电力系统发展讲座(冬训)

电力系统发展面临机遇与挑战（研讨）黄伟教授华北电力大学.电气与电子工程学院2013年9月2/60提纲历史事件的回顾面临问题和挑战关键技术的研究未来的发展途径电力发展的三大任务电力市场的初步形成特高压同步电网建设坚强统一的智能电网电力发展的三座大山煤电联动压力价格转嫁给电网公司电力企业员工：身兼数责,工作压力大；知识短缺,学习压力大；跟不上领导，思想压力大.电力企业的改革发展动力中国电力市场的发展过程集资办电培育IPP电力法颁布内部模拟电力市场撤消电力部成立国家电力公司进行电力市场试点进行分层分区电力市场体系的研究电力市场集资办电，开放发电投资市场，培育IPP集资办电和多渠道筹资办电政策的出台，促进了电力工业的发展和独立发电企业的形成，使我国电力工业的改革迈出了重要的一步。我国最早出现的集资电厂是山东龙口电厂，于1981年底开始建设，1984年投产发电。最早出现的内部模拟电力市场是浙江省电网，从1995年1月开始进入模拟市场运行；1997年11月，国家电力公司在井冈山召开会议，正式启动建立。1998年后，在大部分省、市电力公司都相继开展了内部模拟市场的运作。内部模拟电力市场最早出现的内部模拟电力市场是浙江省电网，从1995年1月开始进入模拟市场运行；1997年11月，国家电力公司在井冈山召开会议，正式启动建立。1998年后，在大部分省、市电力公司都相继开展了内部模拟市场的运作。内部模拟电力市场就是在电力企业内部，用市场的办法进行管理，将自己拥有的发电厂、供电局变成一个相对独立的“企业”，并对其进行经济考核管理。电力法等法规的颁布1994年颁布“电力法”，使中国电力企业有法可依，并且明确了电网经营企业的性质，要求实现同网、同质、同价。从法律的角度确定电的经营具有企业性质。“电网调度管理条例”于1993年正式颁发。要求上网的发电厂必须签定并网协议、购电协议、调度协议，强调了电网运行必须实行统一调度。1998年3月撤消电力工业部，成立国家电力公司。标志着电力部已从政府的一个部门过渡到政府监管下的电力企业阶段的完成。标志着政企分开时期的正式开始。具有统一电网国家的电力市场改革模式电厂输电配电用户调度电厂输电配电用户调度/交易电厂输电配电用户调度/交易原状第一步第二步英国，法国，西班牙，挪威，阿根廷，澳大利亚试点电力市场的特点特点一：发电侧电力市场目前我国电力市场的改革取向是“网厂分开、竞价上网”，即将电网经营企业拥有的发电厂与电网分开，建立规范的、具有独立法人地位的发电实体，市场目前只对发电侧开放。特点二：单一购买者模式我国现行发电侧电力市场的模式是以单一购买者形式为主，即参与市场竞争的各个独立发电企业将电能提供给电网经营企业，用户不能与发电厂签订购电合同，只能由电网经营企业采用趸售或零售的方式供电。试点电力市场的特点特点三：部分电量竞价上网原有的购售电合同的处理：由于前几年为鼓励投资者建设电厂，出台了一系列包括保证机组年利用小时数和上网电价的优惠政策，这种合同一般有效期限较长。在电力市场建立的初期，采用了部分电量竞价上网的方式，一般安排当年市场用电需求的10～20％做为竞争电量，其余做为基本电量（合同电量）。特点四：竞价体系没有期货市场，以原先承诺的合同，作为市场中的长期合同，对于市场竞争，采用了“差价合约的结算方式，即基本电量部分按国家批准的合同电价结算，竞争电量部分按竞价电价结算，未完成的原合同电量部分给予一定的经济补偿。其目的是解决原有的合同问题。我国电网发展面临的新形势：特高压电网规划建设1、电力需求将长期保持较快增长，要求加快电网建设，不断提高安全运行水平和供电质量。实现全国的联网2、我国能源资源与生产力布局不平衡的基本国情，要求加快电网技术升级，实现电力资源大范围优化配置。3、提升对外支持东南亚和非洲的电网建设。2020/2/1011国家电网规划发展目标总体目标：建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展，电网结构坚强，智能化技术涵盖电力系统各个环节，智能化水平国际领先的统一坚强智能电网。2020/2/1012国家电网规划发展目标“十一五”末发展计划（2009～2010年）到2010年（1）建设淮南～上海、锡盟～上海、陕北～长沙等特高压交流后续工程，开展特高压可控高抗、特高压数字化/智能化变电站试点，制定特高压智能设备技术标准规范体系。（2）推广紧凑型、同塔双回（多回）、大截面导线、串补及可控串补、动态无功补偿等先进适用输电技术。（3）可再生能源发电运行控制和功率预测技术取得突破，制定数字化/智能化变电站、智能设备技术标准规范体系。（4）建成“SG186”工程。（5）110千伏及以上线路超过65万公里、变电容量24亿千伏安，其中特高压交流线路4300公里、变电容量5400万千伏安；电网优化配置资源能力超过7000万千瓦，其中特高压电网超过1800万千瓦2020/2/1013国家电网规划发展目标“十二五”发展规划（2011年～2015年）到2012年（1）建成“两纵两横”特高压交流骨干网架，形成联结晋陕蒙煤电基地、四川水电基地和东中部负荷中心的“三华”同步电网。（2）建成向家坝～上海、锦屏～苏南特高压直流工程，形成特高压交直流并列运行的格局。（3）在锡盟～北京东特高压线路开展特高压串联补偿技术试点，建成智能配电网示范性工程，建设双向互动服务及分布式电源接入试点，完成智能调度技术支持系统开发并投入运行，建成四个通信枢纽中心。2020/2/1014华北南方东北台湾陕北煤电1、2陕北蒙西煤电3石家庄北京东华中济南豫北200300240470340100360晋东南徐州淮南煤电徐州煤电362280雅龙江梯级金沙江I期金华川西水电164无锡南阳283170329150上海北100华东浙北芜湖164400长沙荆门恩施乐山360330川西水电蒙西煤电4天津南昌唐山青岛120300250300400福州400南京200240沿海核电沿海电源150蒙西煤电1宁夏煤电2蒙西煤电2晋中煤电驻马店武汉沿海核电260270300300锡盟煤电I锡盟煤电II480480沿海核电280210300晋中重庆450晋东南煤电沿海核电沿海核电金沙江II期铁岭地下电站上海西蒙西锡盟图例±660千伏直流1000千伏交流750千伏交流雅安渭南东靖边蒙西煤电6400200400280260100晋东南煤电300俄罗斯滁州泰州14045017027070270130150赣州泉州260410170西藏水电360温州280蒙古绵阳万县±800千伏直流宝清×440120150榆林锡盟煤电III430200蒙西煤电5宁夏煤电1俄罗斯晋东南煤电阜新本溪宝清哈尔滨吉林450260240300260220西北安西永登拉西瓦白银西宁官亭哈密煤电二平凉乾县渭南羊曲宝鸡天水榆横延安哈密煤电一哈密变奇台变吐鲁番变西山变东郊变乌北变玛纳斯奎屯变皇宫变伊宁变塔什店变400霍林河4509017022014080180100180140360150100390230100140220200180160230189150257120215344中俄背靠背西安南彬长至冯屯1202003060呼盟3呼盟5鄂温克伊敏新左旗满洲里180国华海拉尔哈密开关站460350350连云港盐城酒泉西藏350敦煌陕南×金昌200280酒泉380羊曲230安康北京西准东煤电二准东煤电一呼盟2伊敏西2012030呼盟7呼盟4呼盟1呼盟6班多茨哈峡呼盟8250晋北湘南200成都±500千伏直流160晋北煤电川西水电±1000千伏直流准东煤电三青藏±400千伏直流联网工程西宁北格尔木乌兰41632060100神木148临洮278贺兰山165黄河银川东10875安康煤电2002002020年特高压规划方案到2020年，特高压电网形成以华北、华中、华东为核心，联结各大区域电网、大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地和主要负荷中心的坚强电网结构。库车变2020/2/1015国家电网主网架发展规划1、“三华”主网架2、东北主网架3、西北主网架4、大型电源接入及跨区联网2020/2/1016国家电网规划发展目标“十三五”发展规划（2016年～2020年）到2020年，建成以“三华”电网为核心，通过直流和东北、西北、南方电网互联，联接各大煤电基地、大水电基地、大核电基地、大可再生能源基地和主要负荷中心的统一坚强智能电网。东北特高压交流电网形成两个送端和一个受端双环网的坚强主网架。西北形成统一坚强的750千伏电网，主要负荷中心形成750千伏环网或链状结构。国家电网形成“强交流、强直流”输电格局。2020/2/1017华北南方东北西藏台湾西北华中上海华东金沙江水电负荷中心新疆煤电基地四川水电西藏水电我国未来电力流向到2020年，特高压及跨区、跨国电网输送容量达到3.73亿千瓦，届时占全国总负荷的31％，其中特高压电网输送容量2.65亿千瓦。2020/2/101819/60提纲历史事件的回顾面临问题和挑战关键技术的研究未来的发展途径大电网灾害性事故问题：电力系统长期发展起来的以集中发电，远距离输电为特点的互联电网存在一些弊端：不能适应负荷的灵活性；随着受端电网对外来电力依赖程度不断提高，电网运行的安全性和稳定性下降，近年来屡屡发生的大面积停电事故更暴露出这种系统的“脆弱性”；严峻的环境问题：温室效应等)、未来能源的安全供应(能源资源的匮乏、运输)和电力体制的改革(电力放松管制等)等，促使人们追求高效的能源转换、降低有害物质的排放、寻找替代燃料(降低对石油等化石燃料的依赖)和就地采用能实施能源梯级利用的小规模的分布式发电系统，来适应上述要求。能源危机问题：自动化和电力电子技术高度发达，一些新型、清洁、高效的发电装置问世与新型储能装置的发展为分布式技术的实现提供了支持。第一代电网：孤立、低压、分散发电、近距离传输第二代电网：互联、高压、集中发电、远距离传输第三代电网？微网技术MG“3G”分布式发电DG智能电网技术SGMicroGridDistributedGenerationSmartGrid分布式发电技术至今对分布式发电没有统一的定义，一般是指：1.为满足特定用户的需要或支持现有配电网的经济运行，以分散方式布置在用户附近、发电功率为数KW-50MW的小型模块式、与环境兼容的独立电源。2.任何安装在用户附近的发电设施，不论其规模大小和一次能源的类型,比如：DG、热电联产、冷热电联产以及各种储能技术等。传统电力系统构成分布式发电的特点：1.节能效果好，通过不同循环的有机融合及能源的综合梯级利用，同时提供热、冷、电多种能源的发电方式，能源利用率高达80%；2.环境负面影响小，DG主要以风力、太阳能、天然气等可再生清洁能源为发电原材料，减少有害气体的排放；3.DG投资成本低、风险小、占地少、建设周期短，有力于短时解决电力供应不足；4.降低网损和输配电投资，无须建设昂贵的输电网及变电站，输配电损耗低；5.提高供电可靠性，与大电网配合来弥补其稳定方面的不足；分布式发电系统（DG）：（分布—集中）利用分钟分散存在的资源进行发电的系统。如：天然气为燃料的冷/热/电联供系统（简称:CCHP）风能等可再生资源发电系统；优点：可利用丰富的清洁和可再生资源。缺点：一些可再生资源具有间歇性和随机性。分布式发电技术具有广阔的应用前景2007年：全球利用风力、太阳能等可再生资源发电的投资达到710亿元（不包括大型水利发电）；（世界银行报告）2020年：美国太阳能光伏发电将占发电机装机增量的15%左右，累计安装量达到3600万千瓦时；欧盟国家可再生资源发电量将占总量的30%；（美国资源部；德国乌帕塔尔气候环境与资源研究院）2020年：我国风力发电3000万千瓦时，太阳能发电180万千瓦时，生物质能发电3000万千瓦时。（国家发改委）分布式电源并网技术分布式电源燃料电池光伏微型燃气轮机风机储能装置发电机互连技术电力电子逆变器电能转换电能质量开关、保护装置保护