广东省蓄能分时电价政策现状分析及改进建议

2012-09-13文娟,文婷

制冷 2012年2期

文娟,文婷

(1.广东省节能监察中心,广州510030;2.广东天联电力设计有限公司,广州510030)

大力推进蓄冷项目是一项十分有效的移峰填谷的措施,也是电力需求侧管理的重要举措之一。广东省夏季空调用电负荷超过全社会用电量35%[1],且主要用冷时段基本上处于全省用电高峰时段,全省统调口径最大用电峰谷差逐年增加,推广蓄冷空调项目将是广东省进行电网调峰的有效手段。然而广东省目前除深圳市外,尚未出台专门针对蓄冷项目的电价,且峰谷电价仅限于大工业用电,峰谷电价差也不够大,从而制约了广东省蓄冷项目的推广。为了在广东省大力推广蓄冷项目,有必要对广东省现行电价政策进行分析并提出改进建议。

1 广东省推广蓄冷空调的必要性及推广情况

1.1 推广蓄冷空调的必要性

近年来广东省电力供需矛盾日益加剧,统调负荷逐年提高,导致拉电、错峰限电次数频繁,2011年统调最高负荷达7474.6万kW,最大错峰负荷达740万kWh。并且全省统调口径最大用电峰谷差在不断加大,平均统调平均峰谷差从2005年的876.4kW逐年上升到2011年的2093.1 kW,最大峰谷差已达到最大用电负荷的40%*1。2011年,广东省的发电总装机容量为7641.98kW,而夜间用电负荷仅约为4000万kW,夜间大部分机组的发电负荷率仅为额定负荷的52.3%,因此白天缺电,而夜间机组低负荷发电的现象十分明显,造成很大的能源浪费。据有关研究显示,当发电机组在50%额定负荷运行时,厂用电率大约是额定负荷下的1.55倍[2]。基于广东省的用电状况,仅依靠不断新建电厂来满足全省用电需求是不可持续的,必须要进行电网调峰,这也是电力需求侧管理的一项十分有效的措施。

电网的调峰可以通过建调峰电站和电力需求侧管理两种方法来解决[3]。蓄冷空调技术是电力需求侧管理的最重要的技术手段。目前通过采用蓄冷空调技术调峰的投资还不到建调峰电站的三分之一[4]。并且蓄冰空调工程还有建设周期短、无需另建电网、无需增加运行管理费用的优点。因此,大规模推广蓄能 (蓄冰、蓄水、蓄热等)项目,能以较低成本从而起到均衡电网用电负荷,改善电网负载因素,提高大容量基本负荷发电机组的利用率,减少新建或缓建新电厂,改善电力建设的投资效益等作用。

1.2 进行广东省蓄冷电价研究的必要性

至2010年3月,全国已有建成投入运行和正在施工的工程794项,其中广东省推广蓄冷项目数量为96个,居于全国第四位,但广东的蓄冷项目中有66个蓄冷项目 (约69%)位于深圳市[5],这与深圳市出台了蓄冷电价有直接的关系。江苏、北京、浙江、上海等地有着比较优惠的峰谷电价或专门的蓄冷电价*2,因此推广的蓄冷项目数量也居于全国前列。

广东省目前峰谷电价仅局限于工业,虽然部分地市出台了一些针对蓄冰项目的试点电价,但适用范围太窄,很多商业建筑无法享受峰谷电价优惠,加上峰谷电价差不够明显,因此吸引力不够。同时,一些用户实际用冷需求特性与用户所在地区所实行的分时电价的时段划分不太匹配,导致用户所蓄冷量很大部分释放于平段,因而投资回报期较长,用户投资蓄冷空调的积极性不高。

2 广东省分时电价政策现状

2.1 广东省峰谷电价政策 (除深圳外)

广东省从2003年4月1日起,开始实施大工业峰谷电价,对全省受电变压器总容量在315kV以上的大工业用户,统一实行峰谷电价 (深圳除外),现行峰谷电价的峰平谷的电度电价比价为1.65∶1∶0.5,并把全省地市划分为两组分别划分峰平谷时段*3。

广州市目前工业峰谷电价,0∶00-8∶00为谷段,14∶00-17∶00 以及 19∶00-22∶00 为高峰时段,其余为平段。

2.2 深圳市峰谷电价及蓄冷电价

深圳市现行峰平谷时段划分如下:高峰时段(9∶00-11∶30、14∶00-16∶30、19∶00-21∶00)、低谷时段 (23∶00-次日7∶00),其余为平段。峰平谷电价的比价约为:1.26∶1∶0.52。2004年,深圳于2009年正式实行蓄冷电价,目前蓄冷空调谷期电度电价为0.2788元/kWh*4。以受电变压器容量为101至3000kVA,每月每千伏安用电量在250kWh及以下的大工业为例,高峰期电价为1.1124元,则峰谷电价比约为3.99∶1。因此相对深圳目前的峰谷电价以及广东省其他地区的峰谷电价而言,深圳市蓄冷项目的谷期电价有了明显优惠。并且深圳市经过验收的蓄冷项目可以申请深圳市的节能补贴。这也就使得蓄冷项目在深圳地区得到了极大的推广,从而使得深圳成为广东省推广蓄冷项目最多的地级市。

2.3 广东省试点蓄冷电价政策

广东省除深圳地区外,尚未在全省实行蓄冷电价政策,但近几年来,陆续同意在珠江新城、广州大学城以及中山益华城市广场几个点实行蓄冷试点电价。其中珠江新城及广州大学城从蓄冷电价标准含各类基金及附加费后为每kWh为0.3元*5。中山市益华城市广场冰蓄冷空调系统峰谷电价,峰平谷比价为1.65∶1∶0.4*6。几个试点项目的蓄冷电价的适用时间为每天00∶00-8∶00,其它时段按用电户的规定电价执行。

3 不同电价政策对蓄冷项目回收期的影响分析

为了分析不同电价政策下对蓄冷空调改造项目投资回收期的影响,现以某通信电子公司为例,对其在7种不同电价下的空调运行成本进行比较。其工程概况如下:空调用冷主要用于厂房、办公楼空调用冷,夏季的尖峰冷负荷为2470kW(702RT)。现有特灵300L制冷量为924kW的制冷主机4台。全年空调使用时间为300天,其中100%负荷日为80天,70%负荷日为150天,50%负荷日为70天。设计日逐时负荷如图1所示。

图1 某通信电子公司设计日逐时冷负荷

根据该用户的用冷特性,结合广州市大工业峰谷电价,考虑采用将其中三台主机改造成双工况主机,夜间8小时全部用户制冰,白天尽量将所需冷量释放于峰段,剩余冷量在平段释放。

7种不同电价分别命名为方案1～7。其中方案1采用广州电价,方案2采用深圳电价比价,方案3～5峰谷比价均为5∶1,方案6采用佛山电价。方案7为典型的商业建筑用冷模式,0∶00-8∶00冷负荷为0,其余时段冷负荷与方案1一致。各方案详细电价见表1。在不同方案下的投资回收期见表2。方案1～5的运行策略相同 (其中方案7运行策略与方案1～5的运行策略区别在于0∶0-8∶00时段基载主机负荷为0),见图2～图4。方案2峰谷时段划分与其他方案有区别,因此运行策略也有所不同,见图5～图7。

表1 各方案电价表[8,9]

表2 几种电价方案下投资回收期的对比

从以上图表所显示的数据可得出以下结论:

(1)从方案2及方案3可看出,对于一般的蓄冷项目,当峰谷比价达到4∶1,峰谷电价差值达到0.84元左右;或当峰谷差达到1∶5时,峰谷电价差达到0.82左右,其投资回收期在5年左右,则蓄冷项目比较有吸引力。

(2)对比方案3、4、5,同样的峰谷比价下峰段与谷段之间电价差的绝对值越大,则回收期越短。若实行专门针对蓄冷项目的蓄冷电价,则在各种电价方案下节省的电费都应以方案1电价下的常规空调电费为基准,此时投资回收期是随着低谷电价的绝对值的增加而增加。

(3)对比方案1与方案5,可见:当保持平段和低谷电价不变,仅以提高峰期电价来拉大峰谷差价,会导致电力用户的空调电费增加。尽管在方案5下进行蓄冷改造比方案1下的投资回收期明显缩短,但若将方案1作为一个地区的旧电价,方案5作为新电价,则新电价下空调费用明显增加,节省的电费若以旧电价下的常规空调费用为比较基准,其投资回收期反而增加。这就有损电力用户的利益,用户当然情愿选择旧电价而不是峰谷差更大的新电价。因此在确定峰谷电价时,应当充分考虑电力用户的利益,适当降低谷段的电价。

(4)从方案1及方案6的对比可以看出,在同样的冷负荷需求,同样的改造方案下,由于电价高峰时段的不同而使得空调系统的运行策略发生改变,最后运行费用也有所区别。由于方案6处于电力高峰时段的冷负荷量比方案1的要少,也就是说在处于70%的负荷状况下,方案1有34.2%蓄冷量释放于平段,而方案6则有39.7%,即方案6有更多的冷负荷是释放在平段而不是峰段,因此运行费用比方案1多,投资回收期更长。

(5)对比方案7与方案1,可见:若为商业建筑,则夜间逐时冷负荷几乎为0,夜间无需开启基载主机,在同样电价下投资回收期也将缩短,说明商业建筑更适合应用蓄冷技术。

目前纳入广东省级监管的商贸酒店企业总营业面积超过300万平方米*7,按照每平方约200W的冷负荷估算[6],则以上商贸酒店的制冷主机至少需要18万kW的输入功率。一般而言,蓄冷空调至少可以转移10%～20%的高峰负荷。假如这些酒店全部采用蓄冷空调,则可以达到转移1.8～3.6万kW的高峰负荷。若拓展至全省的三星级酒店及餐厅、办公楼等,将产生巨大的规模效益。

4 完善广东省蓄冷电价的建议

4.1 进一步拉大峰谷电价差

为进一步缩短蓄冷改造回收期,扩大吸引力,应进一步提高峰谷电价比。建议将峰谷电价比拉至4∶1以上,峰谷电价差值应达到0.84元左右。同时,在拉大峰谷差价时,不能仅抬高峰期电价,而应适当降低谷期电价。

4.2 进一步扩大峰谷电价实施范围

由于商业领域更适合采用蓄冷 (热)技术,加上广东商业空调蓄冷改造潜力大,因此建议将峰谷电价首先扩展至商业用电领域。在可行的情况下,峰谷电价可拓展至居民用电。

4.3 出台针对蓄能 (冷或热)项目的专门电价

若商业峰谷电价的推行存在难度,或者推行的峰谷电价的峰谷差还不具有足够吸引力,则考虑出台专门针对蓄能项目的蓄能电价。蓄能电价的峰谷差应较现行的大工业的峰谷电价更明显,蓄冷时段的电价应较通常的峰谷电价的低谷电价更为优惠。建议低谷时段用电的电价要比相应用电容量的普通工业峰谷电价的低谷时段电价再降低至少5分钱。比如说广州市目前的大工业的谷期电价电度电价为0.3422元,则建议蓄冷电价的低谷时段电价应在0.29元以下。

4.4 时段划分需综合考虑实际负荷与用户侧用冷需求特性

为解决峰谷电价时段与用户的冷负荷高峰不相匹配的问题,建议:

(1)峰谷电价时段的划分需充分考虑到全省负荷曲线,同时也兼顾用户侧的用冷需求特性曲线;

(2)若全省实行蓄冷电价,对于不同类型的建筑物,在划分电价峰谷时段时可适当考虑其用冷特性,比如商业用户将其一个电价高峰时段置于下班后的某时段,如19∶00-21∶00,而工业用户或普通办公楼的高峰时段置于中午时段;

(3)若可行,在每年的蓄冷峰谷电价时段的划分可以给予前一年全省的用电负荷曲线进行重新划分,并提前通知各蓄冷用户在当年的用电高峰时段放冷。

4.5 制定更多有关蓄冷项目的鼓励政策

假如蓄冷电价峰谷比价不够大,也可考虑出台相应的鼓励政策,对验收合格的蓄冷项目进行相应的奖励或补贴。同时,由于蓄冷空调的绝对耗能量往往会大于常规空调,可能会影响到企业的节能目标完成,目前也无法获得国家节能相关政策的支持和鼓励。为了进一步鼓励蓄能技术的推广,建议在对进行了蓄冷改造的企业进行节能考核时,对蓄冷项目耗能考核进行合理折算,并将电力移峰量作为节能减排效果的评价指标之一。