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1 方法论
本课题将首先深入分析现行上网电价机制存在的问题,在这些问题的基础上分析为解决这些问题需要对上网电价机制采取哪些改革措施,然后构建仿真模型分析这些改革措施对电力行业系统成本的影响,最后测算在实施不同政策条件下,分析相应的机制改革对不同利益主体的影响,得到为使改革顺利进行需要采取的配套措施以及实施步骤。
具体来说,本课题将分析在 2020 年和 2030 年负荷波动和可再生能源接网的情况下,对常规能源和可再生能源机组进行优化组合,分析在不同上网电价机制下各自的具体表现,以实现最低成本和最优排放的常规能源和可再生能源发电机组组合情况,从而得到最合适的上网电价机制,并通过上网电价机制改革对不同利益主体的影响分析如何对上网电价机制进行改革。
2 研究步骤
(1)在电力需求预测的基础上得到 2020 年和 2030 年的年小时负荷波动曲线
由于要计算常规能源发电调峰的固定成本和变动成本合计在一起的总成本情况,因此需要考虑常规能源发电在一年内出力波动的状况。为了得到常规能源发电一年出力波动状况,首先得到负荷年波动曲线。本课题将在电力需求预测基础上预测 2020 年和 2030 年负荷年波动曲线,示意图如 1 所示。一般而言,夏季负荷水平较高,冬季负荷水平较低,同时一天内在白天负荷水平较高,在晚上负荷水平较低。
图 1 负荷波动示意图
(2)得到 2020 年和 2030 年的年小时风电出力波动曲线
风电作为重要的可再生能源,其出力具有随机性,间歇性和不可调峰性等特点,因此需要作为“负”负荷加入负荷波动状况。因此需要得到风电年出力波动曲线。风电出力波动曲线示意图如 2 所示。一般而言,我国风电出力波动特点与负荷波动正好相反,风电在夏季出力较低,冬季出力较高,同时在一天内风电的出力也存在白天出力水平较低,晚上出力水平较高的特点。
图 2 风电出力波动示意图
(3)得到 2020 年和 2030 年的年小时光伏出力波动曲线
光伏出力和水电出力具有典型不同。光伏出力基本和光照时间有关,基本上而言,夏季光照时间较长,冬季光照时间较短,同时光伏发电波动性更为明显,白天光照充足则会满发,但是晚上则全部停发。示意图如图 3 所示。
图 3 光伏出力波动示意图
(4)得到 2020 年和 2030 年的年小时水电出力波动曲线
在我国水电装机中,径流式水电所占比重较大,调节性能好的水电所占比重小,大型水利枢纽电站受灌溉、航运、防洪等综合利用影响,调峰能力受到一定制约。因此水电的调峰能力也受到一定程度的限制,也可以近似作为“负”负荷计入负荷波动状况中。水电的出力状况和负荷比较类似,一般夏季来水较多,出力较大,冬季来水较少,出力较小。白天和晚上的区别则较小。水电出力波动的示意图如图 4 所示。
图 4 水电出力波动示意图
(5)得到 2020 年和 2030 年的年小时“净”负荷波动曲线
除了风电和水电以外,核电出于安全性和经济性考虑一般保持平稳出力,也不参与调峰。因此为了得到常规能源发电出力调峰波动状况,需要将负荷波动扣除风电、水电和核电同期出力,得到“净”负荷波动状况。示意图如 5 所示。
图 5 “净”负荷波动示意图
(6)根据“净”负荷持续曲线得到发电机组总成本
常规能源发电机组主要为“净”负荷的波动性服务,因此需要跟着“净”负荷波动而上下调整,本报告暂不考虑爬坡率等对机组发电成本的影响,因此可以根据负荷持续曲线得到需要机组提供的发电量以及成本程度。将“净”负荷按照高低顺序排列可以得到“净”负荷持续曲线,示意图如图 6 所示。
图 6 “净”负荷持续曲线示意图
机组总成本由固定成本和变动成本两部分构成。
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