煤電聯動與投資平衡點及廠網調度模型的聯動研究

煤電聯動是一種將技術參數量化融入的方法。廠網調度系統是以電量和電價市場化為主線，以從生產調度源頭保護環境為目的來控制的新調度方法。本課題為企業境內外BOT開發火電項目提供參考，為電力全產業鏈提供指導，對投資、運行收益、調度模型做了關聯研究。

煤電聯動與投資平衡點及廠網調度模型的聯動研究

中國電建集團國際工程有限公司 陳 偉/文

一、引言

隨著政府鼓勵更多企業實施“國際產能合作”的戰略，以及國內目前電力投資及產能過剩，很多企業在海外以BOT模式投資火電等能源項目。煤電聯動與投資平衡點及廠網調度系統聯動，是電力系統投資、運行收益的市場化及環保化重要特征，表征關聯與成本電價及上網電價及電量與電價的市場化互動。平衡點是燃料付款項中最關鍵的概念，機組性能高于平衡點，則煤價上漲對收益是正影響，低于平衡點煤價上漲負收益擴大化，其中火電廠的熱耗率、煤價、運行方式等因子是影響項目投資收益的重要因素之一，也是購電協議（PPA）中非常重要的一部分，上述三個因子的關聯模型優劣將直接影響項目的經濟收益。將技術參數量化融入煤電聯動，使煤電聯動獲得了創新的生命力。廠網調度系統是以電量和電價市場化為主線，以從生產調度源頭保護環境為目的來控制的新調度方法。本課題為企業境內外BOT開發火電項目提供參考和借鑒，為電力全產業鏈提供指導，對投資、運行收益、調度模型做了重點的關聯研究。

二、項目立項背景及主要研究內容

1.項目立項背景

（1）國內電力產能過剩，政府鼓勵實施“國際產能合作”戰略，海外電源點多為競價上網；

（2）國內電價趨向競價上網，部分地區已建立調度中心實施競價上網；

（3）國家鼓勵新能源項目上馬，避免棄風、棄水，合理發揮新能源電源點在電網中的作用；

（4）國家嚴控高能耗、高污染的項目，大力推行綠色、清潔、環保項目投產，減少霧霾；

（5）在電力互聯互通中，急需解決電力調度和結算難題。

（6）更好地研究市場化煤電聯動機制。

2.項目總體思路及主要研究內容

系統性：從設備到電廠建立了相互關聯作用；從電廠到電網建立了相互關聯作用，從技術和經濟兩方面，以電量和電價市場化為主導，通過上網電價、成本電價、煤耗容許值、實際煤耗、環保等研究關聯性，在煤電聯動、平衡點、調度模型中體現，見圖1。

圖1 煤電聯動中選擇技術參數的流程

（1）平衡點實現火電投資的談判的底線，為技術和經濟的結合需要跟深層面的研究煤電聯動。

（2）煤電聯動公式將技術參數如：機組最大出力、機組利用率、機組運行方式、廠用電率、煤價等融入計算公式，是一種比平衡點更廣泛的技術和經濟結合模型，通過此公式，可以有效地計算出電費結算，從而指導電力投資、建設、調試和運行等全產業鏈。

該模型煤電聯動的公式優點在于揭示多種技術參數量化作用。

1）該模型在國內外均具有通用性。

2）該模型直接研究熱耗和煤耗，對于項目收益、節能減排、資源配置有重大意義。

3）該模型直接從技術和經濟層面來控制電價。對煤價采購，機組運行方式等因素有一定的指導意義，見圖2。

圖2 調度模型工作流程

4）該模型在國外項目的電價分析中考慮了通脹和機組老化等各種因素。

（3）調度模型通過上述調度系統工作流程，可以繼續研究關于電網、廠的各自控制程序。

電網、廠調度流程的核心是：通過電價、量的市場化關系，煤耗容許大調電量、電價市場化小調電量等實現電力供給側的結構調整。由“滑尺技術”來控制上網電廠的煤耗即從源頭保護環境，實現優化資源配置，見圖3、圖4。

圖3 電網調度流程

（4）兩部制電價及固定單一制、上網競價電價的模型及選取策略。

兩部制電價及固定單一制、上網競價電價作為經濟發展不同國家地區均有應用。通常在經濟發展初級階段，由于需要大量電力，多選用固定單一制照付不議來作為本國電力政策，以便吸引新資金和新技術，滿足經濟發展需要；在經濟發展到一定階段，電力供需矛盾不明顯等因素下，多選取兩部制電價的政策，以保護外資或其他資本投資收益；到經濟發展到電力供需平衡時期，多選取兩部制、上網競價為結合的制度，當成本電價高于上網電價時候，根據PPA合同買電方可以選取兩部制電價給部分電廠付費，當成本電價低于上網電價時候，根據PPA合同以賣方成本電價收費；當經濟發展到電力過剩階段，選取上網競價方式來定價，兩部制作為電廠成本電價核算，利用上網電價來微調電力市場供應，煤耗容許值（一種滑尺）來控制總體電量和環保，上網電價及成本電價形成機制之間采用互為動態負反饋，以市場化資源配置來動態調整電力供需為主要目標。當發電量相對不足時，上網電價高于成本電價時候，發電量增加負反饋，同時上網電價回落，滿足上網電價高于成本電價的電量減少。反之，亦然。中國現在電力行業產能過剩，調整供給側結構并屬于此階段，應采用此模型方法來構建市場化資源配置為主的電力買賣市場。

通過揭示成本電價，上網電價，熱耗及煤耗，新能源利用及環境保護等因素的揉合及關聯度，用量化手段及區域“滑尺技術”來控制實現電網和電廠調度策略，控制系統通過成本電價、上網電價和煤耗容許、實時煤耗及電廠響應I和II收發信號從不同側面來反映之間的相互關系和控制，引入量化判斷邏輯和滑尺概念，引入實時和歷史數據統計學分析，從各種學術領域及實踐中揉合，最終實現新能源利用（防止棄風、水、光）最大化、電價最合理化、資源利用最優化、環境保護最強化“四化”理念。

總之，創新點對整個機組系統安全穩定運行和投資收益有非常重要作用。技術創新在煤電聯動新公式、平衡點判斷海外投資收益且使技術和經濟互動量化、基于節能減排及穩定安全性電網廠側調度控制系統上網發電機制。

圖4 電廠調度流程

三、項目主要技術創新及技術指標

主要創新技術的特點見表1。

該模型和國內外其它煤電聯動及相關模型計算對比具有的先進性。從表1可得出幾個特點：

1.通過該模型，找到熱耗、煤耗及上網電價、成本電價平衡點，指導商務談判和設計

2.該模型中煤電聯動部分可指導電廠權衡上網電價、成本電價

3.該模型的煤耗容許值使得各項目市場化競價上網、節能減排，以電價與電量大小動態調整的市場化調度機制來優化電力供給側結構

4.該模型可在全產業鏈，甚至運行時的工況、煤種也融入煤電聯動計算，使得技術參數完全量化

5.該模型可分析海外電廠投資的關鍵點，以電價為源頭來分析全產業鏈技術及商務因素從而控制投資方風險

6.該模型具有一定前瞻性、新穎性、可擴展性

四、結論

本文主要研究投資平衡點來決策熱耗率對火電廠的經濟效益影響、投資方面煤電聯動對火電廠的經濟效益的影響、運維調度方面節能減排對火電廠的經濟效益影響、電價方面兩部制電價及固定單一制、上網競價電價的模型及選取策略分析。

致力于解決國內外電力系統全產業鏈多方面的重要問題，特別是國家現階段電力系統的諸多方面亟待解決問題，如調整供需側結構、市場化上網競價、節能減排環境問題、電價和調度問題、新能源利用等關鍵問題。

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《電力設備管理》雜志社編輯部

2016.10.12