市場環境下多種電源運營風險研究

摘要：隨著多種電源進入電網，傳統的水電并重的電網結構和運行技術等面臨著巨大的挑戰。控制多種電源在運營中的風險，能夠獲得較好的經濟效益和社會效益。文章對多種電源的電網運營風險監控、風險應對措施等課題進行了研究。

關鍵詞：電力運營；風險管控；電源電網協調；市場環境；電網結構 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM73 文章編號：1009-2374（2016）14-0149-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.14.075

1 概述

隨著常規化石類能源日益枯竭，環境問題的日趨嚴重，開發多種綠色能源已廣泛受到世界各國（特別是發達國家）的高度重視。當前，風力、太陽能發電等多種電源的裝機容量每年都在大幅增加。在社會與環保的需求下，電力運營管理有三個目標：（1）以優先調度使用可再生能源為前提，保證火電和水電為主的電網經濟和安全運行；（2）著眼于國家產業和能源政策的指導，在國民經濟綜合平衡的基礎下，進行全局性、長期性的電力運營風險監控；（3）積極建設電網交易平臺，開展電力市場改革，充分利用市場機制應對多種電源的電網運營風險。

2 影響電網企業運營管理的風險因素

多種電源電網運營風險主要有以下不確定風險因素：上網電價、燃料價格波動、負荷動態需求變化（負荷預測的不確定性）、風力與太陽能發電的隨機性、智能電網條件下用戶的用電模式變化等。這些因素均可導致電網運營主體的收益變化，從而導致多種電源電網運營風險的產生。

2.1 燃料價格波動的運營風險

大型火力發電機組可變成本主要包含燃料費、水費、排污費、銷售稅金及附加員工工資，其中燃料費所占比80%。我國發電側裝機容量中75%的機組是大型火力發電機組。火力發電機組的燃料價格直接受國際國內電煤市場的影響，政府沒有任何補貼。近年來，國際國內電煤價格受市場的供求平衡而不斷波動，并且波動巨大，對發電側火力發電機組的發電成本及發電運營主體獲利產生深刻的影響。因燃煤價的劇烈波動帶來不確定性已日益成為發電側火力發電企業運營管理中最大的風險。在電價不變而煤價上漲的情況下，火力發電企業的收益必然會大幅下降，甚至虧損；反之，同理。

2.2 負荷預測的不確定性導致的運營風險

在電網運行中，用電負荷隨時都在波動，因此作為電能的提供方（發電側）需要事先對所供電的區域的負荷進行預測，再制定安全的發電計劃。然而電力負荷變化是受經濟、社會、氣候等多種不確定因素的作用，因而在多重因素的疊加作用下，傳統模式難以準確描述電力負荷的實際變化規律（傳統的單一固定式模型的預測方法只考慮一種變化趨勢或單一因素的影響）。隨著技術和科技的革新，負荷預測方法不斷改進和完善，負荷預測的精度和符合度不斷提高，但是從某種意義上說，負荷預測仍然存在一定的不確定性因素，這就對發電側運營管理造成一定的風險。例如在發電企業生產期間，對所供電區域電網負荷預測的準確與否，直接關系到發電機組的經濟調度和運行可靠性。由于各個發電機組結構組成不同、發電原理不同、機組容量不同，因此每個機組發電的邊際成本不同，機組的啟停機時間也不同，一般來說，電網運行中宜選用邊際成本低、啟停時間小的機組承擔基荷；同理，承擔峰荷應是邊際成本高、啟停時間長的機組。發電側的發電企業原則上應根據負荷預測來綜合調度機組進行有序發電的，負荷預測不準確就會造成綜合調度模型失真，從而造成電網調度機組

失誤。

2.3 上網電價變化帶來的運營風險

對于發電側（各類的電力企業）運營管理來講，上網電價是主營產品銷售價格，因此，上網電價的變化將直接影響到發電側（各類的電力企業）的發電量和收益。由于我國電力市場的存在，上網電價會隨著電力市場的交易情況實時變化，因此上網電價的波動變化會給發電側的運營管理帶來一定量的經濟風險。在發電側與需求側競價的電力市場環境下，市場出清價是由完全市場競爭得出的，所以具有明顯的波動性和隨機性。

2.4 市場環境下用戶的用電行為模式變化

隨著電力改革的深入，電力銷售在市場環境下，用戶的用電行為模式會向更利于自身優惠的方向變化，其中一個顯著的變化就是用戶可以根據實時電價調整其用電時間和用電量。然而每個用戶對實時電價調整的敏感度是不同的，因而每個用戶行為變化程度也不同，這一變化因以往從未實施過，其導致的用戶負荷變化目前還沒較合理的模型預測。新的電力負荷預測就需要迎合當前新電力市場的特性，更多關注相關實施環境的變更，并更具自適應性，此外隨著分布式發電、充電墻（樁）普通用戶的推廣，更多的公眾用戶可以實現與智能電網及時互動供電。在電力市場條件下，影響負荷預測準確性的因素除了傳統的天氣、季節、類型等，實時電價是一個非常重要的影響因子，絕不能忽略此影響因素，忽略此影響因素做出負荷預測的結果將會產生重大偏差，基本失去應用價值。

2.5 智能電網帶來負荷變化

未來智能電網需要容納較大比例的主動負荷（可儲能負荷），例如電動汽車、儲能墻（設施）。主動負荷（可儲能負荷）與傳統的負荷相比，其主要特點有三點：（1）主動負荷具有雙向性，即可以充電時視為負荷，也可以在放電時視為電源。例如電動汽車、儲能墻（設施）；（2）因為電動汽車、儲能墻（設施）充放電時間是隨機的，電動汽車更是連充放電地點也是隨機的、不確定的，造成主動負荷在時間上、空間上的不確定性；（3）從某種程度上來說，傳統負荷是不可控的，可以采用一定的經濟、政策、技術措施控制主動負荷的隨機性，進而使得主動負荷具有一定可控性，這將減少負荷劇烈變化對電網穩定性、供電可靠性的

影響。

2.6 風力、太陽能等新技術非常規能源帶來的新挑戰

多種電源電網將要接納相當大比例的新技術非常規能源。風力、太陽能等新技術非常規能源發電的特點有如下兩點：（1）新技術非常規能源具有隨機波動性或間歇性，例如光照強度的變化、風速的變化等；（2）新技術非常規能源的不完全可控性，例如太陽能要遵循季節更替、白晝黑夜的自然規律，風電則隨著天氣變化，白天可能風輕云淡、晚上卻風聲大作。海洋能、生物質發電、地熱發電這些新技術非常規能源作為新電源都有其自身特點的間歇性與不可控性，對智能電網的供給和負荷需求之間的平衡帶來調頻、調峰以及穩定性顯著影響，也對發電側運營管理帶來不確定性。

面對數量、比例不斷增加的新技術非常規能源，混合多種電源的電網運營管理就應對電網結構提出了更高的要求，完善新能源的接入方式，開發新能源發電技術與先進技術、先進設備的開發和應用。只有對建立起的電網新結構要求新技術非常規能源的發電側運營做出相對應的調整，才能保證供智能電力網絡的穩定性增加。例如：風電場和光伏電站接入電網，針對其出力的間歇性與隨機性，對其啟動、停機、有功功率控制、無功/電壓調節、低壓穿越能力提出要求；電網為了減少穩定運行的潛在風險，必須要具備足夠的存儲容量和調度措施、控制手段來對其進行修正，用戶側容納主動負荷來承擔。隨著多種電源進入電網、電網的智能化水平的提高，電網運營管理除了面對傳統的風險因素的作用外，還要遭受來自智能電網方面、多種可再生能源發電帶來的新型不穩定、干擾因素的挑戰。

3 應對多種電源的電網運營風險的策略

應對多種電源的電網運營風險控制措施應注重以下五點：（1）電網在制定電網規劃時應考慮運營風險因素。企業通過優化供電電網規劃設計，增強電網網架結構，調整多種可再生能源，對電源電網的規劃項目實施次序，提高電網系統抵御風險能力；（2）多種電源發電企業在制定自身生產計劃安排時就應將運營風險因素考慮在內，合理安排檢修計劃和夏（冬）高峰、豐（枯）水期、重要保電、配合大型工程建設等特殊時期方式時，應同時考慮可再生能源發電間歇性與隨機性、智能電網主動負荷帶風險管控措施；（3）多種電源發電企業應將物資儲備和管理相結合，通過加強電力設備物資采購管理，加強生產設備調控，提升電網輸配變電設備整體負荷的適應性水平、電能質量水平；（4）加強多種電源發電企業應急管理工作，通過完善各個發電企業、輸配電網絡的應急預案和體系，建立健全電網的應急聯動機制，加強應急演練，形成機構多元化應急物資儲備方式，同時加強及時和長期電網穩定控制和減少電網事故造成的損失和影響范圍；（5）將多種電源電網的運營風險控制納入技改檢修項目計劃、管理制度和標準、日常生產工作計劃、培訓教育計劃中。

參考文獻

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作者簡介：嚴加義（1972-），男，貴州遵義人，貴州電網有限責任公司遵義供電局工程師，研究方向：電力系統運行。

（責任編輯：秦遜玉）