2020年中国电力可持续发展战略研究

866中国科协2004年学术年会电力分会场暨中国电机工程学会2004年学术年会论文集中国•海南2020年中国电力可持续发展战略研究叶雷（国电信息中心，北京100761）STUDYONSUSTAINABLEDEVELOPMENTSTRATEGYOFELECTRICPOWERINCHINAIN2020YELei（ChinaElectricInformationCenter,Beijing100761,China）ABSTRACT:Accordingtotheguidanceprincipleofpowersustainabledevelopmentandbasedontheforecastingpowerdemandin2020inChina,theconstructionofpowernetworks,optimizationofenergystructureforpowergenerationareprospectedandpowerdevelopmentobjectivesin2020areforecastedinthispaper,includingthescaleandconstitutionofinstalledcapacity,theconditionofenergyandcapitalneededinpowerdevelopment.ItispointedoutthatthekeyofthepowersustainabledevelopmentinChinadependsonthesupportofscienceandtechnologyadvancesandpolicies.KEYWORDS:Powerdemand；Structureofpowersource；Sustainabledevelopment；Scienceandtechnologyadvances；Forecast摘要：为了研究风电场和电力系统相互作用的稳定性，提出一种用于小干扰稳定分析的风力发电机组的数学模型。应用该建模方法对风电场接入无穷大系统和接入三机系统的两种情况进行了计算，研究了风电场接入系统后影响系统小干扰稳定性的因素。算例分析表明，与风电机强相关的振荡模式有着很好的阻尼；与电力系统相连时，风电场对与大系统中其它同步发电机强相关的振荡模式影响很小。该建模方法为包含风电场电力系统的小干扰稳定分析提供了理论依据和实用工具。关键词：风力发电机；电力系统；小干扰稳定分析1前言根据全面建设小康社会的目标，2020年我国的国内生产总值（GDP）将比2000年翻两番，综合国力和国际竞争力明显增强，并基本实现工业化，建成完善的社会主义市场经济体制和更具活力、更加开放的经济体系。因此，在今后20年，我国电力需求将会持续快速增长，这是由我国要实现基本工业化、全面建设小康社会、提高电气化水平和提高科技水平几方面因素决定的。22020年电力需求预测根据GDP增长速度，用产值单耗及人均生活用电法预测需电量。2000－2020年我国GDP年均增长速度为7.2%，同时人民生活将全面达到小康水平。在GDP不断增长的同时，单位GDP的电耗呈持续下降趋势。1978－2000年，单位GDP产值的电耗显著下降，即由1978年的6962kW·h/万元下降到2000年的1506kW·h/万元，预计今后仍将以1%～2%的速度下降。我国第一、三产业电气化程度较发达国家产值单耗要低40%左右，近几年来一直在上升，今后仍呈上升趋势；第二产业由于技术落后，单耗比国外高4倍左右，但近几年随着技术进步已逐渐下降，今后将仍是下降趋势。表1需电量预测2000年项目预测实际2010年2020年需电量/亿kW·h1368413466.228900~3143042400~51860人均/kW·h915.21062.82060~22452860~3500产业需电量/kW·h1221411794.422200~2413035520~39060第一产业573534.01020~11101700~1880第二产业103509786.115700~1610022020~22780第三产业12911474.36480~79209800~12400居民生活用电/亿kW·h14701671.85700~63008880~14800人均用电量/kW·h116132300~450600~750在GDP单位产值电耗下降的同时，人均用电及生活用电水平不断提高。预计2010、2020年，GDP产值单耗将相继下降到1237～1364kW·h/中国•海南中国科协2004年学术年会电力分会场暨中国电机工程学会2004年学术年会论文集867万元、1016～1120kW·h/万元，而人均用电量将由2000年的1062.8kW·h/年提高到2020～2120kW·h/年和2900～3440kW·h/年。城乡居民生活用电水平也将由2001年的人均144kW·h/年相继提高到2010年的400kW·h/（人·年）和2020年的800kW·h/（人·年），接近中等发达国家的人均生活用电水平。由国民生产总值及其构成、产业单耗、城乡居民人均生活用电计算作依据，预测的电力消费列于表1。根据产值单耗法预测结果，参考网络递推模型计算值，预计我国各时期需电量如下：2010年2.89万亿～3.14万亿kW·h，2020年4.24万亿～5.19万亿kW·h。考虑发电设备的利用小时5000h左右，可由需电量估算需要装机容量：2010年6.02万亿～6.54亿kW，2020年8.83万亿～10.79亿kW。从需要看，2001－2010年间：年平均装机2500万亿～2800万kW；2010－2020年间：年平均装机3500万亿～4200万kW。综合以上分析和预测，中国未来电力需求列于表2。按以上预测的电量增长率（低～高）及相应的电力弹性系数（低～高）列于表3。表2电力需求预测项目2000年2010年2020年需电量/万亿kW·b1.36842.89~3.144.24~5.18需要装机/亿kW3.196.02~6.548.83~10.79表32000－2020年电力弹性系数项目2000－2010年2010－2020年需电量年平均增长率V1／％6.0~6.55.0~5.5GDP年平均增长V2／％7.27.2电力弹性系数0.84~0.900.70~0.763实现电力可持续发展的指导原则实现电力可持续发展应遵循国民经济发展战略和社会主义市场经济的运行机制。按照价值规律、供求关系来确定电力的宏观规则，考虑：（1）从市场需求出发，进行电力、电量的消费预测。要分析国民经济发展、人口增长、人民生活水平等。（2）从资源环境条件约束，进行电力供应的预测。要分析一次能源的生产与运输、建设资金的规模是否国力允许等重大制约因素。（3）重视价格的因素。不仅要考虑燃料价格、运输价格对电力价格的影响，还要分析电价对电力消费与供应的影响。（4）充分考虑国内、国际2个市场。在国内市场中，要跨省区、跨行业投资建厂，开矿送电。在国际市场上，一方面要引进外资（资金、设备）促进国内发展；另一方面，沿海有条件的地区应到海外去开发和建立自己的资源供应基地。（5）电力企业要市场化自主经营，具备投资功能，有激励机制和约束机制。符合“西部大开发”战略，缩小地区差别。考虑到各地区人文、社会、政治、经济、地理的不同特点。既要承认地区间的差别，又要在政治、经济上使其差别不宜扩大。中国幅员辽阔，是个多民族国家，在长远发展中处理好地区间平衡事关重大。（1）以产业倾斜政策推动地区发展，充分发挥中、西部地区资源优势。（2）大力推进西部开发战略，提高西部地区在市场竞争中的能力，如改善交通、放开原材料及能源价格、减少计划调出物资、提供信息、财政支持等。（3）积极支持少数民族地区经济，采取优惠政策，在尽量短的时期内消灭无电乡镇。（4）充分发挥东南沿海地区经济发达、人才素质高的优势。以“电力为中心”发展能源，提高电气化水平。电气化水平是社会经济发展水平的重要指标。电气化是提高人民生活质量的物质保证，是提高社会生产力的重要基础，是改善环境的有效途径和节约能源的有效措施，也是企业现代化水平的标志。此外，电气化还是信息社会分散工作方式的条件及综合利用多种能源的最好方式，因为电能洁净、易于传输和控制，可服务到用户电器终端。依靠科学技术进步。我国电力工业已进入大机组、大电厂、大电网、超高电压、自动化和信息化的阶段。应充分考虑未来新产品、新技术、新工艺、新材料，以信息化改造传统行业，不断提高经营管理水平和劳动生产率，依靠科技进步，促进行业发展。体现资源优化配置和发电能源多元化。从总体经济效益出发研究电源布局，大力开发西部电源，推进“西电东送”。（1）根据资源引导消费，高耗电企业应向发电资源充足的西部地区布置。（2）以电力价格体现发电资源充足地区的竞争优势。（3）实现同类生产的优化组合克服地区分散、封闭、中小厂过多的现象。在相当长时间内，发电能源以煤为主的格局868中国科协2004年学术年会电力分会场暨中国电机工程学会2004年学术年会论文集中国•海南不会有很大变化，但需大力开发水电，积极发展核电；适当发展燃气电站，尤其是燃气-蒸汽联合循环电站；充分考虑新能源，使新能源发电比例逐步增加。高度重视环境容量和环保问题。正确看待电力发展与环境保护的关系。人类的生存和发展必然要消费能源，利用电能要消费矿物能源，对环境造成不利影响，但利用电能比直接消耗化石燃料效率高，相对减少了能源消耗，从而保护了环境。因此在环境容量方面应当给电力留更多余地，电能利用也应尽可能提高效率。高度重视节能、节电。从保护环境、提高效益和能源平衡要求出发，高度重视节约能源。（1）新建电站要采用高效大机组，老厂中小机组要淘汰和进行技术改造，提高效率，降低能耗；（2）电网要合理设计，合理调度，减少煤耗，降低输电损失；（3）用电设备要采用高效节能产品。4加强电网建设，优化发电能源结构电力发展仍应继续坚持“重点加强电网建设，大力发展水电，优化火电结构，加快发展核电，因地制宜地发展新能源发电”的战略方针。4.1电网是电力市场的动脉，要长期加强电网建设（1）加强城乡电网建设是开拓电力市场的基础。城乡电网是开拓电力销售市场的最重要环节，有了完善的城乡电网，供配电系统良好，才能使电力优质、安全地送到用户。经过“九五”末期实施的城乡电网改造工程，使“有电用不上”的局面得以改观，城乡电网初步得到改善。“十五”期间，继续按国家批准的规划方案，完成全国2400个县、1900亿元的农村电网建设与改造工程。理顺农电管理体制，降低损耗，提高供电能力与质量，实现城乡用电同价。城网建设与改造在做好规划的基础上，完成全国270个地级以上城市、1280亿元的城网改造工程，逐步在重点城市实现电网的双环网结构，不断提高城市中心区电缆化比例，同时，要加强中低压配电网络改造，基本实现一户一表。要特别重视西部地区城乡电网的建设与改造，使之成为贯彻国家西部大开发战略的重要组成部分。（2）加快建设“西电东送”通道，保证西部大开发战略的实施。“西电东送”是实施西部大开发战略的重要内容。到2020年，“西电东送”总规模约为1亿kW左右。北部通道和中部通道各送4000万kW左右，南部通道3000万kW左右。（3）积极推进全国联网形成全国资源优化配置的桥梁。电网互联的效益可促进全国资源的优化配置。到2002年底已实现了东北—华北联网、福建与华东联网，川渝与华中联网；正在进行中的联网工程有华中—华北联网；即将开始建设的有华中—广东联网、山东—华北联网、西北—华中联网；规划中的有西北—四川联网、西北—华北联网，山东—华东联网。预计到2010年将形成全国联网（新疆、西藏电网暂不联入）。由于联网和跨区送电工程的实施，尤其“西电东送”3个通道的建设，我国将形成北、中、南三大电网。北部电网包括西北电网、华北电网（含山东电网）和东北电网；中部电网包括华东电网（含福建电网）、华中电网和川渝电网；南方电网则包括云南、贵州、广东、广西和海南电网。南方电网