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3.2、考虑各类因素的30万千瓦及以下机组去产能可行性分析
电力系统电压等级划分为1000kV、500(750)kV、220(330)kV、110(66)kV、35kV、10kV。我国电力系统的主要特点为运行总量较大,但受地区经济影响,发展并不均衡。按照发电厂接入电力系统有关技术规范,30万千万及以下机组一般情况下接入220kV电压等级及以下电网。
1.电网结构及电源支撑因素
30万千瓦及以下火电机组,在不同规模的电网中发挥的作用差异明显。在我国,经济发展较好的“三北”地区,负荷水平高,电网结构相对合理,以500kV为主网架,电气距离较小,电源点相对集中,电网抵御事故能力强;经济发展相对落后的西北、西南地区,负荷水平不高,电网结构相对薄弱,电源点相对分散,电气距离较大,电网抵御事故的能力偏弱。一方面,“三北”经济发达地区,各级电压等级发展均衡,500kV网架密布,大容量电厂接入500kV电压等级,直接和主要参与本地区供电平衡,为地区电力系统提供强有力的支撑,电网对30万千瓦以下机组就地消纳能力强,去产能带来的影响不明显。另一方面,经济欠发达地区,包括西北、西南、东北广大地区和三北的农网覆盖地区,实际负荷占比超过70%,电网实际相对薄弱,大型电厂接入500kV网架以后,基本上不会就地消纳,而多是送出,这样本地区的220kV电网和接入220kV电网的电厂就承担了地区供电平衡、保证电力系统安全稳定的作用。
一旦失去且没有相应增量装机,即只“压小”而不“上大”,有可能导致局部系统的安全稳定性下降,需要具体问题具体分析。如图所示为典型的系统在故障情况下电压稳定分析案例,横轴为时间(周波),纵轴为电压标幺值(实际电压与额定电压的比值)。图5中为原仿真系统,在线路瞬时故障并可靠动作后,系统电压小幅波动后稳定;图6是压减部分本地220kV装机后,在线路瞬时故障并可靠动作后,系统电压波动并失稳。
图5:电网电压稳定分析图1
图6:电网电压稳定分析图2
2.电网局部“卡脖子”因素
由于电网的差异性,必须具体问题具体分析,不可一概而论。以一个或若干个500kV变电站为“单位”进行分析,每个500kV变电站下带若干个220kV变电站,220kV变电站、线路和接入220kV电压等级的电厂组成较为紧密的区域电网结构,500kV变电站和电厂作为“电源”,220kV变电站作为“负荷”,实现该“单位”内的平衡,一旦电厂产能减小,为了满足负荷需求,变电站及相应线路负载率升高,可能出现过载问题。因此根据电网情况差异,需分析论证后确定去产能的可行性。如图所示典型结构,正常情况下(左图),断面处潮流正常,电网各节点运行正常,电厂出力消失后,断面处潮流明显将增加,同时500kV变电站所带负荷将同时增加,出现过载情况(右图)。
图7:电网断面潮流(重过载情况)示意图
3.热电联产限制因素
热电联产机组扮演多重角色,不能仅以容量论“去留”。火力发电按照作用划分,可分为单一发电机组和热电联产机组。对于热电联产机组,一方面除供电外,还承担区域内居民正常生产生活的热需求,此类机组即使在去产能所限定的范围内,短期内难以关停。另一方面,热电联产机组的建设是“以热定电”,要遵循地区条件制约因素,不能一味强调大机组容量,应因地制宜,新建技术先进,效益显著的热电联产、冷热电联供机组。
(据统计,2008年热电联产装机容量比2007年增加1490万千瓦,而年供热量反而减少3.83%,说明有些供热机组供热量很少,甚至未供热,而有些小热电厂在“上大压下”的声势下,被关停,迫使原有的热用户又启动了小锅炉,退回到分散供热的落后时代。)
4.系统调峰、应急电源、与无功平衡因素
受电力系统特性制约,部分电厂除常规供电外,还承担系统调峰、电源备用、无功平衡等作用,该类电厂数量虽然较少,发电小时较低,但作为电力系统正常运行的有效补充,一般情况下会在一定时间内保留。如位于北京地区的华能高碑店电厂,虽然已经列为淘汰产能,但目前作为北京市内应急电源,并未实施关停;原北京第二热电厂自上世纪90年代即作为电网无功电源使用,仅为系统注入无功电流,直至数年前才真正退役,此类电厂一般情况下一般需要新建电厂的情况下配合关停。
5.其它问题
除技术可行性外,还存在一些其他因素影响煤电供给侧改革进程。如电厂关停(含自备电厂)带来的劳动力安置、土地开发再利用、地方利益博弈等问题。上一轮“上大压小”实施中,华北地区某热电公司为例,原有人员1300人左右。停产后,新建超超临界机组,编制300人左右;同期异地新建其他电厂,编制800人左右;其余通过退休、内退等方式分流。上述案例由于机组以大带小,基本可以实现人员再就业,但本次供给侧改革一方面关停老旧机组,一方面限制新增机组,必然导致人员分流压力增加,非技术性问题凸显。
3.3、30万级及以下机组去产能难以全部短期内实施
通过以上分析可以得到,一是可关停机组容量比例并不会太高,考虑电网支撑、局部存在停机后电网“卡脖子”、供热需求、应急调峰及部分非技术性因素影响,我们认为,本次供给侧改革暂时不会涉及30万千瓦级机组,主要集中于20万千瓦级及以下运行时间长,状况较差,且对系统影响较小的机组,关停大致在2000-4000万千瓦左右数量级;二是部分因各类原因无法关停的机组,我们判断除技术手段进行节能改造外,可通过出台相关政策,采用冷热备用、压减出力、降低发电小时的方式实现去产能,同时提高高效机组利用小时,达到供给侧改革的目的。
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