧綏中縣22002200燕山湖發(fā)電廠新建工程遼寧省朝陽市21202120上海臨港一期項目臨港重裝備園區(qū)41564156南京熱電廠江蘇省南京市21202120江西景德鎮(zhèn)發(fā)電有限責(zé)任公司江西省景德鎮(zhèn)市21322132湖北西塞山二期湖北省黃石市21362136四川珙縣電廠四川省宜賓市21202120貴州清鎮(zhèn)異地擴建貴州省清鎮(zhèn)市21202120云南鎮(zhèn)雄電廠云南省昭通市21202120平?jīng)鲭姀S二期甘肅省平?jīng)鍪?122120寧夏水洞溝電廠一期工程寧夏省銀川市213221321.2發(fā)電配額簡介發(fā)電配額從根本上說就是依據(jù)政府或其授權(quán)部門下達的計劃，在購、售電雙方簽訂的合同中約定的非競爭電量，也稱計劃合同電量，它與計劃經(jīng)濟體制下的“糧票”相類似。發(fā)電配額規(guī)定了在規(guī)定時間內(nèi)各個企業(yè)能發(fā)多少電量，而且不論企業(yè)的技術(shù)先進程度，這個配額是一成不變的，電力行業(yè)內(nèi)部稱為電力行業(yè)的“大鍋飯”。由于發(fā)電配額是機密性文件，調(diào)查小組分別統(tǒng)計了不同地區(qū)發(fā)電設(shè)備的平均利用小時數(shù)，間接的從時間上反映了電廠發(fā)電量的多少。由于時間限制，小組只針對華北區(qū)域內(nèi)的省份及山東省進行了統(tǒng)計分析。如表2所示。表2華北地區(qū)發(fā)電設(shè)備平均利用小時地區(qū)發(fā)電設(shè)備平均利用小時數(shù)（小時）2006年2007年2008年2009年合計水電火電合計水電火電合計水電火電合計水電火電北京市403940449244424407542842324085079415041884968天津市58435843580958095243524351335133河北省59396666099570863258695123599527050263375353山西省627531866369605934536126524130975288488617814987內(nèi)蒙古578522615916532017495518458613524764432321184580山東省532494536448193549284834524936492185041通過對比可以看出，北京的設(shè)備利用小時數(shù)偏低，且變化幅度較小，其他幾個省份火電裝機比重較大，設(shè)備利用小時相對偏高。其中河北、山西在“十五”期間，設(shè)備小時數(shù)極高，甚至在全國范圍內(nèi)仍位居前列，天津“十一五”以來，設(shè)備利用小時各年均居全國前四位。2008年，除山東外其他省份設(shè)備利用小時均有大幅度下降。特別是內(nèi)蒙，設(shè)備利用小時在2007年至2009年分別下降465小時、734小時、263小時，其設(shè)備利用小時在2008年、2009年均低于全國平均設(shè)備利用小時。火電機組在承擔(dān)電網(wǎng)的主要供電負荷的同時，也是電網(wǎng)輔助服務(wù)的主要提供者。輔助服務(wù)指的是為維護電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，保證電能質(zhì)量，除正常電能生產(chǎn)、輸送、使用外，由并網(wǎng)發(fā)電廠提供的輔助服務(wù)，這其中主要包括：一次調(diào)頻、自動發(fā)電控制（AGC）、調(diào)峰、無功調(diào)節(jié)、自動電壓控制（AVC）、旋轉(zhuǎn)備用、黑啟動等。并網(wǎng)電廠一旦提供輔助服務(wù)，便得到在經(jīng)濟上補償，當(dāng)前的經(jīng)濟補償金額按照一定的標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行。1.3當(dāng)前經(jīng)濟補償規(guī)則1.3.1電廠輔助服務(wù)目前將電廠輔助服務(wù)分為基本輔助服務(wù)和有償輔助服務(wù)兩種，基本輔助服務(wù)是指為了保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，保證電能質(zhì)量，發(fā)電機組必須提供的輔助服務(wù)，包括一次調(diào)頻、基本調(diào)峰、基本無功調(diào)節(jié)。調(diào)查小組主要針對調(diào)峰補償進行了調(diào)研分析?；菊{(diào)峰是指發(fā)電機組在規(guī)定的出力調(diào)整范圍內(nèi)，為了跟蹤負荷的峰谷變化而有計劃的、按照一定調(diào)節(jié)速度進行的發(fā)電機組出力調(diào)整所提供的服務(wù)。火電機組的基本調(diào)峰標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達到額定容量的50％；水電機組的基本調(diào)峰標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達到其額定容量的100％;風(fēng)電等清潔能源發(fā)電機組、供熱火電機組在供熱期間按能力提供基本調(diào)峰。有償輔助服務(wù)是指并網(wǎng)發(fā)電廠在基本輔助服務(wù)之外所提供的輔助服務(wù)，包括自動發(fā)電控制（AGC）、有償調(diào)峰、有償無功調(diào)節(jié)、自動電壓控制（AVC）、旋轉(zhuǎn)備用、黑啟動。其中有償調(diào)峰是指發(fā)電機組按電力調(diào)度指令超過基本調(diào)峰范圍進行的深度調(diào)峰，以及發(fā)電機組啟停機調(diào)峰（指機組在停機24小時內(nèi)再度開啟發(fā)電的調(diào)峰方式）所提供的服務(wù)。1.3.2有償調(diào)峰服務(wù)補償原則（一）有償調(diào)峰服務(wù)按機組計量。（二）機組因提供深度調(diào)峰服務(wù)造成的比基本調(diào)峰少發(fā)的電量，按照50元/MWh進行補償。（三）燃煤火電機組啟停調(diào)峰補償標(biāo)準(zhǔn)如下：單機容量在100MW以下（含100MW）的機組啟停調(diào)峰一次，按機組容量補償500元/MW。單機容量在100MW以上的機組啟停調(diào)峰一次，按機組容量補償1000元/MW。（四）燃氣火電機組啟停調(diào)峰一次，按機組容量補償260元/MW。（五）水電機組啟停調(diào)峰一次，按機組容量補償7元/MW。1.4存在的問題1.4.1電源發(fā)展不平衡隨著對新能源發(fā)電的認識不斷加深，發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)有了一定優(yōu)化，但仍存在失衡問題。與2008年底相比，全國發(fā)電裝機容量凈增8137萬千瓦。其中，水電凈增規(guī)模依然最大，為2369萬千瓦；火電凈增4822萬千瓦，較上年增加144萬千瓦?；痣姳戎爻尸F(xiàn)連年下降趨勢，全國沒有核電機組投產(chǎn)，因此核電裝機容量所占比重略有下降。截止到2009年底，全國并網(wǎng)風(fēng)電裝機容量1760萬千瓦，比上年增長109.82%，比2008年底凈增921萬千瓦，風(fēng)電裝機容量連續(xù)四年翻倍增長，風(fēng)電裝機容量占全部裝機容量的比重上升至2.01%，較上年提高0.95個百分點。2009年底全國發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)統(tǒng)計見圖2，由圖可見，火電比例仍然較重，我們應(yīng)積極發(fā)展可再生等新型能源，增加清潔能源發(fā)電的比例。圖22009年全國發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)統(tǒng)計1.4.2發(fā)電配額體制不合理“發(fā)電配額”模式單一考慮了電廠的產(chǎn)能情況，根據(jù)電廠產(chǎn)能的高低來分配發(fā)電配額，對效率的重視程度不足，造成了不同能耗電廠按所規(guī)定的配額來發(fā)電，低耗能電廠效率雖高，但受到合同配額的限制，其經(jīng)濟環(huán)境效益不能充分發(fā)揮。這違背了國家大力提倡節(jié)能減排的大背景。1.4.3政府機構(gòu)職責(zé)混亂對電力行業(yè)的管理權(quán)限分散在個同的政府職能部門，各個部門間的權(quán)限劃分過于復(fù)雜，不能同步進行效率優(yōu)化。比如發(fā)改委負責(zé)電力行業(yè)的項目審批和定價，電力監(jiān)管委員會負責(zé)電力行業(yè)的安全，國資委負責(zé)電力行業(yè)的人事管理，地方的經(jīng)信委則負責(zé)煤電行業(yè)的發(fā)電配額問題等等。這種職責(zé)劃分造成了一旦個體經(jīng)濟目標(biāo)與系統(tǒng)調(diào)度的整體目標(biāo)出現(xiàn)矛盾，電力產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)不能根據(jù)監(jiān)管機構(gòu)的職責(zé)找到直接責(zé)任人，不能實現(xiàn)經(jīng)濟最優(yōu)化配置，電力行業(yè)中的整體利益、局部利益、市場參與主體利益的目標(biāo)不能達成統(tǒng)一。1.4.4經(jīng)濟補償細則不科學(xué)現(xiàn)有的經(jīng)濟補償細則主要針對發(fā)電計劃內(nèi)電廠為保證電網(wǎng)經(jīng)濟安全運行而提供的調(diào)峰服務(wù)，而對于電廠為了完成發(fā)電配額而少發(fā)、停發(fā)或低負荷運行時電廠機組壽命的損耗沒有補償規(guī)定?，F(xiàn)有的經(jīng)濟補償細則指標(biāo)有待于進一步改進，綜合權(quán)衡滿發(fā)電廠和調(diào)峰電廠兩者的利益，避免：滿發(fā)電廠為調(diào)峰電廠打工和停發(fā)機組嚴重虧損等情況，對參與調(diào)峰電廠與政策性停機電廠所造成的損失進行科學(xué)評估與合理補償?，F(xiàn)有經(jīng)濟補償細則只按機組分配補償額度，在全社會節(jié)能減排的大環(huán)境下，經(jīng)濟補償細則中還應(yīng)該考慮機組效率發(fā)電煤耗等指標(biāo)綜合考慮，一方面給予電廠合理補償，另一方面通過經(jīng)濟手段促進電廠積極推進技術(shù)革新，推動節(jié)能減排工作的進行。2節(jié)能潛力分析與案例針對當(dāng)前電力行業(yè)發(fā)展趨勢以及按產(chǎn)能進行分配電力配額的體制進行了研究分析，并通過對實例的分析計算，同時結(jié)合電力系統(tǒng)中的經(jīng)濟補償原則來進行節(jié)能潛力分析。2.1電力配額制度的改進當(dāng)前在分配電力配額的時候，也稱發(fā)電權(quán)限的劃分是根據(jù)產(chǎn)能的大小進行分配的，制定者根據(jù)各個電廠裝機容量的不同，進行管轄范圍內(nèi)所有電廠的產(chǎn)能統(tǒng)計，將產(chǎn)能統(tǒng)計列成表格，作為分配發(fā)電配額的基本依據(jù)，在略微考慮效率的情況下進行計劃發(fā)電量的分配。這種類似計劃體制下發(fā)電量分配嚴重制約了高產(chǎn)能、低能耗電力產(chǎn)業(yè)能力的發(fā)揮。應(yīng)打破這種電力體制下發(fā)電產(chǎn)權(quán)的分配方案，尋求更科學(xué)合理的分配方案。切實做到電力行業(yè)的節(jié)能減排。2.2計劃電量轉(zhuǎn)移節(jié)能效果分析由于當(dāng)前火電機組裝機容量不同，其技術(shù)水平也各不相同，故每個電廠的發(fā)電煤耗也各不相同，調(diào)查小組分別統(tǒng)計了不同容量等級機組水平的發(fā)電煤耗和供電煤耗，將數(shù)據(jù)歸一成機組平均發(fā)電煤耗和供電煤耗，見圖3。圖32009年全國各容量等級機組平均煤耗供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗是指發(fā)電廠每向廠外輸出1度電能所平均消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤量。供電煤耗是一個綜合指標(biāo)，一方面反應(yīng)機組的實際運行水平，另一方面也反映綜合管理水平。供電煤耗受到多種因素的影響，最主要的是受到機組運行參數(shù)的影響，比如：機組負荷率、廠用電率、鍋爐效率、主汽溫度、主汽壓力、再熱器溫度、真空度、給水溫度、機組補水率、再熱減溫水量等。這些參數(shù)的變化對供電煤耗的影響效果大小各不相同，調(diào)查小組主要分析了機組負荷率對供電煤耗的影響?，F(xiàn)實中機組運行狀況多為變工況運行，按照發(fā)電配額的規(guī)定，產(chǎn)能不能完全產(chǎn)出，只能機械的執(zhí)行發(fā)電合同中規(guī)定的電量，為了得到負荷變化對機組供電煤耗的影響，調(diào)查小組選取各機組供電煤耗時參考了圖4顯示的線性關(guān)系。圖4不同機組供電煤耗與負荷的關(guān)系2.3選取的案例及分析方法為了使結(jié)果更具有普遍性，我們分別對京津唐電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)的典型電廠進行了調(diào)查，各電廠的機組情況如表3。表3調(diào)查電廠機組的具體情況表電廠名稱機組狀況電廠名稱機組狀況電廠名稱機組狀況古郡熱電2×330MW張家口發(fā)電廠8×300MW大唐神頭二廠2×500MW大唐王灘電廠2×600MW2×1000MW唐山華潤電廠1×50MW1×200MW秦皇島發(fā)電公司2×300MW2×200MW大唐托電一廠6×600MW京能熱電公司4×200MW國電懷安熱電2×330MW大唐托電二廠2×600MW灤河發(fā)電廠2×100MW東方電廠2×350MW張家口熱電1×200MW北方上都電廠4×600MW唐豐熱電2×300MW大同第二發(fā)電廠6×200MW下花園發(fā)電廠1×200MW國華盤山2×500MW山西王曲電廠2×600MW唐山熱電廠2×300MW內(nèi)蒙岱海電廠4×600MW三河發(fā)電2×350MW陡河發(fā)電廠2×250MW大唐盤山發(fā)電廠2×600MW下面將通過兩個案例的研究來分別分析一小時內(nèi)和一個典型負荷日內(nèi)上述電廠通過對發(fā)電配額的改進，所帶來的經(jīng)濟效益。兩個案例都分為情景模式一和和情景模式二兩種模式，案例一中，通過將所有電廠在負荷率75%的總發(fā)電量按電廠能耗高低的情況重新分配發(fā)電配額后，進行了節(jié)能效益分析。案例二在典型日曲線下，由原來的所有電廠參與調(diào)峰，優(yōu)化為部分電廠參與調(diào)峰，其節(jié)能效益明顯。3.案例一（小時內(nèi)負荷分配）節(jié)能分析3.1情景模式一在按產(chǎn)能分配電力配額的體制下，以調(diào)查的電廠裝機容量的75%來進行發(fā)電，通過分析計算我們得出當(dāng)前運行條件的煤耗。首先我們計算并繪出機組負荷率75%時的供電煤耗量，如圖5所示。圖5機組負荷率75%時的供電煤耗根據(jù)表3中各個電廠的運行機組臺數(shù)以及機組容量，按照機組負荷率75%來運行，由此算得總發(fā)電量為：式中：——每個機組容量；——機組臺數(shù)經(jīng)計算得：=20902.5MW；其總的供電煤耗量：=6829.725噸/小時。3.2情景模式二按能耗高低來分配發(fā)電配額。我們通過分析各個電廠的供電煤耗，將同樣的電量進行發(fā)電權(quán)限的劃分，我們定義：能耗因子=全國最低煤耗/該廠供電煤耗?？梢钥闯瞿芎囊蜃釉酱?，該廠的供電煤耗越低，機組效率也相對高一些，我們劃分給煤耗因子大的電廠的發(fā)電量要高于平均水平。具體發(fā)電權(quán)限見表4。劃分依據(jù)是根據(jù)區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)電廠能耗因子的相對比較，1000MW機組在區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)供電煤耗最小，效率最高，且運行穩(wěn)定，為電網(wǎng)提供了穩(wěn)定、高質(zhì)量的電能，故規(guī)定1000MW滿負荷運行，其余電廠按能耗因子的大小依次劃分，由于電廠的發(fā)電配額普遍提高，小容量機組電廠有可能出現(xiàn)停運的狀況。表4規(guī)定機組的發(fā)電負荷機組容量MW100060050035033030025020010050機組負荷率100%95%90%85%85%85%80%80%75%75%機組負荷率發(fā)生變化后，機組的供電煤耗也會相應(yīng)發(fā)生變化，我們依據(jù)機組滿負荷時供電煤耗（圖3）及機組負荷變化是與煤耗的關(guān)系（圖4），算出按機組能耗因子來分配發(fā)電配額后機組的供電煤耗。如圖6所示。圖6機組按規(guī)定負荷率的供電煤耗我們在相同的總發(fā)電量的條件下，即總發(fā)電量為：=20902.5MW。在此條件下，我們按能耗因子重新分配電量，按表4規(guī)定的負荷率進行分配，在此條件下，唐山華潤電廠50MW機組以及灤河發(fā)電廠2臺100MW機組，還有部分200MW機組在此條件下沒有負荷裕量來供他們發(fā)電，所以機組停運。我們按圖6中的供電煤耗來計算總煤耗，得出改變負荷分配后的總的供電煤耗為：=6465.075噸/小時。3.3節(jié)能分析根據(jù)情景模式一和情境模式二的計算結(jié)果，我們可以得出在優(yōu)化后的情景模式下，平均每小時節(jié)省標(biāo)煤364.65噸。根據(jù)國家發(fā)改委提供的燃煤煙氣量中各組分含量，每噸煤燃燒后可以放出二氧化碳2620公斤，二氧化硫8.5公斤，氮氧化物7.4公斤，由此看出節(jié)能減排潛力的巨大。根據(jù)計算我們可以看出優(yōu)化后的每小時節(jié)能量，如表5所示。表5節(jié)能效益比較煤耗（噸/小時）二氧化碳排放量（公斤）二氧化硫排放量（公斤）氮氧化物（公斤）產(chǎn)能分配方案6829.72517893879.558052.6650539.965能耗分配方案6465.0751693849754953.1447841.56節(jié)能減排量364.659553833099.5252698.414.案例二（負荷典型日內(nèi)負荷分配）節(jié)能分析案例一分析了機組運行一小時，優(yōu)化前后的運行煤耗比較，為了使結(jié)果更具有科學(xué)性，調(diào)查小組在此基礎(chǔ)上對機組一整天的運行狀況進行了節(jié)能比較分析，情景模式一中，區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)所有電廠根據(jù)日負荷曲線的變化都參與了調(diào)峰、調(diào)負荷的任務(wù)；情景模式二下，我們重新劃分了電廠的功能，讓部分電廠參與了調(diào)峰、調(diào)負荷，結(jié)果顯示，經(jīng)過優(yōu)化后存在巨大的節(jié)能潛力。4.1情境模式一在當(dāng)前集中供電的體制下，由于用戶負荷側(cè)的用電量隨著時間的變化而變化，為了使供電側(cè)和需求側(cè)達到電量平衡，目前各電廠都承擔(dān)了相應(yīng)的調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相的任務(wù)。但大容量低能耗機組調(diào)負荷時其經(jīng)濟效益將受到巨大影響，我們通過重新將機組劃分為恒定負荷運行機組、變負荷運行機組和備用機組來共同維持電網(wǎng)的供需平衡。經(jīng)過計算節(jié)能潛力同樣巨大。首先我們根據(jù)電廠的日負荷曲線擬合出了我們所調(diào)研電廠的總的日負荷曲線，該曲線屬于春季典型日。電廠一天中最大的發(fā)電量為：=20902.5MW。一天24小時的負荷曲線如圖7所示。圖7電廠日負荷曲線根據(jù)當(dāng)前調(diào)峰規(guī)則，各個電廠都參與了調(diào)峰，由于時間限制，調(diào)查小組擬定了各個電廠按照同樣的比例來執(zhí)行調(diào)峰任務(wù)。例如在2點的時候，用戶側(cè)負荷較低，用戶側(cè)所需電量僅為13258MW，為發(fā)電容量的63.43%，為了使電網(wǎng)保持穩(wěn)定，供電側(cè)各個電廠的發(fā)電量將降為規(guī)定負荷的63.43%運行，根據(jù)供電煤耗及發(fā)電量分配，經(jīng)過計算我們得出在2點時供電煤耗為：=4530.814噸/小時。在剩余時間內(nèi)我們依次計算出各個時間點的供電煤耗，經(jīng)過疊加得到總的煤耗為：=69059.76噸/天。4.2情境模式二由于當(dāng)前的這種調(diào)峰方式對機組的經(jīng)濟性影響巨大，為了讓電廠更合理的分配調(diào)峰、調(diào)負荷的任務(wù)，使區(qū)域內(nèi)電廠既能充分完成大電網(wǎng)供需兩側(cè)的電量平衡，又能使經(jīng)濟效益發(fā)揮到最大，我們將調(diào)研的電廠機組劃分為恒定負荷運行機組、變負荷運行機組和備用機組。具體劃分見表6。表6運行機組具體功能劃分恒定負荷運行機組變負荷運行機組調(diào)停、備用機組1000MW600MW、350MW、330MW、300MW300MW、250MW、200MW、100MW、50MW恒定負荷運行機組將保持負荷不變，不參與區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)的調(diào)峰、調(diào)負荷任務(wù)；變負荷運行機組將根據(jù)時間的不同，電網(wǎng)用戶側(cè)負荷的變化，參與相應(yīng)的調(diào)峰、調(diào)負荷任務(wù)；調(diào)停、備用機組將在用戶負荷側(cè)最高時，恒定機組和變負荷機組不能滿足用戶需求負荷時啟動，提供額外的電量保持電網(wǎng)的供需平衡。其負荷曲線如圖8所示。圖8優(yōu)化后的日負荷曲線對于1000MW機組作為恒定負荷運行，它將保持負荷穩(wěn)定，由于受到機組負荷率提高的影響，其供電煤耗將有所降低，變負荷機組由于相應(yīng)負荷率的提高，其相應(yīng)供電煤耗也會有所下降。同樣在2點的時候，1000MW機組滿負荷運行，變負荷機組負荷率設(shè)定為80%，經(jīng)計算在2點時的供電煤耗為：=4124.88噸/小時。4.3節(jié)能分析對于優(yōu)化后的機組運行情況，我們調(diào)整機組負荷量時，由于變負荷機組負荷率的限制，我們調(diào)整后的發(fā)電量略大于調(diào)整前的發(fā)電量，但符合電網(wǎng)負荷允許的裕量，我們將情景模式一與情景模式二下煤耗分別計算統(tǒng)計出來，如表7所示?？梢钥闯鲈谝惶靸?nèi)優(yōu)化后的機組運行要比優(yōu)化前的機組共節(jié)省標(biāo)煤3043.786噸。如此多的煤燃燒后所釋放出的煙氣量也不容忽視。表7節(jié)能效益比較時間模式一耗煤量（噸）模式二耗煤量（噸）節(jié)省煤量(噸)情景模式一發(fā)電量（MW）情景模式二發(fā)電量（MW）2:004530.8144124.88405.9313258133604:004480.4444125.5354.9412959131306:004480.4444125.5354.9412959131308:005780.075543.472236.60173201777610:006635.5186441.872193.65202462041612:006829.7256649.79179.94209052122714:006123.3486010.032113.32185151921616:006604.0056441.872162.13201262041618:006615.9096441.872174.04201501941620:006380.046165.552214.49192901969622:005680.5915837.952292．64170211729624:004918.8514557.68361.171439314720為了更直觀，我們做了線性圖，如圖9所示。更直觀的顯示了在電量持平或略高于初始發(fā)電量的情況下，其情景模式二下的供電煤耗量都要低于情景模式一下的供電煤耗量。圖9節(jié)能效益比較5經(jīng)濟補償細則的改進5.1經(jīng)濟補償細則改進的基本思路為了使電力行業(yè)整體的經(jīng)濟效益最佳，保證電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟運行，同時規(guī)范區(qū)域內(nèi)電廠的輔助服務(wù)管理，各并網(wǎng)電廠都遵循了有償服務(wù)補償細則。其中有償輔助服務(wù)補償所需費用由發(fā)電廠按上網(wǎng)電費的比例分攤。具體分攤方式如下所示：第i個電廠需要承擔(dān)的分攤費用計算公式為：式中，等于月度總輔助服務(wù)補償費用；為第i個電廠月度上網(wǎng)電費；N為當(dāng)月上網(wǎng)發(fā)電電廠的總數(shù)。電廠的上網(wǎng)電價以截止到當(dāng)月最后一日的實際執(zhí)行電價為基準(zhǔn)參與計算。此后如出現(xiàn)電價調(diào)整，將不進行并網(wǎng)電廠分擔(dān)費用的追溯計算。在原有補償細則的基礎(chǔ)上我們進一步增加了補償原則的條款，堅持合理補償和有線補償?shù)脑瓌t。由節(jié)能發(fā)電調(diào)度受益較多的電廠，利用發(fā)電利用小時增加帶來的邊際收益，對非受益方給予適當(dāng)經(jīng)濟補償。由調(diào)查可知電廠的總體利潤可以概括為：利潤=并網(wǎng)電量×電價－煤耗×煤價－設(shè)備損耗維修管理費用。由于電廠負荷率的變化，每個電廠的發(fā)電量以及供電煤耗都有所改變，電廠利潤隨著改變。計算中我們將電廠上網(wǎng)電價統(tǒng)一定為0.37元/kWh，燃煤為5000大卡以上的動力煤，價格為605元/噸。5.2案例一經(jīng)濟補償分析案例一中將機組分為A,B兩部分，A代表在情景模式一情景模式二下都運行的那部分機組，用A1表示情景模式一下運行的那部分機組，用A2表示在情景模式二下運行的那部分機組；B代表在情景模式一下運行，而經(jīng)過調(diào)整負荷率，在情景模式二下停運的機組。情景一模式下，所有電廠在按負荷率75%運行，區(qū)域電廠所有機組（A1+B）同時運行時總利潤為：3601941元,其中A1機組利潤為：3187095.775元；B機組利潤為：414845.225元情景二模式下，按能耗高低重新分配發(fā)電配額后，由于提高了機組的負荷率，部分機組停運，計算得運行機組(A2)總利潤為4001248元，所有運行機組(A2)在此模式下按75%負荷運行時利潤為3338636元。其中經(jīng)過降低煤耗率機組A產(chǎn)生的利潤為：3338636-3187095.775=151540.225元。優(yōu)化后，A機組調(diào)整負荷，由于負荷產(chǎn)生的利潤差為：4001248-3601941=399307元。若考慮經(jīng)濟補償，即在情景二模式下對B機組進行一部分補償，根據(jù)補償原則分配后，則總的利潤為：151540.225+399307-414845.225=136002元若對B機組不進行補償，則總的效益為：151540.225+399307=550847.225元。5.3案例二經(jīng)濟補償分析案例二分析了春季典型日的日負荷曲線，根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)內(nèi)的調(diào)峰機制，我們分別擬定了兩種模式的調(diào)峰。情景模式一下，所有機組參與了調(diào)峰調(diào)負荷的任務(wù)，根據(jù)電廠總體利潤，我們分別對日負荷曲線中的各個數(shù)據(jù)點進行利潤計算，最終得到總的利潤為：34859760元。情景模式二下將機組分成了三種類型，將各點的利潤算出后我們得到調(diào)整后的總利潤為：38055966元。我們將各數(shù)據(jù)時間點利潤用線性圖表示，如圖10所示。圖10電廠利潤對比圖通過對比可以看出經(jīng)過優(yōu)化后，利潤增加了3196206元。在該春季典型日負荷曲線中，對于我們劃分的三種不同的機組，調(diào)停備用機組中,機組容量≤300MW的機組只有陡河發(fā)電廠2×250MW的機組和秦皇島發(fā)電公司2×250MW的機組參與了調(diào)峰，其他電廠在該典型日并未參與運行，故對于未參與運行的機組根據(jù)補償條件進行適當(dāng)補償。一天中運行的所有機組由于調(diào)峰調(diào)負荷損失的利潤為：3016695.53元，對其進行補償后，仍可以節(jié)省資金為：3196206-3016695.53=179510.47元。6合理分配電網(wǎng)機組負荷，降低平均煤耗的措施及發(fā)展方向經(jīng)濟的迅速發(fā)展，帶動了人們物質(zhì)生活的提高，同時也帶來了能源與環(huán)境問題。當(dāng)前的能源動力行業(yè)是能源消費的主要產(chǎn)業(yè)，近幾年在節(jié)能減排方面已經(jīng)做了很多工作，早在2007年8月經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，國家發(fā)改委、環(huán)?？偩?、電監(jiān)會、能源辦就聯(lián)合下發(fā)了《節(jié)能發(fā)電調(diào)度方法（試行）》，明確規(guī)定，在保證電力安全的前提下，應(yīng)優(yōu)先調(diào)度能耗較低的電力資源，以最大限度的減少能源消耗和污染物排放。但在具體政策實施、電源建設(shè)、經(jīng)濟補償方面以及各個電廠中的各個環(huán)節(jié)在節(jié)能降耗和環(huán)境保護方面仍存在不少問題，因此，如何發(fā)揮和利用現(xiàn)有的電廠設(shè)備，確定有利于全方位節(jié)能減排的發(fā)電模式，科學(xué)合理的規(guī)劃未來電源建設(shè)和發(fā)電經(jīng)濟性、安全性和可靠性，將成為促進能源動力行業(yè)發(fā)展的重要因素。為此，小組對發(fā)電體制的發(fā)展方向提出以下幾點建議：6.1統(tǒng)籌規(guī)劃各類型電廠的投資建設(shè)電源規(guī)劃是在保證電力系統(tǒng)安全可靠運行的情況下以滿足全社會日益增長的電力需求為目的。為適應(yīng)我國自身的能源特點，同時符合我國電力體制改革的新形勢，保證社會上電能的供需平衡，需要協(xié)調(diào)各類電源的規(guī)劃，在滿足電力增長需求的同時，應(yīng)按照當(dāng)前節(jié)能減排，大力發(fā)展清潔能源的政策，多建設(shè)低耗能、高產(chǎn)能的可再生清潔能源電廠，同時增大對可再生能源技術(shù)的研究開發(fā)投資，使小火電及自備電廠自動退出歷史舞臺。在同類電廠建設(shè)上，應(yīng)遵循相同容量機組，選擇能耗低機組建設(shè)，根據(jù)具體的地理位置，選擇最為節(jié)能環(huán)保的電源建設(shè)。6.2切實做好按能耗來分配發(fā)電量在保障電力可靠供應(yīng)的前提下，按照節(jié)能、經(jīng)濟的原則，優(yōu)先調(diào)度煤耗較低、效率高、經(jīng)濟性好的機組，按機組能耗和污染物排放水平由低到高排序，依次調(diào)用發(fā)電，最大限度地減少能源、資源消耗和污染物排放。在確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和連續(xù)供電的前提下，以節(jié)能、環(huán)保為目標(biāo)，通過對各類發(fā)電機組按能耗和污染物排放水平排序，以分省排序、區(qū)域內(nèi)優(yōu)化、區(qū)域間協(xié)調(diào)的方式，實施優(yōu)化調(diào)度，努力做到單位電能生產(chǎn)中能耗和污染物排放最少。同類型火力發(fā)電機組按照能耗水平由低到高排序，節(jié)能優(yōu)先；能耗水平相同時，按照污染物排放水平由低到高排序。機組運行能耗水平從依照設(shè)備制造廠商提供的機組能耗參數(shù)逐步向按照實測數(shù)值排序過渡，對因環(huán)保和節(jié)水設(shè)施運行等引起的煤耗實測數(shù)值變化做及時監(jiān)測，以便隨時跟蹤能耗及污染物排放水平制定優(yōu)化節(jié)能減排調(diào)度辦法。6.3各電廠做好各個環(huán)節(jié)的節(jié)能工作對于新建電廠和改擴建項目，按照相關(guān)政策和技術(shù)要求，采取新技術(shù)和節(jié)能減排措施，從設(shè)備投產(chǎn)就保證實現(xiàn)高效率、低能耗。電廠內(nèi)部優(yōu)化運行方式、優(yōu)化電量結(jié)構(gòu)。盡量讓高參數(shù)、低能耗、低污染的大機組多發(fā)電，而低參數(shù)、高能耗、高排放的小機組少發(fā)或者不發(fā)電。加大發(fā)電機組技術(shù)改造及降低設(shè)備用電率，主機如提高鍋爐燃燒效率，汽輪機流通部分節(jié)能增容改造、發(fā)電機增容等，輔機改造如抽氣系統(tǒng)改造、凝汽器改造、鍋爐空氣預(yù)熱器密封裝置等。通過改造，使機組在最優(yōu)的情況下運行，從而使機組的各項指標(biāo)向先進機組的指標(biāo)靠近。研