大用户直供对电网安全造成风险和应对措施探究

1、大用户直供对电网安全造成风险和应对措施探究【摘要】随着我国电力市场改革的深入开展，发 电侧市场化改革已经开始，并取得了初步成效，但供电侧依 然处于垄断状态，为了打破垄断，国家颁布了相关政策，允 许在具备条件的地区，开展发电企业向较高电压等级或较大 用电量的用户直接供电的试点工作。在这种环境下，本文选 择了对大用户直供问题进行研究。结合国外经验并考虑了我 国的实际情况，分析了我国实行大用户直供所面对的问题及 其应对措施。【关键词】大用户；电网安全；安全性；经济性；电力 市场化；输电容量；需求侧管理0引言电网安全控制与管理，是大用户直供能否得以实行的关 键。在理想的直接供电中，电力系统中任意节点的

2、发电机可 以自由地向任意节点的大用户负荷供电，从而实现市场的最 大自由度。然而输电系统的两个基本特性输电阻塞和网 损极大地限制了这种自由度。其中输电阻塞对电网安全运营 有直接的影响，开展大用户直供可能加大电网的负担，影响 电网安全。在电力市场化以前，由于系统调度和各发电厂同属一个 实体，输电阻塞管理只需由垄断电力公司中的调度员向各个 电厂发出调度指令，根据需要调节机组出力，直至电力系统 运行在输电约束之内即可。对于必须进行切断电才能维护系 统安全的阻塞，则是按国家制定的切断电顺序进行，不是根 据经济性原则进行排序。在今后的电力市场化改革中，输电系统和发电厂成为彼 此独立的经济实体，负责系统运行

3、的独立系统调度员（iso） 必须平等对待各个市场参与者，在社会效益最大化和购电成 本最小化等目标下找出合理的输电阻塞管理方法，调整网络 潮流，在保证系统安全的同时，也要维护市场的经济效率。 同理对于切断电的排序也要将安全性和经济性相结合来制 定。1电网公司的应对措施1.1通过技术手段巩固电网1.1.1输电容量限制是引起阻塞的直接因素之一，输电 容量限制是指线路过负荷限制、电压崩溃限制、暂态稳定限 制，造成对电网输电容量的限制。在实际电网中，可以通过 控制母线运行方式（拓扑结构调整）以及调节变压器抽头、 移相器、facts装置等操作整合网络资源，来调整电网结构 化解阻塞。1.1.2注意对大用户侧

4、接入参数进行控制。大用户的电 压等级相对较高，因此其用电的功率因数大小，特别是高峰、 低谷不同时段功率因数的变化，将直接影响电网的电压水 平，进而影响到电网的安全稳定运行及电能质量水平。所以 “过网直供”的大用户在接入电网时还应符合电网有关标 准，如大用户对电网产生的谐波、频率控制等问题，要符合 电网监测和限制的范围。1.1.3从长远来看，电网公司应进一步规划好电网传输 能力，计划安排好输电网络建设，使输电容量分布合理，尽 量减少阻塞发生的可能性。由于“过网直供”可能会给电网 安全稳定带来一定影响，必须进行必要的潮流、电压及安全 稳定性校核。对大用户直供电进行模拟分析，对电网安全做 好预测管理

5、和实时监控管理工作，并防止线路阻塞的发生。1.2通过市场手段来化解阻塞1.2. 1由iso负责确定用于消除阻塞的措施。iso有权 采取以下措施：对发电机进行再调度，即要求发电机改变 预定出力。英国电力市场采用这种方法；从缺电区的发电 公司中购买相应的电量供给该区内的负荷，以减少通过阻塞 的线路的功率，瑞典电力市场采用这种方法。采用这种方法 进行阻塞管理所需的成本由iso按约定的规则分配给有关参 与者，不同的电力市场采用的分配规则不同。在西班牙，该 成本由被削减出力的发电机自己承担；而在英国则以附加费 的方式平均分摊给所有用户。也可以采用其他方法，如由造 成拥挤的参与者承担（这并不容易确定），也

6、可以只分摊给 电力缺乏区的用户等。这种方法有以下缺点：难以刺激市场 参与者事先采取相应的措施，以避免造成阻塞；如何合理分 摊阻塞管理所引起的成本是一个尚未很好解决的问题。1.2.2 “市场分裂法”，在美国加州和北欧电力市场得 到应用。在出现阻塞时，原来统一价格的整个电力市场就分 裂为具有不同电价的2个或多个区域。通过这种方式减少存 在阻塞的区域间的电力交易，达到消除阻塞的目的。这种方 法有以下优点：提供了长期经济信号。对于拥挤通道的下游 区，由于电价偏高，用户会倾向于选择其他能源供应；而投 资者受到高电价的吸引，乐于在电力缺乏区建造新的发电 厂，这样可以达到优化资源配置的目的。阻塞引起的分区价

7、 格对所有的市场参与者都是透明的。但对于环网，尚不存在 广泛认同的合理划分区域的有效方法。1.3实行需求侧管理对于一个有限资源的电网，其供电能力除了受电源大小 和线路容量限制外，主要还由系统的负荷特性决定。在电源 和线路容量一定的条件下，只有通过调整系统的负荷特性来 更大限制的利用电力资源，缩小峰谷差，减少拉闸停电现象。 而电力系统的负荷方式主要是由终端用电方式决定的，要改 变电力系统的负荷方式就要改变终端用电方式。由于大用户 的用电量大、用量规律性强，所以对大用户负荷的调整能快 速改变系统负荷特性。通过对大用户主要的需求侧管理，将 大用户的电力需求从电网负荷高峰期削减、转移或增加在电 网负荷

8、低谷期的用电，以减少日或季节性的电网峰荷，以期 提高系统运行的可靠性和经济性，同时又能使大用户享受低 廉的低谷电价以降低平均用电成本。主要措施有：13. 1整作业程序调整作业程序即是在工业企业中把一班制作业改为二 班制，把二班制作业改为三班制。作业制度大规模的社会调 整，对移峰填谷起到了很大作用。对于客观上不需要多班连 续作业的工业企业，调整作业程序尽量多使用低电价的谷值 电力，对于企业和电力系统都有利。1.3.2调整轮休制度在企业间调整周内轮休来实现错峰，其成效很大。在实 行峰谷电价的地区，高速轮休制度可以为企业减少用电成 本，带来经济利益。1. 3. 3采用蓄冷蓄热技术中央空调采用蓄冷技术

9、是移峰填谷最为有效的手段，它 是在后半夜电网负荷低谷时段制冰或冷水并把冰或水等蓄 冷介质贮存起来，在白天或前夜电网负荷高峰时段把冷量释 放出来转化为冷气空调，达到移峰填谷的目的。蓄冷中央空 调比传统的中央空调要多消耗电量，但它却利用了经济的电 网填谷电量。同理，采用蓄热技术是后夜电网负荷低谷时段 在白天或前夜电网负荷高峰时段将其热能用于生产或生活 等来实现移峰填谷。大用户采用蓄热技术不断减少了高价峰 电支出，而且还可以调节用热尖峰、平稳锅炉负荷、减少锅 炉新增容量。当然，它也要多消耗部分电量。蓄热技术对用 热多、热负荷波动大，锅炉容量不足或增容有限的工业企业 较合适。1. 3. 4合理分摊网损电网在传输电能时，各个组成部分包括导线、变压器等 均将产生有功损耗而损失电量。关于网损的分摊，目前有许 多的研究，有根据电流平方分摊也有根据电流分摊的。由于 网损值比较小，一般不超过输送功率的3%,在实行大用户直 供的初期为了方便计算可以对线路损耗做近似处理。可以由 系统调度员按典型的系统运行情况分别计算该联络线相应 的损耗百分比，然后加权平均，得到近似的损耗百分比l%。 可近似认为：2结束语总之，由于我国电力市场刚刚起步，大用户直供也只有很少的试点，而且大用户直