（数量经济学专业论文）基于全社会成本最低的电力规划方法研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文 摘要 迄今为止我国电力规划一直奉行一种由计划经济时期奠定的、以确定性目标为 核心的规划理念和规划方法，已经越来越不适应我国处于市场化改革的电力工业的 发展。因此，建立一套符合社会主义市场经济的新的规划理念和方法是一项十分迫 切的任务。 本文在分析了传统电力规划方法存在的问题基础上，提出了利用综合资源规划 的方法综合考虑电力供应侧和需求侧的各种资源，通过高效、经济、合理地利用供 应侧和需求侧资源，在保持能源服务水平的前提下，使整个规划系统的社会总成本 最小，并以海南省电力公司为例进行了实证分析。 关键词：电力规划，综合资源规划，需求侧管理，社会成本 a b s t r a c t u pu n t i ln o w , o u re l e c t r i cp o w e rp l a n n i n gs t i l lf o l l o w st h ep l a n n i n gi d e a sa n d m e t h o d st h a te s t a b l i s h e di nt h ep e r i o do fp l a n n e de c o n o m yw h i c ht a k e nac e r t a i n t yg o a l a st h ec o r ef a c t o r i td o e sn o tm e e tt h ed e v e l o p m e n to ft h ep o w e ri n d u s t r yw h i c hi si nt h e m a r k e t o r i e n t e dr e f o r m r e s e a r c ha n da n a l y s i st h o r o u g h l y ，i ti sav e r yu r g e n tt a s kt op u t f o r w a r das e to fn e wp l a n n i n gi d e a sa n dm e t h o d sw h i c ha c c o r dw i t hs o c i a l i s tm a r k e t e c o n o m y i nt h ec u r r e n tp a p e r , a f t e ra n a l y z et h ep r o b l e m so ft h et r a d i t i o n a le l e c t r i cp o w e r p l a n n i n g ，t h ep a p e rp u t sf o r w a r dt ou s et h em e t h o do fi n t e g r a t e dr e s o u r c ep l a n n i n g ，a n d c o m p r e h e n s i v ec o n s i d e r a t i o ni sg i v e nt ov a r i o u sr e s o u r c e si nt h ei n t e g r a t e dr e s o u r c e p l a n n i n g b ye f f i c i e n t ，e c o n o m i ca n dp r o p e ru t i l i z a t i o no ft h er e s o u r c e so nt h es u p p l y s i d ea n dd e m a n ds i d e ，i ti s p o s s i b l et om i n i m i z et h es o c i a lt o t a lc o s to ft h ew h o l e p l a n n i n gs y s t e mu n d e rt h ec o n d i t i o nt h a tt h ee n e r g ys e r v i c el e v e lr e m a i n su n c h a n g e d i m p l e m e n t a t i o no fs u c ha na p p r o a c hi s a l s od e m o n s t r a t e dt h r o u g hac a s e s t u d yo f h a i n a ne l e c t r i cp o w e rc o m p a n y z h o n gs u l i a n g ( q u a n t i t a t i v ee c o n o m i c s ) d i r e c t e db yp r o f z h a oh u i r u k e yw o r d s ：e l e c t r i cp o w e rp l a n n i n g ，i n t e g r a t e dr e s o u r c ep l a n n i n g ，d e m a n ds i d e m a n a g e m e n t ，s o c i a lc o s t 华北电力大学硕士学位论文 摘要 迄今为止我国电力规划一直奉行一种由计划经济时期奠定的、以确定性目标为 核心的规划理念和规划方法，已经越来越不适应我国处于市场化改革的电力工业的 发展。因此，建立一套符合社会主义市场经济的新的规划理念和方法是一项十分迫 切的任务。 本文在分析了传统电力规划方法存在的问题基础上，提出了利用综合资源规划 的方法综合考虑电力供应侧和需求侧的各种资源，通过高效、经济、合理地利用供 应侧和需求侧资源，在保持能源服务水平的前提下，使整个规划系统的社会总成本 最小，并以海南省电力公司为例进行了实证分析。 关键词：电力规划，综合资源规划，需求侧管理，社会成本 a b s t r a c t u pu n t i ln o w , o u re l e c t r i cp o w e rp l a n n i n gs t i l lf o l l o w st h ep l a n n i n gi d e a sa n d m e t h o d st h a te s t a b l i s h e di nt h ep e r i o do fp l a n n e de c o n o m yw h i c ht a k e nac e r t a i n t yg o a l a st h ec o r ef a c t o r i td o e sn o tm e e tt h ed e v e l o p m e n to ft h ep o w e ri n d u s t r yw h i c hi si nt h e m a r k e t o r i e n t e dr e f o r m r e s e a r c ha n da n a l y s i st h o r o u g h l y ，i ti sav e r yu r g e n tt a s kt op u t f o r w a r das e to fn e wp l a n n i n gi d e a sa n dm e t h o d sw h i c ha c c o r dw i t hs o c i a l i s tm a r k e t e c o n o m y i nt h ec u r r e n tp a p e r , a f t e ra n a l y z et h ep r o b l e m so ft h et r a d i t i o n a le l e c t r i cp o w e r p l a n n i n g ，t h ep a p e rp u t sf o r w a r dt ou s et h em e t h o do fi n t e g r a t e dr e s o u r c ep l a n n i n g ，a n d c o m p r e h e n s i v ec o n s i d e r a t i o ni sg i v e nt ov a r i o u sr e s o u r c e si nt h ei n t e g r a t e dr e s o u r c e p l a n n i n g b ye f f i c i e n t ，e c o n o m i ca n dp r o p e ru t i l i z a t i o no ft h er e s o u r c e so nt h es u p p l y s i d ea n dd e m a n ds i d e ，i ti s p o s s i b l et om i n i m i z et h es o c i a lt o t a lc o s to ft h ew h o l e p l a n n i n gs y s t e mu n d e rt h ec o n d i t i o nt h a tt h ee n e r g ys e r v i c el e v e lr e m a i n su n c h a n g e d i m p l e m e n t a t i o no fs u c ha na p p r o a c hi s a l s od e m o n s t r a t e dt h r o u g hac a s e s t u d yo f h a i n a ne l e c t r i cp o w e rc o m p a n y z h o n gs u l i a n g ( q u a n t i t a t i v ee c o n o m i c s ) d i r e c t e db yp r o f z h a oh u i r u k e yw o r d s ：e l e c t r i cp o w e rp l a n n i n g ，i n t e g r a t e dr e s o u r c ep l a n n i n g ，d e m a n ds i d e m a n a g e m e n t ，s o c i a lc o s t 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文基于全社会成本最低的电力规划方法 研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取 得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播 学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：导师签名： 日期： 华北电力人学硕七学位论文 第一章引言 1 1 论文的研究背景及选题意义 迄今为止我国电力规划一直奉行一种由计划经济时期奠定的、以确定性目标为 核心的规划理念和规划方法。在传统电力工业初期，外部环境和电力需求趋势相 对稳定，对未来负荷需求的预测可以作为确定信息加入到规划过程中，根据预测负 荷的大小、布局、曲线形状等，确定电源结构、电源布局、电网扩建等决策信息， 其目标是以最经济、合理、可靠的方式满足给定的负荷需求。由此可见，传统电力 规划( t r a d i t i o n a lp 1 a n n i n g t p ) 方法是从供应侧被动地满足给定的负荷需求，以 尽可能少的发、输、配电设备的投资和运行费用，提供给需求侧可靠的电力服务心1 。 因此传统规划也称为供应侧规划( s u p p l y s i d ep l a n n i n g s s p ) 。供应侧独立规划 最早做法是在方案比较为基础上，由规划人员凭借主观经验预先确定若干个基本可 行方案，再通过生产模拟等手段对方案进行评估决策，从中挑选出合适的方案作为 最终决策方案。其存在的主要问题是： ( 1 ) 没有考虑到供给的效率。为满足需求，可以给出不同的供给方案，对应 于每一种供给方案，其效率是不同的。而不同的供给方案又将对应不同的投资方案， 由于缺少这一领域的研究探索，我国电力供给效率处于一种低下的状态。 ( 2 ) 没有考虑需求侧提高能效。对应于不同的能效，电力使用效率及电力的 需求特性会有变化。为了满足供需平衡，可以有两种途径一一增加供给或者提高能 效以降低需求。科学规划的任务是对这两种方式的边际投入进行比较，寻求最佳选 择。 ( 3 ) 没有考虑电力项目对环境、生态的影响，以及清洁能源的使用对于全社 会成本的影响口1 。 ( 4 ) 电力产业发展需要上游或周边相关产业的支持，电力产业发展同样需要 下游产业的消化，将电力产业与相关产业置入一个大系统中以和谐协调发展为目 标，求解各种相关关系是对原规划的纠正和发展。 ( 5 ) 原有的规划目标过于单一。按照惯例，规划内容包括对现状的分析、电 力需求预测、电源规划( 包括数量、结构、布局、重点) 、电网规划以及投资估算 等。我国人多地少水少油少，许多资源人均占有量远远低于世界平均水平。经济快速发 展的同时，生态环境恶化趋势尚未根本扭转。资源和环境的严重制约，决定了电力规划 的理念和方式都要进行根本性转变，找到一条可持续发展的道路h3 。因此，建立新的科 学规划方法就要兼顾资源的有效利用，结构布局合理与相关经济部门协调，环境的 保护与治理，技术进步，提高全社会能效，降低全社会成本，改善服务，实施全社 华北电力大学硕士学位论文 会普遍服务，电力和能源安全等多重社会需求目标。 电力规划是一项非常复杂的系统工程，其复杂性突出表现在具有规模大、不确 定和不精细因素多、涉及部门及专业领域广的特点。电力规划工作不仅需要大量有 关社会经济发展的历史数据及其分析，还需对电力供需现状进行深入的调查，同时 亦要对社会经济发展有比较全面的认识和准确的把握。 2 0 0 2 年底，两个电网公司、五个发电集团公司和四个辅业公司、国家电力监管委 员会的成立，标志著电力市场化改革的进一步深化。政企分开和厂网分开后，无论是电 网公司还是发电公司，不再行使政府职能，也不承担政府的社会责任，作为电力市场主 体和法人实体，在国家宏观调控和市场监管下，参与市场竞争。利益是电力企业进行投 资经营活动的主要驱动力，市场主体的多元化必然带来利益多元化。建立和完善竞争性 电力市场，意味着规划边界或基础即电源布局和时序、电力需求分布、电力潮流、市场 竞争模式的不确定性增加，电力规划的理论基础、研究内容和实现方式都带来根本性变 化。 在实行“厂网分开、竞价上网 后，电力规划工作的难度进一步加大，过去的一些 规划理论与规划方法已经不能适应新的发展需要，这就要求我们在新形势下必须加强规 划研究工作，采用现代化的理念和设计手段，吸收国际上先进的理论和实践经验、先进 的软件技术，并结合中国实际创造出有中国特色的电力规划新理论、新方法，综合考虑 电力需求及其分布的波动性和随机性，实现科学合理布局、优化配置资源、满足经济社 会发展的需求。本论文就是基于以上的想法，采用综合资源规划( i n t e g r a t e d r e s o u r c ep l a n n i n g ，i r p ) 等成熟的方法对这些方面的内容进行研究。 2 0 世纪7 0 年代，在两次石油危机之后，国际上许多国家的电力公司为克服经济 体制变化、资源短缺、燃料价格上涨、环境挑战、政府的严厉管制、公众舆论对电 价上升施加压力等困难，以尽可能低的成本保证电力供应，开始实施综合资源规划 和电力需求侧管理( d e m a n ds i d em a n a g e m e n t ，d s m ) 啼1 。综合资源规划是识别、选 择和调整供应侧和需求侧资源，以“最小成本 来满足用户需求而进行的资源规划 1 。这个“最小成本 还包括环境成本和社会成本。电力需求侧管理是指通过提高 终端用电效率和优化用电方式，采取有效的激励措施，引导电能消费者改变用电方 式，产生希望的负荷形状，使电力资源得到优化配置的用电管理活动伯1 。 传统的电力规划方法与综合资源规划方法的区别如表1 - 1 所示。 2 华北电力大学硕+ 学位论文 表卜1 传统的电力规划方法与综合资源规划方法的区别 传统的电力规划综合资源规划 仅着鼋于供虑侧电力公 资源选择司的电力资源，如大型 同时考虑供应侧和需求侧资源的多样化 电厂 资源所有权电力公司多样化：用户、中介服务商、电网公司 规划准则电价及可靠性兼顾用电费用、燃料多样化、风险和不确定性 还包括用户服务与推销部门、用户、环境与公共 参与者系统与财务规划部门 利益团体、政府法规机构及其他专家 高成本高风险资源选择灵活、低风险 用户难以承受改善服务质量，用户欢迎 规划效果 环境恶化降低污染 非良性循环最小费用增长 1 2 国内外研究现状 在己放松管制的电力市场国家，如英国、澳大利亚、挪威和美国等，都没有集中的 发电规划，发电容量的增加靠市场提供的经济信号和用电需求信息调节；一般来说都有 统一的输电规划哺，。 在英国，没有集中的发电规划，输电规划由国家电网公司负责。输电规划必须满足 用户需求和安全标准。安全标准是电力监管授予的国家电网公司特许经营权的一部分。 在澳大利亚，各州电力市场和国家电力市场没有集中的发电规划过程，发电决策留给市 场，输电规划仍然由各州的电网公司负责；国家电力市场和电力系统运行机构负责互联 电网的协调规划。在挪威，同样没有集中的发电规划，电厂的新建、改造和退役完全由 发电企业决定，同时自我承担风险；电厂的建设必须得到电监会的特许经营权，即须经 政府批准，发给建设经营许可证；输电的可靠性、输电规划和输电定价由电网公司负责， 但在没有征得输电用户的咨询意见情况下，电网公司不能决策建设投资。在美国，没有 集中、协调的发电规划，发电厂的新建、改造、退役和容量买卖由各个发电企业决定， 风险自担；输电规划的责任不明确，期望新建立的i s o 或区域输电组织( r t o ) 来解决 该问题，参与区域输电规划，但它们不拥有输电资产。因此，输电规划要适应各种可能 3 华北电力大学硕士学位论文 的电力交易变得相当困难，存在潜在的可靠性问题。 综合资源规划是在传统的电力规划的基础上发展起来的，因此对原有的概念和方法 既有继承又有更新和发展。国外从2 0 世纪8 0 年代开始研究综合资源规划n 副，国内的研 究从9 0 年代开始起步。 1 2 1 国外研究现状 国外发达国家的电力市场运作时间较长，配套的理论研究也较为完善，奠定了 极为坚实的理论基础，同时也积累了丰富的实践经验。这些研究成果对于我国用电 市场的研究有很好的借鉴和参考作用。 在电源规划方面，文献 9 用博弈理论进行建模，文献 1 0 采用m u l t i - a g e n t 模拟 市场的方法进行建模，这两种方法在电力市场模拟中被广泛应用，引入到市场环境下电 源规划的研究也是理所当然。而在该类方法中，根据建模的确定性，又可划分为两类：( 1 ) 确定型市场模型；( 2 ) 随机型市场模型。文献 1 1 提出了随机型市场模型，通过建立水 文、需求、机组故障率、价格波动等随机模型，实现在市场环境下电源规划中充分考虑 上述因素的随机性。文献 1 2 提出了在市场环境下配电公司( d i s t r i b u t i o n c o m p a n y d i s c o ) 进行分布式电源规划的模型与方法，假定在签订固定的双边合约的市 场模式下，追求投资加运行成本与不可供电损失之和最小。 1 9 8 2 - 1 9 8 4 年，美国电力研究院( e p r i ) 开始了d s m 和i r p 项目的研究和开发， 取得了丰富的经验。它证明了在能源短缺或新能源布点困难的情况下，实施d s m 和 i r p 的有效性，并在2 0 世纪9 0 年代中期将其运用于印度尼西亚的电力市场，同样 取得了成功。经过2 0 多年的探索和实践，积累了丰富的经验，d s m 和i r p 已成为可 持续发展的重要支持手段。在日本、加拿大和欧洲等一些国家和地区也得到了应用。 文献 6 针对发展中国家存在的问题和正在进行的改革，重点把i r p 作为电力 规划的一个工具。同时考虑了i r p 的优点和进行该规划过程中的障碍一一过去遇到 的和结构变化可能带来的障碍。然后讨论了能够使得i r p 方法完全利用的缓和电力 部门问题的相关政策。最后指出，虽然在某些地区i r p 的重要性已经降低，但是对 于发展中国家仍然是有益的。文献 1 3 在规划中考虑了需求侧资源，但没有区分不 同措施进行量化，这些问题都有待进一步研究和完善。文献 1 4 研究了埃及配电公 司的长期i r p 及需求侧管理的实旌过程和结果的一个具体案例。该案例首先研究 i r p 的多种可能的目标，最后在整体规划中对其进行量化和质化的比较，从而确定 实施i r p 是可行的。文献 1 5 以非洲为例，详细描述了一个供给与需求侧如何符合 国家在2 0 0 4 至2 0 2 0 年间的目标，文章中使用了风险评估方法，描述了其利用计算 机为该特定案例所设计的模型，并给出了利用该模型所得到的结论，最后文章提出 利用套期保值来规避风险。文献 1 6 描述了用一种长期的确定最优i r p 程序来扩建 4 华北电力大学硕士学位论文 电力系统基础设施的方法。相关的成本是建立在所谓的与一种高级的动态规划技术 相联系的分步法的基础上的，它考虑了内在的和系统方法中相关的不确定性。该方 法的主要优点是将限定系统可靠性与估计产品成本通过一种快速而有效率的算法 结合起来。由于推断出的扩展的状态描述包括了相关动态规划公式，该方法也允许 迅速计算假定的数据集的最优计划设想。此外，可以利用该方法进行相关的各种风 险和方案分析。文献 1 7 深入分析了i r p 各个步骤的计算方法。 1 2 2 国内研究现状 我国于1 9 9 2 年引入综合资源规划的概念，并相继在深圳、上海、华北、北京、 辽宁、福建、浙江、广东等省市及大庆油田、胜利油田和上海石化等企业建立了示 范工程 1 9 o 综合资源规划技术正在实践中不断完善和发展，而对于我国来说它们还 处于启蒙阶段，近些年来的研究主要集中在以下几个方面： ( 1 ) 研究电网调度者如何根据各类用户签订的可中断负荷合同，削减电网峰荷 ( 年峰荷、日峰荷) 的最优调度方案及其数学模型。 ( 2 ) 探讨实现电力需求侧管理的自动化监控技术，如负荷控制系统、自动读表 系统、以及适合于需求侧管理的公用事业网络的体系结构。 ( 3 ) 分析中心大城网供需关系紧张时需求侧的用电行为，以及中心大城网电压 崩溃的潜在危机，研究实行“可削减负荷”、配置自动减负设备的必要性。 ( 4 ) 研究发现“电力消耗零增长”的新方案。利用政策法规的调整及电价杠杆 调节的综合作用，取得电力消耗零增长的效果。 文献 4 对我国电力行业应用综合资源规划方法的必要性进行了论述，并对如 何应用提出建议。文献 1 8 围绕国家2 0 0 6 年主要经济工作任务，结合我国电力需 求侧管理发展现状，分析2 0 0 6 年电力需求侧管理相关任务，重点提出了开拓农村 用电市场、建设节约型社会、实现综合资源规划和建立电力需求侧管理长效机制等 4 个方面的工作，并对相应的措施提出建议。文章提出将电力需求侧管理纳入综合 资源规划以及电力发展规划，强化电力需求预测工作。文献 1 9 针对常规的电力系 统规划与运营中，人们只注重电源的资源，而往往忽视了需求侧管理所能产生的有 效资源，这对充分竞争和开放的电力市场而言无疑是一种巨大的浪费的问题，指出 综合资源规划给我们提供了一条有效的途径。各电力公司应该从战略上采取相应的 对策，研究市场变化对综合资源规划方案的影响，积极鼓励采用新技术和新设备， 促使电力工业长期可持续发展。文献 2 0 分析了我国传统的电力规划方法存在的问 题，论述了在厂网分开的电力市场环境下我国实施综合资源规划的可能性和必要性，并 分析了我国目前应用这一方法存在的政策、体制方面的障碍并提出了改革建议。文献 2 1 对电源规划、维修规划、发电机起停规划以及火电水电运行规划分别进行了建模，其内 5 华北电力人学硕十学位论文 容包括：各类规划模型的目标函数建模、约束条件设定及其意义、模型求解方法等。文 献 2 5 尝试建立电力工业持续发展的统一规划优化模型，协调考虑国家能源政策、一 次能源开采能力与运输限制、环保问题、合理装机容量、电源结构优化、系统调峰问题、 电源布局优化、电源电网协调发展以及电力投资决策对后续发展的影响，为寻求科学的、 经济的、可持续的电力发展方案提供决策支持。整个模型已经在江苏省2 0 2 0 年电力发 展规划研究中得到验证，但在电力规划中没有考虑需求侧资源。文献 2 s 介绍电力部 门降低污染物排放的必要性、可行性以及需要采取的一些措施，并介绍由泰国亚洲理工 大学( a i t ) 开发的考虑环保因素的综合资源规划软件( i r p a ) 及其规划思路、所需数 据和特点。对我国某省2 0 0 3 年，- - - - 2 0 1 7 年的电力发展进行了规划研究。文献 2 9 给出了 电力市场环境下的电源规划模型，为了从根本上克服“组合爆炸”问题，结合电源规划 具体工程实际，提出了一种实用且快速的电源规划算法，以电源投资费用等年值最小为 目标函数，结合了相关技术约束( 水火电平衡、电力平衡、电源投产电厂开工时间) 条件， 通过对一个实际系统的测试，表明提出的模型和算法是可行、有效的。文献 3 0 对传统 的电源规划模型结合需求侧管理、考虑环境保护和电力市场环境下的电源规划模型进行 了详细的研究，总结了实施需求侧管理、环境保护对电源规划的影响和电力市场改革对 电源规划的新要求，分析了各种模型中电源规划目标函数和考虑约束条件的不同。然后 将电源规划问题所采用的求解方法主要分为数学优化方法和人工智能方法进行归纳，包 括动态优化法、混合整数规划法、专家系统、模糊理论、遗传算法和人工神经网络等， 对比了各种方法的优缺点。最后阐述了当前电源规划过程中尚待深入研究的问题。 然而，总的看来，国内外关于综合资源规划的研究大多只是对理论框架进行了 阐述，并没有形成系统、全面、成熟的规划模型。如何在考虑因素的全面性和模型 求解方法的简洁之间取得合理的折衷，仍有待于作深入研究心引。 虽然综合资源规划在国外已经有2 0 多年的实践经验，但在我国还是一个需要 继续深入的研究领域，尤其是如何在我国电力市场环境下开展综合资源规划更值得 探讨。 1 3 论文主要研究内容及框架 本文在综合资源规划的理论框架下，力图创建一种适应电力市场化改革，反映社 会多重目标，除了考虑电力公司资金成本、运营成本，还考虑用户成本及诸如环境成 本这样的社会成本的方法，在此基础上提出了一个线性规划模型，其目标是使得全 社会成本最低，并利用海南省的实际数据进行了实证分析。 本文在分析现行规划有关问题的基础上运用成熟的综合资源规划方法，通过本 论文研究总结提炼出适合我国现阶段经济和社会发展的基于全社会成本最低的，顾 及供给和需求效率能耗的，适当量化的新的规划思路和方法。主要研究了以下内容： 6 华北电力人学硕十学位论文 ( 1 ) 将电力需求侧管理纳入科学电力规划。电力需求侧管理不仅是对用户的管 理和服务，它也能成为一种资源，这种资源在科学电力规划中可以用如下几种方式来体 现：一是能效电厂：二是通过各种方式降低用电单位消耗强度，从而降低全社会单耗及 需求：三是通过灵活的市场交易调节用户需求，优化需求曲线，有效地利用发电能力， 也是降低供给配置从而节省资源的方法。 ( 2 ) 考虑环境成本，通过排放成本的对比导出最佳电源开发组合，以及对行业进 行排放治理的社会成本一收益分析。 ( 3 ) 以本研究成果选择海南电网进行实证分析并将分析结果与传统规划进行 对照。 论文主要包括六个部分： ( 1 ) 引言。分析本文选题的背景及意义，并对国内外综合资源规划的开展情 况和现状进行了综述。 ( 2 ) 介绍电力规划的基本概念、规划程序、我国电力规划的具体实践及存在 的问题。 ( 3 ) 介绍了综合资源规划的历史发展、理论框架、实施步骤。 ( 4 ) 运用综合资源规划的思想建立模型，并进行实证分析。 ( 5 ) 分析综合资源规划在我国实施的可行性，存在的问题以及解决方法。 ( 6 ) 总结和展望。总结本文的研究工作所得到的结论以及需要进一步作深入 研究的问题。 7 华北电力大学硕士学位论文 第二章我国电力规划的现状和存在的问题 2 1 电力发展规划的一般概念 2 1 1 电力规划的概念 电力系统规划是预见电力系统中潜在的技术和经济问题，以及系统内的不充裕 性，建议可能解决的发展方案( 例如增加新设备和线路等) 及投资的工作，在决策 过程中要考虑技术、经济、社会和环境等许多因素，研究电力工业与其它各国民经 济部门间的合理比例关系，电力工业内部发、输、变之间的比例关系，电力工业的 发展速度、发展规模，电力工业布局，燃料动力平衡，电力工业科学技术进步，电 力工业经济效果等重大问题，做出长远的科学的安排。 2 1 2 电力规划的分类 2 1 2 1 电力规划的特点 电力规划与其他规划相比存在着显著的不同点。 ( 1 ) 电力是一个产需随时平衡的产业。这使得电力规划必须进行电力平衡作 业。电力供需的不平衡给社会带来的后果有时是十分严重的，而电力的需求又是2 4 小时不断在变化的。为了满足这种特性，电力工业的产能必须大于需求，超出的部 分称作备用。备用小了对社会对经济不利，备用大了又会造成设备利用率下降造成 全社会的浪费，因而电力规划可以说是备用选取的艺术成果。 ( 2 ) 目标的多重性。一个合格的电力规划应当包括实现对社会、对政府、对 个人的各种目标，例如产业增长，满足需求合理利润率，足够的市场份额，对命脉 产业的控制度，质量与安全，研发与技术进步，环境的保护，企业的社会责任，效 率，风险以及全社会成本最低等。 ( 3 ) 规划边界条件的不确定性。由于电力规划同全社会、各种电力需求者、 主要的供给条件( 一次能源的生产供应、设备的供给、国土、水资源、环境空间等) 有着紧密的关联度，它们当中的任何一个因素发生变化都会影响到电力规划的产出 结果，而且事实上这些边界条件每年都在变动，因而电力规划必须滚动修订，而且 滚动的周期相当短，根据近年来的经验，一般1 2 年就需要滚动修订一次。 ( 4 ) 规划的层次性。电力规划的层次性源于电网的层次性。电网是由各级地 区的输电网、配电网构成的，电网安全性分层管理这是电力工业的自身的客观规律， 已经纳入到各类规范规程，所以规划也要遵循分层分区的原则，但不管怎样分，电 8 华北电力大学硕士学位论文 网规划必须是统一的。 2 1 2 2 电力规划的分类 ( 1 ) 按时间划分为长期规划、中期规划以及短期规划 长期规划也叫远景规划，规划期一般为十五年以上至三十年。长远规划是战略 性计划，在电力规划中占有特别重要的地位。它的主要任务是确定并解决电力工业 发展中的重大问题，如确定电力工业发展的战略目标、战略重点，调整电力生产结 构，合理开发和利用动力资源，实现电力生产的合理布局，确定电力科学技术的发 展方向，采用重大的技术经济措施，预测用电增长的趋势及电力负荷的构成和分布 规律等。 中期规划一般为十到十五年计划。我国过去基本不做十五年以上的规划，故一 般将中期规划称为长远规划。中期规划也属于战略性计划，只是在确定战略目标等 任务时，比长远规划略为具体一些，细致一些，明确一些，不确定因素也少一些。 短期规划是指五年计划，支持近期的系统发展需要。制定五年规划的基本依据 是中长期规划，是中长期规划的继续和深入化、具体化。由于这种计划的期限较短， 不确定性因素较少，能见度较高，因而可比较准确的衡量计划期各种因素的变动及 其影响，可以在人力、物力、财力等综合平衡的基础上将长期规划中提出的各项任 务具体化，可以对形成中长期规划中的战略目标的措施做出具体的安排，使中长期 计划的执行成为可能。 ( 2 ) 按电力生产的主要环节电力规划可划分为发电规划和电网规划 发电规划也称电源开发规划。发电规划的目的，是根据规划预期的电力需要， 在保证规定的供电可靠性条件下制定最经济的新增供电能力计划。发电规划的内容 包括：负荷预测，电力电量平衡( 包括确保规定的备用电量) ，确定经济合理的电 源结构，确定各种形式的发电厂的建设地点和建设时间，调查和落实各电厂的运行 条件、与系统的协调、以及燃料费用等的影响，选出最佳的电源结构和最佳的电源 建设方案。 由于电能的生产与消费的同时性特点，要求电能的生产与消费之间保持等量平 衡。电能从电厂送达用户，中间要经过送变配电各个环节。如果其中的某个环节发 生障碍，就会破坏电能的生产与消费之间的平衡，整个电力系统的供电可靠性就将 受到影响。因此，在做好发电规划的同时，也应做好送、变、配电设备的建设规划。 没有经济合理的与电源发展规划相适应的电网建设规划，并付之实施，最佳的发电 规划是不能实现的。编制电网规划主要考虑两个因素，即：需电多少及地点：电源大 小及地点。同时还应了解需求月供电能力随时变化的规律，将两者经济可靠的结合 起来。 9 华北电力大学硕士学位论文 2 1 3 电力规划的主要内容 电力规划的任务是研究分析电力开发的战略性条件，探寻发展规律，提出电力 企业远景发展的战略、目标和方针，对电源开发及网络发展做出决策。 电力规划是一个系统性工程，牵涉面广。电力发展规划应在有关设计规程、导 则的指导下，在充分调查研究的基础上，根据社会经济发展规划，经过论证比较， 形成多方案的电力系统发展规划。电力发展规划必须进行近、中、远期规划。主要 内容包括： ( 1 ) 分析现有电力系统概况。分析现有电力系统规模，电力市场构成、供需 状况，电力系统的设备和运行状况，与周边地区电力系统的关系，系统存在的问题 等。分析电力工业现状并明确存在的问题，是电力规划的基本出发点。 ( 2 ) 电力需求预测。电力需求预测是电力规划最重要的组成部分，必须在分 析研究电力需求发展、组成及负荷的特性，进行广泛的社会市场调查的基础上，总 结分析电力市场发展的趋势及电力消耗的各项主要指标，分析政府提出的社会经济 发展规划以及产业结构变化情况，找出与电力需求发展相关的因素和规律，从而得 出电力需求预测各项指标。同时，必须预测所在系统的电力负荷特性，进行分区电 力需求预测。电力需求预测必须有多方案的预测结果，以适应发展的不确定性。国 民经济各部门及人民物质文化生活对电力电量的需求的不断增长是电力工业发展 的基本推动力，也是电力工业发展的基本依据。因此，准确地预报用户对电力电量 的需要量及其特性，是电力规划的基础工作。 ( 3 ) 电源规划。电源的种类、分布、特性及规划方案直接影响到电网规划方 案、系统运行的可靠性、稳定性和经济性，是电力规划的重要组成部分。电源规划 应根据电力需求预测结果，对规划的全区及分区进行电力电量平衡，在考虑满足电 力需求发展需求和系统安全、稳定、经济运行的前提下，根据自身能源状况进行电 源规划。同时，根据相邻地区的资源状况，从资源优化配置的角度出发，论证区域 间电力交换的可行性和数量，提高社会整体效益和企业的经济效益。电源规划必须 进行多方案优化，以实现区域资源最大优化效益。 ( 4 ) 电网规划。电网是实现电力供应的重要环节，主要包括输电网和配电网， 合理、强大的电网是发电、输电、用电顺利进行的根本保证，电网规划必须根据电 源分布、负荷分布、区域间功率交换、设备制度供应、技术条件、建设条件、资金 供应的因素来规划网络结构，在进行多网络结构方案技术、经济比较的基础上，提 出经济可行、满足需要的电网规划方案。 ( 5 ) 联网系统。考虑与周边系统联网的可能性和实施方案，通过不同地区负 荷自然互补特性，降低系统整体备用容量，节约投资，以提高系统运行抗风险能力 和整体效益。 1 0 华北电力大学硕士学位论文 ( 6 ) 大中型电厂发电机组的选择。应优先考虑安装大容量的机组。随着电网 的扩大，系统用电结构和用电方式的变化，系统中峰谷差越来越大，因此，调峰问 题越来越突出，在电力规划中也应注意调峰机组的安排。 ( 7 ) 制定节能规划。在电力规划中因地制宜地对现有中、低压机组地改造做 出安排也是电力工业内部节能的一个主要方面。 ( 8 ) 一次能源和设备供应。电力生产需要大量一次能源，主要有煤炭、油、 气、核原料等，根据电源结构及能源供应市场，对能源供应做出平衡、规划。同时， 分析能源条件和交通运输条件，针对国内外电力设备供应状况、价格、资金市场， 对设备供应做出评价。 ( 9 ) 环境评价。电力工业同样产生污染，必须对电力发展所造成的对环境的 污染做出研究和评价，采取必要的措施，使之符合可持续发展战略政策。 ( 1 0 ) 资金筹措和经济效益评价。估算电力发展所必须投入的资金以及筹措途 径、方式，提出规划期内的资金流；对电力发展做出比较详细的经济效益分析和评 价，预测电价。 ( 1 1 ) 人力资源规划。人是社会发展的主体，电力系统的不断发展需要大量的 管理、技术人才。根据电力规划方案，提出企业对各种人力资源的结构、需求和配 置方案，应考虑人才储备和培训。 2 1 4 电力规划的编制原则 电力规划编制的主要原则：电力发展规划应遵循科学、客观、全面、合理、经 济、可操作、满足社会经济发展和人民生活需要、与社会各行业协调发展、满足技 术规程要求、有利于运行管理、适度超前的原则。电力发展规划必须进行近期、中 期和远景规划，做到近细远粗、远近结合。近期规划是解决问题，远景规划是发展 问题。 1 9 9 7 年电力工业部编制的电力发展规划编制原则( 试行) 【3 5 】是在分析当前 规划工作存在的问题和吸收借鉴国外先进经验的基础上，强调加强电力市场的调查 分析和预测工作，为积极开拓电力市场服务；强调坚持全国、区域电力资源优化配 置的原则；贯彻节能及重视环保的精神；强调坚持可持续发展战略：强调电力工业 结构调整优化，强调坚持并不断完善“大家办电厂，国家管电网”的原则，加强项 目资本金制度、采取合理融资模式为重点的投融资规划，强调加强规划期电价预测 分析工作，强调加强规划的管理工作，强调加强综合评价等。 2 1 4 1 电源开发规划的程序 ( 1 ) 资料的收集和论证。主要是厂址、发电能源及用户用电资料的收集( 调 查研究) 和评价，并进行电力负荷预测。 1 1 华北电力大学硕士学位论文 ( 2 ) 确定供电能力。根据用户用电需要及电力系统的备用要求，提出电力系 统必须具备的供电能力( 或发电能力) 。 ( 3 ) 电力电量平衡。电力电量平衡包括能源供需预测，电源结构论证以及发 电项目和主要输电项目的技术经济论证。 ( 4 ) 提出各种可能的电源开发方案，根据规划地区内的动力资源条件及电厂 厂址条件提出各种可能的电厂建设方案。 ( 5 ) 资金与经济效益评估。对各种可能的电源开发方案进行经济性评价。这 种评价包括投资估算，年经营费用计算，以及技术经济效果指标的计算，并对各方 方案的经济性指标作对比分析。 ( 6 ) 确定最佳电源开发规划。最佳的电源开发规划应该在满足用户用电需要， 保证供电可靠性，与整个电力系统的配合，注重能源的使用及效率，对环境的适应， 对电力系统开发的适应及经济效果指标等方面均是最佳的或综合起来是比较好的。 2 1 4 2 电网规划编制程序 传统的电网规划的依据有三个：一是规划期间的负荷增长及电源规划方案；二 是作为技术依据的电力系统安全稳定导则和电力系统技术导则等；三是规 划目标，即以电力建设和运行费用最小为目标。 1 、原始资料的收集和论证。主要工作为地区用电需求预测规划等，一般须具 备以下一些基础资料和数据： 1 ) 规划年度负荷预测资料。包括负荷总水平、分区及分变电所的电力电量预 测数据以及必要的负荷特性参数。 2 ) 设计年度电源( 现有和新增) 情况，包括厂址位置、装机容量、单机容量 和机组类型等。对水电厂，还应有不同水文年发电量、保证出力、受阻容量、重复 容量、调节特性等。 3 ) 现有电网( 包括在建和已列入基建计划的线路和变电所) 系统图和有关参 数，包括电压等级、网络结线、线路长度、导线型号，变电所主变容量、型式、台 数等。对于规划网络的发展情况，主要包括可能架设新线路的路径、长度，变电所 扩建和待建变电所所址资料，施工建设条件等。 2 、制定连接系统规划。根据电源和地区负荷分布及线路地址条件，制定电网 规划时必须满足一定的技术标准。我国电网规划依据的技术标准主要是电力系统 安全稳定导则和电力系统技术导则，这些技术标准属于强制性标准。 3 、环境条件分析，包括： 1 ) 确定供电薄弱环节。供电薄弱环节主要是指原有线路的送电能力或原有系 统的设备容量不能满足供电地区的用电需要，或出于用户用电的增加及电源发电能 力的增加，原有系统难以适应这种变化，必须对原有输电系统进行更新改造。 1 2 华北电力大学硕十学位论文 2 ) 确定不经济的设备退出运行。原有系统中的某些设备尽管还可以满足供电 的需要，但由于设备已经老化，或者由于效率太低、损失过大、运行费用太高，应 该及时更换新设备。 3 ) 确定因社会环境条件变化而必须改建或迁建的送变电项目。由于城市的建 设规划、道路建设、公共设施的建设以及美化环境的要求，需要改变原有的电力系 统中的某些元件的配置( 包括线路定向和变电所布置) ，对已经规划但未建设的系 统设施重新做出安排。 4 、制定规划方案。提出的各种送变电规划方案既要满足系统供电要求，又应 力求技术上先进。 5 、技术经济评价，主要包括： 1 ) 社会环境的适应性。分析方案是否满足社会环境方面提出的要求，并确定 其满足的程度。 2 ) 供电可靠性。分析各可行方案是否能满足规划地区的供电可靠性要求并满 足的