自備電廠的并網對新疆電網運行安全的影響及其對策

吳茂乾，晁 勤，郝紅巖，姚秀萍，常喜強，李 陽

（1.新疆大學，烏魯木齊 830047；2.新疆電力調度通信中心，烏魯木齊 830008；3.定興供電局，河北保定 071000）

新疆電網的快速發展為優化全疆的電力資源配置和社會經濟發展提供了堅實的基礎。但是由于歷史和經濟發展原因，新疆有許多單位自建的發電和供電企業，這些供發電企業分別屬于國有企業、地方國有企業、建設兵團、石油部門、水利部門以及一些大企業，產權結構復雜，給新疆電網的安全、優質、經濟運行帶來了一定困難。

1 新疆企業自備電廠狀況分析

新疆電網內的自備電廠大致可以分為熱電廠節約型電廠和常規電廠三種類型。

1）熱電廠 熱電廠的建設原則是以熱定電，企業根據自己的供熱量需求設計熱電機組，單機容量一般為5萬kW及以下。自治區內這類電廠最多，如烏石化、獨山子乙烯、天業等都有自己的熱電廠。

2）資源節約型電廠 一些企業為了節約用能，利用本企業回收資源發電，例如煉油廠利用廢油廢氣發電、選煤廠利用煤矸石發電、焦化廠利用焦爐煤氣發電、煉鐵廠利用高爐煤氣發電、水泥廠利用窯爐余熱發電、礦井利用瓦斯發電等。節約型電廠機組的容量一般由企業可利用的資源量確定，單機容量一般不大于5萬kW，所發出的電力主要供給本企業。如克拉瑪依電廠、八鋼自備電廠是自治區內比較典型的節約型電廠。

3）常規電廠 常規電廠類型的自備電廠按“缺電網供，余電上網”的原則設計，機組容量按企業生產所需的基本電力需求選擇；企業高峰用電的不足部分由電網供給，多余部分按照協議規定輸至電網。這種電廠的容量大小決定于企業所需要的電力，最初單機容量一般不大于2.5萬kW，不過近年來隨著新疆的工業化發展，大型企業（如重化工、冶煉等）不斷增加，這些企業建設的單機容量300MW及以上的常規發電廠也越來越多；眾和電廠是自治區內比較典型的企業自備常規發電廠。

截止2010年底，全疆電網并網發電廠總裝機約12GW，其中自備電廠的總裝機容量約3GW，占25%左右。自備電廠以燃煤火電機組為主，所占比例高達74%，其次為燃氣機組和水電機組，所占比例分別為19%和7%。

2 企業自備電廠對新疆電網運行的影響

大量的企業自備電廠對新疆電網安全穩定運行帶來很多的不利影響。

1）對電能質量的影響 由于自備電廠單機容量過小，發電負荷曲線變動大、調峰能力弱，負荷調節過程中產生的低頻諧波對電網的電能質量構成污染。

2）對電網安全穩定運行的影響 自備電廠機組裝機容量小，發電負荷曲線變動大，機組運行可靠性不高，可調出力明顯低于實際裝機容量，關鍵時刻難以調度，高峰時段難以保證可靠供電，這些對電網運行的安全性和穩定性造成較大的影響。企業對自備電廠的電力運行管理缺乏專業性，電力管理存在不足，嚴重威脅了電網的安全。例如兵團天業電網裝裝機容量較大、機組較多（4×150MW＋4×25MW＋2×50MW），但以110kV電壓等級接入電網，造成110kV系統中短路電流大，并且在大負荷時期，其中的150MW機組故障曾經引起過系統聯絡線過載，同時天業內部電網也將出現低電壓大量甩負荷。據悉天業自備電廠2×300MW機組也將于110kV電壓等級接入，電網運行的安全穩定性將進一步受到影響。

3）對資源與環境的影響 企業自備電廠為滿足企業本身的生產任務，只關心自備電廠的負荷，其他經濟指標如效率、熱耗、汽耗、補水率、發電煤耗等都無法顧及，大量企業自備電廠煤耗高、經濟性差，造成能源的極大浪費，同時造成包括已建高效電廠在內的各種電力資源大量閑置。

4）對電網及其發電企業的影響 由于大量用戶自備電廠并網后，這些用電企業在大多數時間內使用自備電廠所發電力，制約了發電企業高效現代化大機組的建設和發展，制約了發電集團的電網建設和發展。當自備電廠發電量大于本企業所需電量時，富裕電力輸送至電網，發電集團公共發電廠的機組不得不讓路，經濟效益受到嚴重影響。自治區內大量自備電廠并入電網，生產的電力在的電力市場占了一定的份額，公共發電廠和供電公司的經營受到擠壓，售電量相應減少，經濟效益也受到了很大影響。

3 自備電廠發電定價的合理性

自備電廠的并網運行會給公共供電部門的經濟效益帶來很大影響。為了保護供電部門，根據有關規定，企業自發自用的電量，必須向電網企業繳納的系統備用費，自備電廠多余的電力上網，定價也要低于電網的平均購電價。通過這些定價，供電部門可以彌補建設備用公共發電廠以及在建電廠的待機運行等導致的損失，因此定價的合理性對電網企業的收益直接有關。

用電企業未建自備電廠前，全部用電由電網供給。電網企業從該企業得到的收益為：

式中：Y1為企業未建自備電廠前電網企業收益；Y0為基本電費收益；Ay為用電企業用電量；Xs為電網企業銷售電價；Xg為電網企業購電均價。建設自備電廠后，如果自備電廠的發電量小于用電量，并全部用于本企業，那么電網企業從這些發電量中得到的收益分為兩部分，一部分是因為自備電廠不足必須向電網購買的電力，另一部分是企業自發自用的電量按0.02元／kWh向電網企業繳納的系統備用費：

式中：λ為自備電廠的凈發電率；Af為用電企業的發電量。

電網企業收益的減少量為：

如果企業自備電廠的發電量大于用電量，多余電量將以較低的臨時價格賣給電網企業，加上自用電量向電網企業繳納的系統備用費，電網企業的收益為：

電網企業收益的減少量為：

根據新疆目前的有關規定，電網企業銷售電價Xs為0.341元／kWh，電網企業購電均價Xg為0.206元／kWh；自備電廠多余電量的上網價為0.164元／kWh。假定自備電廠廠用電率取0.1；即凈發電率λ為0.9，那么當用電企業的發電量足以供給本企業用電時電網企業的收益將減少：

當用電企業自備電廠的凈發電量λAf＝Ay，即Af＝1.11Ay，電網企業的收益損失最大。當用電企業自備電廠的發電量Af足夠大時，Y1－Y3為負值，與沒有自備電廠相比，電網企業收益不會損失。電網企業收益的平衡點：Af＝4.1Ay。就是說，按現行電價的定價制度下，只有當用電企業自備電廠的發電量Af大于其用電量Ay的4.1倍時，電網企業的收益才不會用電戶的流失而損失。圖2為電網企業的收益損失隨用電企業自備電廠的發電量Af的變化曲線。

圖2 自備電廠的就地用電量與電網的經濟損失

由此可以看到，當用戶自備電廠的發電量僅供企業自己部分消費時，電網就會減少部分經營而失去盈利的機會，當然自備電廠的發電量越大這種損失也越大。當用戶自備電廠的發電量有多余需要向電網銷售時，電網可以利用較低的臨時電價補償因為供電量減少而流失的利潤，并且只有當自備電廠電網銷售足夠多的多余電力時，流失的利潤才能得到完全的補償，即使這樣，由于提供的發電量有不確定性，也會給電網的運行穩定性帶來不利的影響。可見，用電企業建設自備電廠對電網企業的負面影響是很大的，同時，按照目前新疆政府部門所制定的自備電廠的電價制度，自備電廠的發電量必須大于用電量Ay的4.1倍，電網才可能不受損失，這是十分不合理的。

4 規范新疆企業自備電廠發展的建議

根據《國務院批轉發展改革委、能源辦關于加快關停小火電機組若干意見的通知》（國發［2007］2號）和發展改革委能源辦《關于加快關停小火電機組的若干意見》的規定，新疆境內的企業自備電廠基本都屬于應該關停的機組，國家電監會也出臺了八項措施力促小火電機組關停。

為了給新疆電力工業的發展提供良好的環境，減少重復投資和資源浪費以及對環境的污染，規范新疆境內企業自備電廠的建設，特提出以下幾點參考建議。

1）在有關部門的統一部署下，摸清各類負荷的需求，請有關部門按照國家的能源政策，制訂科學的產業政策，加大督察力度，那些不利于經濟發展的低水平重復建設、資源浪費的已建小機組自備電廠項目必須淘汰。目前新疆境內公用發電商所要立項建設的火電廠單機容量大部分是30萬kW以上的超高壓、高溫機組，這種機組比中壓機組節約約1／4的燃煤，因此不宜再發展單機容量在10萬kW及以下的常規燃煤自備電廠。企業自備電廠建設必須綜合考慮各種因素，要利于電網發展、有利于全社會的國民經濟可持續發展。

2）對以資源綜合利用、熱電聯產、獨立供電區域、工業性實驗和新技術示范等名義建設的13.5萬kW及以下火電項目，應按照國家有關規定重新認定；已經批準建設的，政府有關部門應對建設過程進行監督檢查，防止發生在項目批準后，為了本部門的利益，擅自改建成常規燃煤電廠。

3）政府有關部門應針對電網企業、電網企業為用戶自備電廠提供的頻率、電壓支持、輸變電容量備用、占用電力系統資源（如通信自動化）等輸電服務，制訂合理的服務定價，充分補償電網企業、電網企業的運行維護成本、輸變電設備折舊及投資回報。

4）自備電廠在可行性研究階段，除相關單位審批外是否要征得電力公司的審查同意，并取得其并網意向書后方可立項；企業自備電廠聯網部分的電氣設計，應符合接入系統設計和電力公司批準的接入系統方案的要求，經新疆電力公司審查同意后，方可施工。

5）自備電廠應向電力監管部門提出申請，界定其性質，對經監管部門批準認定的自備電廠，方可根據批復享受自備電廠的有關優惠政策。

5 結語

近年來，由于電力緊缺、企業利益驅使、監管不力等原因，導致新疆企業自備電廠的過度、無序發展，對新疆全社會的能源節約和環境保護產生了加大的負面影響。現行政策中的不完善因素，使這種現象沒有得到有效遏制。建議通過行政手段和價格杠桿調節，遏制企業自備電廠的無序發展，加大關停自備小火電力度，維護平等競爭。積極出臺政策，促進企業自備電廠承擔新疆電網要求的相關業務，促進社會和諧發展。