新疆与西北联网后电力交易及转运网损补偿机制研究

2010-09-03刘瑞丰

电网与清洁能源 2010年11期

刘瑞丰

（西北电网有限公司,西安710048）

0 引言

新疆是能源资源富集区，煤炭、水能、风能蕴藏量在全国均居前列。新疆煤炭价格处于全国最低水平，火电发电成本低，竞争优势明显。新疆哈密地区是我国规划建设的七个千万千瓦级风电基地之一，近年来风电发展迅速。新疆电网冬季枯水期、供热期、供暖期调峰困难，为避免和减少弃风，必须实现新疆火电、风电打捆外送[1]。

新疆电网是西北送端统一互联电网的组成部分。新疆与西北联网工程是西北电网重要的省际联络线，将促进西北区域电力资源优化配置，发挥西北送端电力市场功能[2-4]。在新疆特高压直流外送通道建成之前，该工程是新疆电网参与西北电网跨区、跨省交易的唯一输电通道，将承担新疆电力送出的重要任务。

现阶段，新疆电力送出只能通过河西750 kV输电线路，通道唯一，交易流向路径清晰，产生的转运损耗需要补偿。甘肃、新疆风电出力特性的互补性不强，存在相互制约的可能。

1 西北电网跨区、跨省交易现状

1.1 西北电网跨区交易现状

目前，西北电网通过灵宝直流背靠背、德宝±500 kV直流工程[5]与华中电网互联，实现水火互济、丰枯互补。西北送端电力市场采取“电量库”运营机制，组织西北电网内部不同省（区）、不同类型电源、不同成本电价、不同负荷特性的电能，统一打捆后外送[6-7]。

按照送端“电量库”运营规则，年度跨区交易计划的60%由陕西、甘肃、青海、宁夏电力公司，按照与所承担的跨区通道容量费同比例的原则，自愿申报认购；其余40%由西北电网公司面向网内单机容量20万kW及以上的常规统调燃煤发电机组以集中交易落实。

1.2 西北电网跨省交易现状

目前，西北电网跨省交易的主要特征是余缺调剂，规模偏小，市场不稳定，以黄河富余水电跨省消纳、青海冬季购电为主，以短期、临时交易为辅。具体数据见表1。

表1 2007—2009年跨省交易数据亿kW·h

1）围绕黄河梯级水库优化调度和综合利用，以及青海季节性、结构性缺电，形成了跨省交易的基本格局。

2）西北五省（区）电煤价格，火电变动成本、标杆上网电价差异明显。新疆上网电价最低，宁夏、甘肃、青海次低，陕西最高。电力商品具有从低价区向高价区流动的属性，高价区具有优化购电结构、降低购电成本的自然驱动力[8]。五省（区）成本及标杆电价见图1。

图1 五省（区）火电变动成本及标杆电价

3）西北电网发电装机“西水东火”，负荷特性差异较大。冬季极端恶劣天气对电煤生产、运输影响较大。冬季、夏季高峰负荷期间，局部性、时段性的电力供需紧张是跨省交易的机遇。

2 新疆电网参与西北电网跨区、跨省交易的目标市场

2.1 跨区交易目标市场分析

2.1.1 新疆电力外送华中

1）新疆境内发电企业参与西北区域交易平台组织的集中挂牌、集中竞价交易，具备获得市场份额的机会。然而目前，新疆境内20万kW以上火电机组容量为306万kW，而其他四省（区）达到3 000万kW以上，新疆电网并不占优。

2）在年度交易计划以外，若灵宝、德宝通道具有增量，新疆可以参与短期、临时交易方式外送华中。

新疆参与西北送华中年度交易存在以下问题和压力：

1）西北送华中交易年度认购比例为陕西、甘肃、青海、宁夏公司承担的跨区工程的输电容量费比例。新疆参与年度认购将对现有利益格局有一定影响。

2）西电东送断面（陕西、甘肃断面）动态稳定限额为260万kW，而西北送华中满容量411万kW。大量安排新疆电力外送华中将挤占断面输送能力。

总的来看，新疆电力外送华中的不确定性大，不能满足大规模送出要求。

2.1.2 新疆电力外送山东

2011年，西北电网将通过宁东至山东±660 kV直流输电示范工程向山东电网送电400万kW，电量效益200亿kW·h以上。该通道将成为西北电网“水火风”打捆外送的主要载体。现阶段，适当安排新疆火电、风电打捆外送山东，技术、经济上可行，优势明显。

1）有利于缓解新疆电网冬季运行压力。安排新疆电网火电、风电打捆外送，有利于减少新疆冬季期间电网调峰运行压力，避免和减少风电弃风。

2）有利于减轻陕甘断面功率交换压力。甘肃、宁夏断面输送能力在330万～500万kW，完全能够满足青海、甘肃和新疆电力转送需求。

3）有利于实现风电的跨区大范围消纳，提高西北外送电能的品质。按照规划，该通道青海水电和宁夏火电按照1：1的比例打捆外送。目前，新疆风电、火电打捆可替代部分青海水电空间。

2.2 跨省交易目标市场分析

西北电网跨省交易难以满足新疆电力较大规模送出的要求。

1）青海高耗能用电占80%以上，受国家宏观政策、原料价格、产品价格波动影响，跨省购电市场不确定性大。

2）西北各省（区）电源装机富余，火电利用小时数持续走低，火电企业生产经营困难。高价区的陕西适当购入一定的风火打捆电量，才能免除地方政府、省内发电企业的制约。

3）只有新疆电力外送价格维持在合理水平，才能具有较强的竞争优势。

因此，现阶段，新疆电力送出的目标市场应以跨区交易为主，以跨省交易为辅；而在跨区交易中，应以参与西北送山东为主，送华中交易为辅；同时，应以火电、风电打捆为主要形式。

3 新疆参与跨区、跨省交易转运网损补偿方案

3.1 现行转运网损补偿机制

西北电网跨区、跨省电能交易的转运是指电能交易的输送功率穿越购、售电双方之外的其他电网，转运网损是指转运的电能在转运电网产生的损耗。

目前，西北电网跨区、跨省交易转运网损以前3年330 kV及以上电网的平均网损率为基础确定。送出省（区）交易电量与转运省（区）网损率相乘，即可确定转运省（区）的网损补偿电量[9]。

按照地理连接关系，在新疆与西北联网、宁东通道投运前，西北电网跨区交易的转运方为甘肃、陕西，跨省交易的转运方为甘肃。以青海电网为例，外送华中时，将穿越甘肃、陕西330 kV及以上主网，外送山东时，将穿越甘肃、宁夏330 kV及以上主网，其示意见图2。

图2 青海电网跨区外送转运示例图

现行的转运网损补偿机制是建立在新疆联网前西北四省（区）互联电网的形态、特征基础上的。西北四省（区）互联电网在750、330 kV等电压等级上均互联，电气联系紧密，潮流交换复杂，发用电中心集中。所以，外送省（区）交易电量流经的输电元件难以界定，只能将转运省电网视作一个系统，以330 kV以上电网的网损率作为转运网损补偿标准，简化处理，增强可操作性。

3.2 新疆参与跨区、跨省交易转运网损补偿方案

新疆电网与西北电网联网后，电网形态、特征发生了变化。

1）新疆电网为750 kV（220 kV）电网，西北主网为750 kV（330 kV）电网，在750 kV的下一个电压等级没有电气联系。新疆送出电力从750 kV武胜变注入西北主网前，相应的转运线损电量容易计算。

2）甘肃河西750 kV电网的输电距离长，新疆送出交易电量使用的输电通道路径清晰，可以准确界定，在经济上对转运省予以适当弥补是合理的。

基于上述变化，提出3种补偿方案。

方案一：750 kV哈密—敦煌—酒泉—金昌—武胜交流输电线路的线损率单独核算，适当考虑新疆电力送出对该通道的使用率后，确定新疆应承担的通道线损率，以此折算相应的输电损耗价格，并由交易购电方承担。确定新疆对通道的使用率有2种可选方式。

1）按照稳定计算，联网工程预留新疆送出功率100万kW，河西向西北主网送出功率为330 kW，按上述功率的比值确定。

2）按照联络线交换电量计算，新疆、甘肃联络线，河西与甘肃主网断面的交换电量均已知，按照上述比值确定。

新疆送出交易电量通过750 kV武胜变电站注入甘肃主网后，对于甘肃主网、其他转运省（区）电网，按照现行转运网损补偿机制进行电量补偿。目前河西电网750 kV线路没有实际运行数据，可计算理论线损率确定。上述方案见图3。

图3 方案一对应的转运示意图

方案二：将甘肃电网分成2个部分，即河西电网、甘肃主网。河西330 kV千伏以上电网的网损率单独核算，并折算相应的输电损耗价格。新疆送出电量通过750 kV武胜变电站注入主网后，对于甘肃主网、其他转运省（区）电网，按照现行转运网损补偿机制进行电量补偿。目前，可暂以河西330 kV电网网损率统计数据为依据，折算相应的输电损耗价格。方案二对应的运转示意图如图4所示。

图4 方案二对应的转运示意图

方案三：甘肃电网划分同方案二。河西330 kV以上电网、甘肃330 kV以上主电网的网损率均单独核算。上述网损率叠加后，形成整个甘肃电网的转运网损率。对应的转运损耗由新疆电力公司承担，并以电量形式补偿。对于其他转运省（区），按照现行机制补偿转运网损电量。目前，可暂以河西330 kV电网网损率统计数据为补偿标准。

上述方案一最能体现新疆与西北联网后，电网形态、特征发生的变化，最适合转运网损补偿的新特点，并将元件补偿和系统补偿紧密结合，应作为推荐方案。在方案一对应的河西750 kV线路运转输电损耗价格批复之前，方案二、方案三均可作为过渡方案。