嘉酒地区电力综合资源规划研究应用
2012-02-14王爱玲乔婉玲
王爱玲,乔婉玲
(1.甘肃省嘉峪关、酒泉供电公司,甘肃 酒泉735000;2.甘肃兰州供电公司,甘肃 兰州730050)
如果电力规划只是简单地以经济增长和社会需求来确定,而忽视供给的约束,认为只要有需求就必然有供给,那么能源将难以为继。据中国工程院专家预测:即使我们再建60多个大亚湾核电站,10个三峡水电站,把全国2.6亿k W的可经济开发的水电资源都开发完毕,也不可能达到目前发达国家人均装机水平。因此只有改变单纯依靠增加能源供应来满足需求增长的传统思维模式,以最经济的方式和最好的社会效益开展能源服务,建立节约型社会,才能实现合理控制能源消费总量和能源可持续发展。
1 电力综合资源规划
综合资源规划(IRP)方法是将供应侧和需求侧各种形式的资源作为一个整体进行的资源规划方法,它的思路是除供应侧资源外,把需求侧减少电量消耗和降低电力需求视为一种资源同时参与电力规划,对供电方案和节电方案进行成本效益分析,经过优选组合形成对社会、电力公司、用户等各方受益,成本最低,又能满足同样能源服务的综合规划方案,旨在通过需求侧管理更合理有效地利用能源资源、控制环境质量、减少电力建设投资、降低电网运营支出、为需求侧最低成本的进行能源服务。
传统的电网规划是以负荷预测为基础,自下而上和自上而下分级规划体制,上级规划指导下级规划,下级规划又是上级规划的基础。而下级规划往往又是跟着项目走,其规划方法是单一的,规划以给电力用户提供优质高效电力能源为重点。规划编制过程是规划理论、电力系统技术与电力系统结合和电网发展的过程。
电力综合资源规划方法,首先改变了电力规划中传统的资源观念,把节电也作为一种资源纳入了电力规划。它克服了传统电力规划只注重电源开发、忽视终端用电的倾向。不是把电源开发规划与节电规划分开进行、把节电规划作为附属于电源开发规划的一个辅助性规划,而是把节电规划与电源开发融为一体,把节电资源与供电资源置于同等地位参与优选竞争,达到合理配置资源的目的。该方法改变了传统动力规划在节电方面的模糊性,把终端节电的实施作为一个重要的规划领域,它克服了重节能规划轻节能实施,规划与实施脱节的倾向。在传统的电力规划中,节能的落脚点通常是在行业或部门的产品单耗上,增加了节能的不确定性,给实施带来了困难。综合资源规划把节能的落脚点放置在终端的具体用能设备上,便于通过需求侧管理采取有针对性且易于操作的推动政策和技术措施,使节能规划容易付诸实施。
目前,世界上有30多个国家已经成功应用了综合资源规划,对资源的优化配置及其管理方式产生了变革性影响,引导电力工业走可持续发展的轨道。有关专家分析,如果有效实施电力需求侧管理,到2020年,我国可减少1亿千瓦左右的装机,相当于5个多三峡工程,可以节约7 000亿元的投资。
2 我国电力综合资源规划现状
我国在1992年开始引入综合资源规划的概念,并相继在深圳、上海、华北、辽宁、广东、大庆等各省市以及大庆和胜利油田、上海石化等企业建立了示范工程。电力综合资源规划技术在实践中不断完善和发展。但2002年厂、网分离后,电力综合资源规划为电网公司和发电企业独立的规划,电力综合资源规划不能在同一整体基础上进行研究实施,一定程度上影响了其研究进程。然而面对不断升级的能源及环境压力,我国也逐步建立了综合资源规划框架,国家先后颁布了《国家节能减排政策》、《可再生能源发展“十一五”规划》、《国务院关于加强节能工作决定实施意见》、《合同能源管理项目扶持办法》、《节能减排综合性工作方案》等需求侧管理政策,政府部门及国家电网公司也出台一系列的激励政策和管理措施,切实把需求侧管理作为节能减排的有效工具。
智能电网的本质就是能源替代和兼容利用,它需要建立在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上,覆盖包括从需求侧设施到广泛分散的分布式发电再到电力市场的整个电力系统及相关环节,促进电力流、信息流、业务流高度融合统一。
电力综合能源规划作为智能电网建设的重点环节,其项目的推进对智能电网建设的实现具有举足轻重的作用,而智能电网环境下推进的先进的信息、计量、通信、控制等手段,使电网具备坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化的新特点,对电力综合能源规划也起到了极大的推动作用。主要体现在为电力综合能源规划提供先进的技术支持和技术保障;提供双向互动的机制支持,引导电力客户主动参与电力市场竞争,实现有效需求侧响应;提供政策及资金支持等方面。
3 嘉酒地区电力综合能源规划研究应用
嘉峪关、酒泉地区位于河西走廊西端,不仅是西北粮仓和旅游地,更是西北钢铁、卫星发射、空军试验训练、中核四零四军工、玉门石油以及新能源产业等大型国企生产生活基地。在国家西部大开发及持续的扶持西部政策下,嘉酒地区综合实力快速提升,城市面貌日新月异,被誉为“中国西部名城”、“中国特色魅力城市200强”、“国家卫生城市”和“小康城市”。
目前的“十二五”是地区经济实现工业转型、跨越式发展的重要时期。“十二五”时期,两市规划建设各类项目1 000余项,预计总投资规模达6 000亿元,为全市实现跨越式发展提供了强有力的支撑。地区经济发展环境及前景良好。
3.1 嘉酒地区电力供应侧发展分析
根据政府“十二五”规划,“十二五”末嘉、酒地区新装机达21 000 MW。保守预计年新增发电量达670亿千瓦时。“十二五”末装机达到23 683 MW,是“十一五”末的8.83倍。
3.2 地区需求侧发展及用电分析
嘉酒地区锰、铁、铜矿等金属矿产资源以及风、光自然资源极为丰富,市政府在稳步实施电解铝、气冶联产直接还原铁、煤电高载能产业等项目外,还将进一步加快新能源装备制造和资源综合利用建设步伐。建设布局风光电装备制造产业集群,实现装备制造产业化、本土化、集约化、专业化。
地区需求侧用电特点是,工业用电所占全社会用电量比重达70%以上,且新增负荷主要集中在工业园负荷、酒钢东兴电解铝负荷、矿山开采区负荷及电气化铁路负荷。由于地区电力较为充足,工业电量中高载能电量比重很高。
地区经济的发展为嘉酒电网快速发展带来商机。根据嘉酒电网“十二五”规划,“十二五”期间,地区售电年均增长速度超过68%,2015年末达到400亿千瓦时,是“十一五”末的4.45倍。
3.3 嘉酒地区实施综合资源规划的可行性
(1)嘉酒地区拥有七个工业园区、开发区,是新增负荷集中地,工业园区的部分基础设施较好,但园区的优势没有得到充分发挥。园区内企业聚集有利于各种资源集成、实现基础设施、物流设施、信息服务设施共享;有利于实施能源管理服务,实现集中供热、以热定电、热电联产、热电冷联产和能量的梯级利用,利用储热、储能设备进行避峰调荷。还可以挖掘用户侧大量的可中断荷、减少不合理的电力消耗等等措施,来提高客户终端用电效率。也便于建立分布式发电设备,不仅消耗电能,也可以向电网提供电能,参与电网的运行,以维持电网频率、电压的稳定。积极建设生态工业园区,对于在全地区范围内推进资源优化组合有重要的意义。
(2)两市政府高度重视分布式电源建设,已将分布式电源建设列入“十二五”经济发展规划中。进一步促进了大电网与分布式发电相结合的微网运行的早日实现。分布式发电和微网也是智能电网建设的重要组成部分,是节省投资、降低能耗、提高电网可靠性和灵活性的主要方式。发展分布式电源系统将是未来生态工业园区及智能生活小区电力供应的主要力量。
(3)智能电网为分布式电源的实现提供技术支持。新能源的不断发展以及电网改造的迫切需要,地区智能电网建设志在必行。目前嘉酒智能电网调度技术、用电环节的用电信息采集系统和计量远方采集系统均在进一步的完善中。输电、变电和配电环节的输电线路状态监测中心试点工程、智能变电站试点工程和配电自动化试点工程,均在规划建设中,为地区实施综合资源规划提供了技术保障。
(4)嘉酒地区光能、风能资源丰富,全年日照数超过3 033 h,年太阳能辐射总量大于145千卡/c m2,全年可输出风力为45.7D2马力/小时。如使用太阳能照明技术,1 000个太阳能路灯每年可节约电量超过600万千瓦时,减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放量分别超过5 982吨、180吨、90吨,可有效缓解用电压力、减低污染气体排放。利用太阳能光伏电池实现小区微网建设,还可通过光伏并网逆变器并入电网向电网输电。目前嘉酒地区许多小区和路段已经普及了太阳能路灯照明,距离建成生态职能生活园区又近了一步。
(5)电动汽车是分散式储能单元,是电网削峰填谷,提高电网接纳可再生能源发电功率能力,提高电网运行效率的重要手段之一。目前嘉酒两市已建成电动汽车充电桩12台,据电网“十二五”规划,两市还将建成20台。可基本达到覆盖全市,为电动汽车商业化运营做好了充电设施基础工作。
3.4 当前综合资源规划实施的障碍分析
(1)综合能源规划的实施过程,需要政府搭建一个协调各方的平台,明确相关部门职责,确立发展目标,确定专项资金渠道,对供电方案和节电方案进行成本效益分析和利益分配,监督执行情况。完善地区节电相关政策规章,且在财政、税收、价格方面予以倾斜。
(2)由于嘉酒地区电力供大于求,供电环境相对宽松,因此电网企业缺少鼓励用户节约用电的手段和积极性。在用户方面,节电的利益还不足以使他们愿意承担更多的节电投入。需要建立适当的价格激励和分配机制,鼓励电网企业进行节电投入和用户参与电网运行、承担电网企业由于节电而减少的部分损失。
(3)缺少有针对性的电网与用户之间“双向通信”智能网络支持,综合资源规划应充分发挥智能网络为电网服务,建立在线监测系统管理服务,使电网与客户终端信息互动,为用户节能提供信息支撑。
4 结束语
作为能源行业重要组成部分的国家电网公司,其职能包含了需求侧管理和电网规划两项工作。在电力供应侧方面,鼓励发展清洁能源,采取各种新技术、新工艺、减少污染排放;在电力需求侧方面,通过经济手段、技术手段、行政手段、法规等,将需求侧减少电量消耗和降低电力需求视为一种资源同时参与电力规划,对供电方案和节电方案进行成本效益分析,势必满足控制能源消费总量,节能减排、减少有害排放的要求。
有分析研究表明,节约1k Wh电能或者1 k W发电容量的投资,是发1 k Wh电或者1 K W装机造价的1/10~1/2。这个数字是可信的,它给出的经济效益是诱人的,这里还没有考虑环境减排效益和其他社会效益。
不要因为嘉酒地区电力供应相对富裕,就忽视了对综合能源的规划管理。只要适时消除综合资源规划实施障碍,嘉酒地区实施综合资源规划是可行的。
[1] 丁毓山.电力营销管理手册(第二版)[M].北京:中国电力出版社,2009.
[2] 谢传胜,侯文甜.智能电网环境下的综合资源规划研究[J].中国电力教育,2010,(18):79-80.