浅谈电力体制改革下输电网的扩展与优化

张榕

摘 要：随着电力体制改革的不断推进，输电网作为电力生产中的重要一环面对着新的机遇与挑战。基于新形势下，输电网如何及时适应电力体制改革的问题，从电力行业市场化中，输电网面临的挑战分析入手，从模型描述、可靠性分析、投资回报以及电源选择等方面，对输电网的扩展与优化展开研究。

关键词：电力体制改革 输电网 扩展 优化

中图分类号：TM715 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）005-047-02

1 引言

近年来，随着电力行业的市场化进程推进以及电力体制改革的深入，我国电力行业在发电、输电、配电、供电等各个环节都发生着剧烈的变化，面临着新的机遇和挑战。作为天然垄断性行业，电力行业面对着有效打破垄断、融入加入WTO后的开放性市场、引入竞争机制等革新任务。

输电环节是电力市场发展的重要一环，随着智能电网建设进程的不断推进，国家将加大对输配电网络的投入和改造，电力市场环境下的输电网的规划与扩展也面临新的课题。传统计划经济体制下的投资扩展和运行管理等方法已经不再适用，输电网与发电侧和用户侧的关系也需要重新定义。

传统的输电网管理环境带有管制性质，政企不分家，形成垄断地位。而市场经济环境下，输电网的规划与建设虽然仍然接收相关政府机构的监督和监管，但是正逐步朝着放松管制、形成自由竞争的方向发展，所以，传统的输电网规划思路在新的环境下，需要重新定义与扩充，体现出市场经济的特征。

下文将结合电力行业的市场化给输电网带来的冲击，分析了输电网面临的机遇与挑战，并结合笔者自身经验，展开研究，对电力市场经济环境下的输电网扩展与优化提出了自己的看法。

2 电力行业的市场化给输电网带来的新挑战

2.1 不确定信息增多

市场化的条件下，输电网市场逐步放开，更多的企业可以参与其中，对输电网建设的成本、人力、技术等各方面都带来了更多的模糊性难预估的不确定信息，笔者将其总结为以下几个方面：

（1）与发电环节相关的不确定性。

在国务院2002年下发的国发[2002]5号文件《关于电力体制改革方案的通知》中，厂网分开、主辅分离是其中的重要内容，发电与输电环节将相互独立，同时，发电市场将全面放开。这使得新形势下，发电侧与输电侧联系大大减弱，各种具备实力的发电企业可以根据自身情况，自主决定范围内的发电电源运行情况，包括电厂选址、装机容量、营运时间等。

另外，由于多主体的发电企业加入竞争的原因，传统计划经济体制下的根据规划方案来执行，并有政策定价的情况一去不复返，市场经济环境下，各企业竞价上网，这给输电网相关的环节报价具有了多种不确定因素，在进行输电网的规划时，需要考虑和处理的电源信息增多。

（2）与用户侧相关的不确定性。

在新的市场经济体制下，电力用户有了更多的选择。可以自主在众多的发电企业中选择电能质量最优、电价最低的一方，这中竞价上网的政策一方面促进了发电企业的运行管理技术改进和相关政策改革，另一方面也使得用户市场的争夺激烈，电价波动频繁，这些都给输电网的运行带来不确定因素。

（3）潮流计算和负荷预测的不确定性。

市场竞争体制的引入使输电网的运行更加灵活多变，用户可以自主选择供电商，供电商也会结合对市场环境的判断来不断调整运行策略，这种用户与市场之间双向的供求关系变化情况下，系统运行的情况频繁改变，给潮流计算和负荷预测带来各种不确定性。

另外，市场环境下，大功率客户可以跨区域选择电力供应企业，进行大规模、远距离的电网交易，带来电网的中转功率，使得在输电网规划中，对输电容量和输送能力的评估日渐重要。

（4）输电网投资的不确定性。

在传统的计划经济体制下，电力行业具有高度垄断性，电网企业的利润空间巨大，几乎不用考虑投资与回报的问题。但是，新的市场经济环境下，形成了独立自由的输配电价，这些电价真实的反映出电网建设和运行的成本，同时，各类民间资本的介入、多家市场购电主体的培育等，输电设备的投入是否能够全部收回成本并盈利，都与定价方式、政策导向、市场定位等有密切关系。

综上可见，在新的市场经济环境下，输电网的扩展优化必须考虑上述相关的不确定因素，电网规划的数学描述方法、电网规划模型等都必须随之变化。

3 电力市场环境下输电网扩展优化规划综述

3.1 输电网扩展优化的数学描述方法

考虑到新环境下，输电网面对的一系列包括发电侧、用户侧、潮流计算、负荷预测等方面的不确定因素增多，所以市场经济环境下的扩展方法也应该考虑模糊因素和算法，建立架构于不确定数学描述方法上的模型，并有效的规划模型基于不确定性的求解算法。

3.2 输电网系统的可靠性指标

在传统的输电网规划中，衡量可靠性的指标主要有如下几种：

（1）频率指标，如系统平均停电频率、切负荷频率等。

（2）持续时间指标，如系统平均停电持续时间、切负荷持续时间等。

（3）能量指标，例如：电量不足期望值等。

在上述指标中，能量指标更加便于向经济性指标转化，因而，在系统规划的可靠性评估中具有重要的作用。

3.3 对输电投资收益的考虑

在传统管制环境下，输电网的投资与成本收益等均由政府管控。而在开放的电力市场下，虽然政府和电力监管部门仍然发挥重要作用，但是，多方投资效益的作用也日渐凸显，投资者能够根据对输电项目的评估，来进行投资决策。

因此，在输电网的规划中，确保投资者的利益和公众利益相平衡，就成为一个重要问题。

3.4 输电网规划的目标和准则

在传统管制环境下的输电网运营体系中，电网的主要任务是以一定的供电可靠性满足系统负荷要求，电网规划模型的目标一般设定为在满足一定可靠性要求的前提下，电网的建设成本最小。

在放松管制的环境下，输电网扩展规划主要应以消除明显影响市场运营效率或降低系统运行可靠性的主要约束以及容纳新的发电项目的能力为目的。

3.5 输电网规划对具体可靠性指标的考虑

下文中，将结合笔者自身经验，给出集中既能够反映市场参与者的期望值，又能够系统市场要求的可靠性指标，并结合作者自身实践给出参考。

（1）线路过负荷和阻塞。

在电网连接薄弱的环节，可能出现线路输送容量无法满足功率传送要求，并导致线路过负荷的现象，称为阻塞。这种现象会对电力市场形成分隔效应，提高电网运行成本，提升某些局部发电商的市场力，削弱市场运行效率。

（2）输电线路损耗和输电容量。

在市场环境下，控制和降低输电线路损耗是提高输电网经济运行水平的有效办法，市场环境下的输电定价研究中，也涉及到网损费用分摊的问题，所以，采用新技术和新方法来降低输电线路损耗，是进行输电网规划和优化的重要环节。

输电容量是电网输送电力的能力，在一定程度上可以表征电力系统的灵活度。市场环境下频繁的双边交易使得电力系统的运行方式和潮流在大范围内发生变化，因此对电网的传输能力提出了较传统体制下更高的要求。

（3）电源规划与总体输电规划相协调。

发电环节与输电环节的分离是电力体制改革的重要内容，并从根本上改变输电规划的理念，如何协调处理市场环境下输电规划与电源规划的关系，是新环境下输电规划所面临的主要挑战之一。

在解除了计划经济对输电网和电源规划的管制后，发电公司和投资者在制定新增电源的位置、装机容量、建设周期和投运时间等问题的决策时，将主要依据对未来电价状况、供求关系变化和相应监管政策。

在市场环境下，处理输电规划与电源关系主要有两种方法：一种是将电源信息作为一种不确定性信息，采用相应不确定性信息处理方法进行处理；另一种方法考虑进行电源与输电网的联合规划，将电源信息与输电网规划再次统一起来，避免不确定性的电源信息对输电规划的影响。

4 结语

随着我国又一轮电力体制改革的不断深入，电力行业的入网壁垒和垄断体制被进一步打破，发电、输电、配电环节相互独立，这些都给传统的输电网扩展与优化带来了从观念到实践的巨大冲击。本文从对电力行业的市场化给输电网带来的新挑战分析入手，从输电网的模型描述、可靠性和投资回报考虑、电源的规划等方面进行了研究。

参考文献：

[1] 郑风雷.输电网扩展的社会经济性评估方法[J].电力系统及其自动化学报，2008（10）.

[2] 付蓉.市场环境下基于阻塞激励机制的输电网扩展规划[J].继电器，2007（5）.

[3] 姚建刚，何井龙.电力市场环境下的输电网扩展规划[J].电力系统及其自动化学报，2010（10）.