[獨家]水泥企業(yè)余熱發(fā)電支付“系統備用費”合理乎?
2012年12月7日,國家電力監(jiān)管委員會出臺《關于規(guī)范水泥窯低溫余熱發(fā)電機組并網運營的意見》(下簡稱意見),并明確鋼鐵、玻璃、化工等其他行業(yè)類似的低溫余熱余壓發(fā)電機組,可參照執(zhí)行。這一《意見》是中國資源綜合利用協會發(fā)電分會踐行“聯合行業(yè)力量、積聚行業(yè)智慧、外爭發(fā)展環(huán)境、內強競爭力”工作方針,針對各行業(yè)余熱發(fā)電并網所存問題積極向國家電監(jiān)會反映情況爭取公平政策,以及今年9月份,國家電監(jiān)會在收到中國建材聯合會反映當前建材行業(yè)、特別是水泥窯低溫余熱發(fā)電并網運營管理中存在問題的一份建議后,組織專項調研并與行業(yè)協會座談溝通基礎上出臺的。
筆者認真研讀《意見》,對其中提出的“水泥窯低溫余熱發(fā)電的電量實行‘自發(fā)自用’,不納入電網統一銷售,不與電網企業(yè)簽訂《購售電合同》,電網企業(yè)不得自行規(guī)定向水泥窯低溫余熱發(fā)電機組收費”等意見條款,深表認同。但對第七條“擁有水泥窯低溫余熱發(fā)電機組的水泥企業(yè)應按國家有關規(guī)定向電網企業(yè)支付系統備用費,系統備用費標準應按照合理補償成本的原則確定,電網企業(yè)應披露系統備用費收取方式和標準等信息,并接受監(jiān)督”還有很大疑議,本人認為“向電網企業(yè)支付系統備用費”還沒有完全體現市場經濟的平等原則,對廣大水泥企業(yè)乃至鋼鐵、玻璃、化工等其他行業(yè)有失公允,在此談談個人看法,與各界同仁探討。
首先我們要明確“系統備用費”的提出背景以及概念內涵。筆者多方求證,“系統備用費”應該最早見諸國家發(fā)展改革委、國家電監(jiān)會2004年9月6日的發(fā)改電〔2004〕159號《關于進一步落實差別電價及自備電廠收費政策有關問題的通知》中:“六、與電網連接的所有企業(yè)自備電廠(含資源綜合利用、熱電聯產電廠)均應向接網的電網公司支付系統備用費。系統備用費標準按合理補償成本的原則確定,可參照所在省電網現行大工業(yè)銷售電價中基本電價水平(按變壓器容量計收標準)確定,也可按自備電廠與電網已協商一致的水平確定。系統備用費按并網協議中約定的電網所能提供的備用容量交納;對沒有約定備用容量的,按企業(yè)變壓器容量或最大需量扣減電網向其供電的平均負荷確定。具體水平由省級價格主管部門按以上原則制定,報國家發(fā)展改革委備案?!?
2006年9月17日,國務院辦公廳轉發(fā)《發(fā)展改革委關于完善差別電價政策意見的通知》(國辦發(fā)〔2006〕77號),對差別電價政策進行了調整和完善,其中再次提出,企業(yè)自備電廠與電網相連的,應向接網的電網企業(yè)支付系統備用費。 筆者分析認為“系統備用費”的提法應該是來源于《電力系統》理論中電力電量平衡之“電力系統的備用容量”概念 ,電力系統之所以需要備用容量,主要是由于電力工業(yè)生產的特點和用戶用電的不均衡性所決定的。電能的生產,輸送和消費幾乎同時進行,電能又不能大量儲存,而用戶的用電又具有隨機性和不均衡性特點,因此,為了保證電力系統安全、可靠、連續(xù)地發(fā)供電,則必須設置足夠的備用容量,而這里所說的備用容量卻是針對的發(fā)電端也就是發(fā)電企業(yè),卻非介于“發(fā)電”與“用電”之間的“輸配電”亦即目前通常說的電網企業(yè)。
為更好地讓廣大讀者深入了解“備用容量”概念,從而對目前支付電網企業(yè)“系統備用費”的不合理性有個正確認識,并豐富一下專業(yè)知識,筆者把“電力系統的備用容量”的知識詳細附錄后面,感興趣的可以一閱。
有關資料還顯示:相關電網調度規(guī)定也對發(fā)電機的備用狀態(tài)進行了如下定義:1、旋轉備用:特指運行正常的發(fā)電機組維持額定轉速,隨時可以并網,或者已并網運行僅帶一部分負荷,隨時可以增加出力至額定的發(fā)電機組。2、停機備用:指發(fā)電機組與電網解列并停止運行,機組處于完好狀態(tài),隨時可以啟動并網,投入運行。3、提門備用:指水力發(fā)電機組與電網解列并停止運行,機組處于完好狀態(tài),機組進水口工作閘門在開啟狀態(tài)。4、落門備用:指水力發(fā)電機組與電網解列并停止運行,機組處于完好狀態(tài),機組進水口工作閘門在關閉狀態(tài)。但一般都在說電網備用容量時都只說旋轉備用和停機備用,提門備用也當算是停機備用,至于落門的話,一般當做退出備用,因為要提進水口閘門的話要花較長時間,這里面的幾個“備用”根本沒有電網企業(yè)的“備用”!
因此,筆者認為,備用容量是基于發(fā)電、輸配電、用電的平衡、可靠而提出的一個概念,落腳點還在于發(fā)電企業(yè)(發(fā)電機組),備用容量關系到電力系統的安全運行和可靠性,而且發(fā)電企業(yè)(發(fā)電機組)有備用容量方面的真實“付出”與“奉獻”,因此在電力市場環(huán)境下,為了得到可靠的備用容量,作為直接關聯方的電網公司向發(fā)電廠支付一定“容量電費”也就義不容辭了,但是中國目前電價體制上還有許多缺陷,發(fā)、供、用電各方關系還沒有真正理順,許多地方客觀存在著“電量高價,容量低價,備用容量零價”的現象,于是幾乎所有的電廠都爭著要多發(fā)電量,電量越多,掙錢越多(當然在煤炭價格過高,煤電價格倒掛時另當別論!),但誰也不愿意承擔尖峰,更不愿意做備用容量。因此經常性缺尖峰、缺備用,階段性甚至全國性“電荒”也就不足為怪了。
想不通的是,曾幾何時,這一理念被相對強勢的電網企業(yè)巧妙借用,進而游說國家政策制定部門成功,也就是前文提到的2004年9月6日國家發(fā)展改革委、國家電監(jiān)會發(fā)改電〔2004〕159號文《關于進一步落實差別電價及自備電廠收費政策有關問題的通知》出臺,對與自己爭利的企業(yè)自備電廠首先開刀,讓廣大企業(yè)自備電廠向所接網的電網企業(yè)支付“系統備用費”,對這一政策制訂一般解釋為:擁有自備電廠企業(yè),雖然大部分情況下由自備電廠供電,但在檢修或出現事故時,仍需要公用電網供電。所以公用電網要為企業(yè)自備電廠考慮備用容量,而擁有自備電廠的企業(yè)并未支付這部分成本。
[Page]由于向電網企業(yè)支付“系統備用費”畢竟有點“名不正言不順”,所以各地物價部門在根據國家發(fā)展改革委、國家電監(jiān)會發(fā)改電〔2004〕159號文《關于進一步落實差別電價及自備電廠收費政策有關問題的通知》制定政策時也是千差萬別:
北京市首當其沖,政策制定最快、執(zhí)行最早,但有免征月份及條件:(一)與電網連接的所有企業(yè)自備電廠(含資源綜合利用、熱電聯產電廠)均應向接網的電網公司支付系統備用費。(二)系統備用費征收標準為15.00元/千瓦/月。系統備用費征收容量按照企業(yè)自備電廠在役發(fā)電機組額定功率的70%確定。(三)每年7-9月及電力公司要求用戶錯峰、避峰、滿發(fā)期間免征系統備用費。自2004年12月31日起執(zhí)行。
上海市則是把“分布式功能單位”(筆者注:應是建有分布式發(fā)電裝置的單位)除外:與上海市電網連接的所有自備電廠(除分布式功能單位外)應按并網協議中約定的電網所能提供的備用容量向上海市電力公司交納系統備用費。沒有約定備用容量的,按企業(yè)變壓器容量或最大需量扣減電網向其供電的平均負荷確定。 系統備用費標準按合理補償成本的原則確定。本市系統備用費收費標準暫按兩部制電價中基本電價標準執(zhí)行;也可按國家規(guī)定,根據接網實際情況由自備電廠與電網協商一致后確定。上述收費標準從2006年9月1日起執(zhí)行。
陜西省是按照國家有關規(guī)定,收取企業(yè)自備電廠系統備用費的范圍:一是與電網相連接的所有企業(yè)自備電廠(含資源綜合利用、熱電聯產電廠 )均應向接網的電網公司支付系統備用費。二是系統備用費按并網協議中約定的電網所能提供的備用容量繳納;沒有約定備用容量的,按企業(yè)受電變壓器容量或最大需量扣減電網向其供電的平均負荷確定。其收取標準為,在陜西電網內,國家鼓勵發(fā)展的資源綜合利用、熱電聯產等自備電廠系統備用費標準為每千伏安每月15元,其中利用余熱、余壓自備電廠系統備用費標準為每千伏安每月10元;常規(guī)燃煤機組自備電廠系統備用費為每千伏安每月20元。特殊情況下,也可由電網公司與自備電廠在不超過確定標準的基礎上協商后經省物價局審批后執(zhí)行。電網企業(yè)已對擁有自備電廠的企業(yè)按其全部受電變壓器容量收取基本電費的,不再收取系統備用費,從2007年3月31日起以抄見容量開始執(zhí)行。
河北省是依據國家發(fā)展改革委、國家電監(jiān)會發(fā)改電〔2004〕159號文件規(guī)定,經河北省政府批準,同意電網企業(yè)對并網的企業(yè)自備電廠征收系統備用費(輔助服務成本),電網企業(yè)對并網的企業(yè)自備電廠,按自發(fā)自用電量征收系統備用費(輔助服務成本),征收標準控制在每千瓦時1.5分錢以內??紤]到目前經濟運行情況,征收標準采取分步到位辦法,即自2009年7月1日起,征收標準確定為每千瓦時0.75分錢。何時將征收標準執(zhí)行到位,將視經濟運行情況另行公布。
黑龍江省則是與電網連接的所有企業(yè)自備電廠(含資源綜合利用、熱電聯產電廠)均須向接網的電網公司支付系統備用費。但已按變壓器最大容量收取基本電費的不再收取系統備用費;按最大需量收取基本電費的也不再收取系統備用費;企業(yè)自備電廠所在地已開征城市公用事業(yè)附加的,可以征收城市公用事業(yè)附加,沒有開征的不得征收;自備電廠上網或過網電量部分電力,不能抵減企業(yè)用電的最大需量。企業(yè)應急用的柴油發(fā)電機組是備用電源,只在大電網不能保證供電時才發(fā)電,與一般的企業(yè)自備電廠性質不同,因此不繳納政府性基金和附加。系統備用費按并網協議中約定的電網能夠提供的備用容量(千伏安)交納;未簽訂并網協議的,應按企業(yè)變壓器容量或最大需量扣減電網向其供電的平均負荷確定。按照國家要求,征收三峽基金、農網還貸基金、城市公用事業(yè)附加以及系統備用的開始時間為2005年12月1日。
內蒙古則是:除國家鼓勵發(fā)展的資源綜合利用(利用余熱、余壓發(fā)電、煤矸石發(fā)電等)、熱電聯產自備電廠之外的自備電廠,系統備用費的征收標準為每千瓦時3分錢(含農網還貸基金每千瓦時1分錢,不含城市公用事業(yè)附加費),國家鼓勵發(fā)展的資源綜合利用(利用余熱、余壓發(fā)電、煤砰石發(fā)電等)、熱電聯產自備電廠,系統備用費的征收標準為每千瓦時2分錢。從2005年8月1日抄見電量起起執(zhí)行。
最為稱道的應屬福建省:2005年7月份《福建省物價局關于暫停征收企業(yè)自備電廠系統備用費的通知》省電力公司、各設區(qū)市物價局:為鼓勵企業(yè)利用現有鍋爐供汽余熱余壓發(fā)電,挖掘增加電力供應的潛力,節(jié)約能源消耗,經研究,決定對企業(yè)利用余熱發(fā)電的自備電廠暫停征收系統備用費。從2005年7月15日起執(zhí)行。
綜上所述,筆者分析認為,本來電網企業(yè)如果作為純粹的企業(yè),成本轉嫁無可厚非,但在中國,電網企業(yè)畢竟處于壟斷地位,以掙“差價”的模式坐享其成,企業(yè)盈利一點不愁,再讓企業(yè)自備電廠(含資源綜合利用、熱電聯產電廠)向所接網的電網企業(yè)支付“系統備用費”太不公平,更不利于促進公用電廠與自備電廠之間的公平競爭以及新型能源電廠的發(fā)展,筆者倒是十分認同:廣大企業(yè)的自備電廠反而起到了部分“系統備用容量”的作用,尤其是全局性供電緊張時。如果按企業(yè)自備電廠(含資源綜合利用、熱電聯產電廠)向所接網的電網企業(yè)支付“系統備用費”的理念推理:一個具有兩條生產線的某用電企業(yè)建成后,電網企業(yè)的公用電網已經給予供電服務,該企業(yè)兩條生產線全開“滿負荷用電”生產一年后,由于其產品市場萎縮,只能開其中一條生產線生產,另一條生產線停產,電網企業(yè)的公用電網原為企業(yè)考慮的供電容量還不是只用到一半,另一半富余完全理解為“備用容量”,那該企業(yè)還要向電網企業(yè)支付“系統備用費”啊,進一步引申所有的用電客戶一旦少用電哪怕是居民用戶“白天上班”“后半夜關燈”時刻,就是浪費公用電網的系統資源,都要向電網企業(yè)支付“系統備用費”!
[Page]如今,國家電監(jiān)會《意見》在解決水泥窯低溫余熱發(fā)電并網運營管理中存在問題時,卻在“支付系統備用費”這一點上再一次讓“橄欖枝”偏向了電網企業(yè),明確“擁有水泥窯低溫余熱發(fā)電機組的水泥企業(yè)應按國家有關規(guī)定向電網企業(yè)支付系統備用費。系統備用費標準應按照合理補償成本的原則確定。電網企業(yè)應披露系統備用費收取方式和標準等信息,并接受監(jiān)督?!逼鋵嵵袊嘌芯繉<覐埥馉I在其有關水泥行業(yè)余熱發(fā)電并網問題論述中早已提到前沿性觀點,在此筆者詳細引述其觀點,以便廣大讀者能全面正確理解水泥余熱利用發(fā)電系統并網運行的技術含義,從而科學理解相關水泥企業(yè)向電網企業(yè)支付“系統備用費”有多么荒謬:“目前,我國水泥工業(yè)純低溫余熱發(fā)電技術的核心內容是熱力循環(huán)系統,熱力循環(huán)方式主要有單壓系統、閃蒸系統、雙壓系統三種基本模式,以及由此衍生的復合系統構成。理論和實踐表明,以上三種熱力系統的選擇,應依據企業(yè)的具體情況來選擇合適的系統,采用哪種熱力循環(huán)方式最合理,應依據熱平衡計算、生產線規(guī)模、企業(yè)管理水平、投資高低等實際情況,進行綜合比較分析論證。而且無論何種模式的余熱利用發(fā)電系統相對于外部常規(guī)供配電網絕大多數采取"并網不上網"的并網運行方式,一般意義上的所謂并網運行是指發(fā)電機組在正常運行狀態(tài)下,與外部常規(guī)配電網在主回路上存在電氣連接,連接點一般稱為"公共連接點"(簡稱PCC)。電氣連接包括電纜直接連接、經過變壓器連接、經過逆變器連接等方式。在我國,目前并網運行按照電能功率交換方式可分為普通并網和并網不上網2種。前者發(fā)電機組可以向外部電網輸送多余電能功率,而后者則嚴格禁止發(fā)電機組的電能功率外送,即PCC處功率流向只能是從外部電網流向電力用戶 ,而水泥余熱利用發(fā)電系統的"并網不上網" 實質上是一種"內部并網",純粹技術上的并網連接點(PCC)也都在水泥企業(yè)的內部供配電網線路上通過電纜直接連接,與外部電網(電力部門的)都有空間上的一定距離,技術上的"外部常規(guī)供配電網"實際上就是水泥企業(yè)的內部常規(guī)供配電網,其所發(fā)電量由水泥工廠全部自用,即所發(fā)電能并不傳輸到電力部門管理的外部電網使用,并且水泥行業(yè)一般地處城市偏遠地區(qū),其配套余熱利用發(fā)電系統的發(fā)電機組均是布置在水泥工廠內部,發(fā)電機組容量占水泥工廠全廠總變壓器容量的比例一般不超過25%,說明其內部并網對外部電網的影響是很小的,理論上和實踐上也都充分證明了這一點。通俗一點講,"并網"也可理解為技術方面,一般指的是"設備",是發(fā)電機及發(fā)電設備與電力系統間存在物理連接。"上網"則是市場交易方面,一般指的是"電",是電能,電量要通過電力系統向用戶傳送及銷售?!热凰嘤酂崂冒l(fā)電系統的并網純粹技術上的并網連接點(PCC)都在水泥企業(yè)的內部供配電網線路上,并網對象并不是真正意義上的電力部門管理的外部常規(guī)供配電網,而是水泥企業(yè)的內部供配電網,與外部電力部門也沒有上網返售電能的交易,……水泥余熱利用發(fā)電系統如果要以"并網不上網"的方式進行"內部并網"發(fā)電,從技術角度講,水泥余熱利用發(fā)電機組完全可以被看做一臺功率較大的"特殊用電設備",從電力部門電網電力負荷來看,余熱發(fā)電機組并網發(fā)電只是相當于一臺較大功率電動機停機了,即水泥企業(yè)在線用電負荷減少,余熱發(fā)電機組不發(fā)電或解列,只是相當于一臺較大功率電動機開機了,即水泥企業(yè)在線用電負荷增加,并且現在都采用了技術先進、安全可靠、精度高的現代同步指示裝置和自動化并聯裝置進行并網操作,再加上各種保護技術和保護設備的進步,從安全及技術角度講,對電力部門管轄的外部電網影響和普通大功率用電設備的并網通電開停機沒有太大異同,不會給電力部門的外部電網的正常運行帶來新的威脅,可以說水泥工業(yè)配套余熱發(fā)電系統在這方面設計得已經非常先進可靠、完美了,國內還從未見到因水泥企業(yè)的余熱發(fā)電系統的故障影響到電力行業(yè)的外部電網安全的報道。因此本著"公平公正"及"實事求是"的原則,水泥余熱利用發(fā)電系統的"內部并網"發(fā)電問題,已經沒有必要還需專門獲得沒有一點產權聯系的電力部門同意,電力部門要樹立水泥企業(yè)是其用電客戶的市場經營理念,加強服務意識,水泥企業(yè)與電力行業(yè)簽訂根據余熱發(fā)電系統裝機容量或實際發(fā)電量的多少交納極不合理的"上網費、并網費或管理費"或"系統備用費"等不公平內容并網協議已經是屬于不合時宜的行為,也不符合國家科學發(fā)展觀的構想!與時俱進,開拓創(chuàng)新,國家相關部門應該盡快組織業(yè)內專家對此進行專題研究與探討,加速公平立法,為利國利民的水泥工業(yè)余熱利用發(fā)電系統并網保駕護航。”
綜上所述,無論“備用容量”還是"系統備用費",都是應該是基于電的不可大容量儲存性、用電負荷的波浪性峰谷特性,存在無法回避的“電全局性不夠用”及“短時間不夠用”,為最大可能滿足用電用戶需求而讓發(fā)電廠、發(fā)電企業(yè)(發(fā)電機組)保留一定的備用容量提出的,廣大擁有水泥窯低溫余熱發(fā)電系統的水泥企業(yè)乃至鋼鐵、玻璃、化工等其他行業(yè)的企業(yè)依然向無一點產權關系的電網企業(yè)支付“系統備用費”是不公平的,更是不合理的,筆者在此強烈呼吁國家電網、中國南方電網等電網企業(yè)像支持分布式光伏發(fā)電項目一樣支持各行業(yè)余熱發(fā)電系統項目,已有消息稱:2012年11月1日開始,電網企業(yè)為分布式光伏發(fā)電項目業(yè)主提供接入系統方案制訂、并網檢測、調試等全過程服務,不收取費用。與此同時,全額收購富余電力,免收“系統備用費”,另外強烈建議借鑒學習國外近年來發(fā)展較快的分布式能源系統的思想和經驗,完全可以把水泥余熱利用發(fā)電系統看作是直接安置在用戶近旁的分布式發(fā)電裝置(Distributed Generation,簡稱DG),這里的用戶就是水泥工廠自身,揚長避短,和諧科學發(fā)展。日本的經驗是分布能源系統的發(fā)電容量最好在25%-35%之間,不足部分由電網補充,友好供電,相互依存?!M麌译姳O(jiān)會多聽聽廣大用電用戶的呼聲,盡快修改《意見》,取消支付"系統備用費"一說,為國家節(jié)能減排做出應有的貢獻。
[Page]附錄:電力系統的備用容量知識
“一、電力系統的備用容量的作用與分類
在電源安排時,所配置電源的裝機容量必須大于最大負荷的要求,兩者的差額稱為備用容量。按設置備用容量的用途(或任務)可分為下述三種備用。
?。?) 負荷備用。具體又分周波備用和負載備用,用于滿足電力系統由于負荷突然變動的調頻需要,以保證系統的正常周波的周波備用;用于補償一些預計不到的負荷需求的負載備用。
?。?) 檢修備用。為保證電力系統正常設備的運行效率和提高設備的使用壽命,設置檢修備用是必不可少的。檢修備用是用于滿足設備定期計劃檢修的容量設置。
?。?) 事故備用。用于替代發(fā)生事故的機組出力,承擔系統的事故負荷備用。事故備用是保證系統穩(wěn)定和保證系統重要用戶供電可靠性的需要。以及還應考慮滿足系統超計劃用電的需要。 備用容量的種類,按其所處的狀態(tài)劃分,又可分為熱備用和冷備用。(1) 熱備用。又稱旋轉備用,指運轉中的機組可發(fā)最大功率與最大負荷的差額,其表現為部分機組空載或欠載運行的容量之和。(2) 冷備用。屬于等待調用未運轉的機組可發(fā)容量。在發(fā)展規(guī)劃設計中,主要考慮冷備用問題。電力系統的備用率為
(3-1)
式中 K --電力系統的備用率;
Ny --電力系統的裝機容量 (kw) ;
Pm --電力系統的最大負荷 (kw) 。
其中備用率 K 的大小確定與系統規(guī)模,用電結構,電壓等級等因素有關。電力系統裝機容量也就是常用的haiyou電力系統容量( Installed capacity of electric power system ),其實就是電力系統中各類發(fā)電廠機組額定容量的總和,也稱系統發(fā)電設備容量。電力系統規(guī)劃設計中還要考慮工作出力、負荷備用容量、事故備用容量、檢修備用容量、系統總備用容量、受阻容量、空閑容量、重復容量、系統可調容量及預想出力等。直觀分析可知,在電力系統規(guī)劃期內,如果系統的備用容量不足,將直接導致供電可靠性下降;但如果備用容量設置過大,又將使電源建設的投資費用增加。因此,如何在可靠性與經濟性之間,對備用容量的大小作出合理的選擇,一直是規(guī)劃設計中的一項重要研究內容。
就性質來說,備用容量是一種儲備容量或等待調用容量,它與系統的正常工作容量一起組成了系統的需要容量。系統的工作容量主要與系統的需要負荷大小相適應,而備用容量則是為了滿足系統在發(fā)生異常情況下的補償容量,諸如設備故障、枯水季節(jié)、負荷波動及預測誤差等現象發(fā)生時所設置的容量。廣義上講,電力系統的各個環(huán)節(jié)都涉及備用容量問題,但在電力電量平衡分析中,主要是研究確定發(fā)電環(huán)節(jié)的備用容量問題。
關于備用容量的確定方法。合理確定各種備用容量,應從可靠性與經濟性兩個方面進行分析和論證。但目前經常所使用的方法還屬于一種經驗估計方法,在我國的《電力系統設計技術規(guī)程》中規(guī)定,各種備用容量的確定是按占系統最大負荷的一定百分比來估算。(有關通過可靠性分析來確定備用容量的方法,感興趣的可以進一步查閱有關資料。)
二、周波和負荷備用
電力系統運行時,由于電力用戶用電設備經常的投入或切除,造成負荷的突然急劇變化,并導致系統周波也在不斷變化,為維持電力系統周波在要求的誤差范圍內,就必須設裝置一定的備用容量,該容量稱為周波備用,用以調整系統的周波。
電力系統的負荷與電源間的供需平衡是預先有計劃的,但這種計劃是預測的估計值,在實際運行中電力系統必須滿足系統預計不到的負荷要求,這也需要設置一定的備用容量,稱負荷備用,用來負擔短期內計劃外的負荷增加。
因此,周波和負荷備用是為了調整電力系統瞬間的負荷波動以穩(wěn)定系統的周波,和擔負短期內計劃外的的負荷增加。
周波和負荷備用容量的大小,應根據電力系統容量的大小,以及系統內電力用戶的性質和組成情況來確定。在系統規(guī)劃設計中,一般取系統最大負荷的3%~5%。其中,大系統取小值(容量基數大),而小系統取大值。
周波備用和負荷備用可以在一年中不同的季節(jié)內,和一晝夜中不同的時間內,由不同的發(fā)電廠來擔任。
由于水電廠的水輪機組應變能力較強,能較好的適應負荷的變化,能量損失小,而且水輪機的最大效率是在機組額定容量的70%~90%,因此,一般的系統都由水電廠來擔負周波和負荷備用。在豐水期還可以用這部分容量來發(fā)電,以節(jié)約燃料。若由火電廠來擔任周波和負荷備用時,則要有熱備用機組。周波備用和負荷備用只需要有容量備用,不需要能量儲備。
[Page]三、事故備用
電力系統中的發(fā)電設備,可能因為某些偶然的事故而被迫臨時停機。為了解決電力系統中的某些突然事故,防止發(fā)電設備事故停機時,影響對電力用戶的正常供電。在電力系統中需設置一定數量的備用容量,以替代事故停機時的發(fā)電設備,這部分備用容量稱事故備用容量。因為事故備用容量要替代事故機組的運行,因此,事故備用除需要備用容量外,還必須有相應的能量儲備。
(一)影響事故備用容量的因素
?。?)系統裝機總容量和單機容量:
根據大型機組事故次數統計,單機事故占75%,兩機以上同時事故占20%,全廠事故只占5%,可見單機發(fā)生故障的概率最大。因此。系統裝機總容量越大,機組臺數越多,事故備用容量越大。因為事故備用機組要替代發(fā)生事故的機組運行,為保證電力系統中最大機組事故時有替代容量,事故備用容量必須等于或大于系統中最大機組的容量。(2)運行人員的技術水平。(3)系統中機組的使用年限,及新舊機組的比例。(4)設備檢修的質量。
(二)事故備用容量的確定方法
1.經驗統計法
根據電力系統多年來的運行經驗確定,一般采用電力系統最大負荷的百分數來計算。根據歷史統計資料分析,事故備用容量大致為系統最大負荷的8%~10%。為保證系統中最大機組事故時有替代容量,事故備用容量應不小于系統中最大機組的容量。
2.經濟比較法
估算出電力用戶因系統事故停電所造成的損失,和安裝事故備用容量的費用進行經濟比較,通過比較可以確定出經濟而有利的事故備用容量。
3.用概率理論計算事故備用容量
用概率理論計算事故備用容量,是基于系統中機組發(fā)生事故具有隨機性的特點所形成的方法,該方法在后邊發(fā)電系統可靠性分析中將具體介紹。
系統事故備用容量應在各種電源間進行合理分配,一般可按各電源工作容量的比例進行,調節(jié)性能良好,靠近負荷中心的火電廠,可擔任較大的事故備用容量。在進行事故備用容量的分配時還要考慮以下情況:
?。?)一般水電廠擔任事故備用容量時,需要有相應的事故備用庫容。
?。?)火電廠擔任事故備用容量時,應將其大部分設置在運轉機組上,以提高系統供電的可靠性。也就是火電廠要設有部分熱備用,以利于系統的經濟運行,和事故時周波的穩(wěn)定。因火電廠機組經濟出力在80%-90%之間,其欠載部分可在系統發(fā)生事故時投入而滿載運行。
四、檢修備用
電力系統中的機組設備,均需要進行定期預防性檢修,電廠設備的檢修主要有大修,小修及事故修理三種,事故修理由事故備用容量來解決,檢修備用只考慮大修和小修。檢修備用容量的確定,主要取決與每臺機組檢修所需要的時間,和兩次檢修之間的時間間隔。
確定機組檢修的時間和時間間隔,主要考慮機組的工作年限,檢修質量,及備用備件供應情況等。一般火電機組大修周期為1~2年,檢修時間為30天左右,水電機組大修周期為2~3年,檢修時間為20天左右,小修每年一次約需5天左右。一般對電力系統機組的檢修,首先應考慮利用年負荷的季節(jié)低落時,所空閑出來的容量進行機組檢修。 注意到:只有當季節(jié)性低落所空閑出來的容量,不足以保證全部機組周期性檢修時,才需要設置檢修備用容量。檢修備用容量的確定,應在年負荷曲線上進行,一般為系統最大負荷的12%-15%。依據百分數估計法,一般系統總備用容量約占系統最大負荷的20%左右。
編輯:劉冰
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