自备电厂的并网对新疆电网运行安全的影响及其对策

吴茂乾，晁 勤，郝红岩，姚秀萍，常喜强，李 阳

（1.新疆大学，乌鲁木齐 830047；2.新疆电力调度通信中心，乌鲁木齐 830008；3.定兴供电局，河北保定 071000）

新疆电网的快速发展为优化全疆的电力资源配置和社会经济发展提供了坚实的基础。但是由于历史和经济发展原因，新疆有许多单位自建的发电和供电企业，这些供发电企业分别属于国有企业、地方国有企业、建设兵团、石油部门、水利部门以及一些大企业，产权结构复杂，给新疆电网的安全、优质、经济运行带来了一定困难。

1 新疆企业自备电厂状况分析

新疆电网内的自备电厂大致可以分为热电厂节约型电厂和常规电厂三种类型。

1）热电厂 热电厂的建设原则是以热定电，企业根据自己的供热量需求设计热电机组，单机容量一般为5万kW及以下。自治区内这类电厂最多，如乌石化、独山子乙烯、天业等都有自己的热电厂。

2）资源节约型电厂 一些企业为了节约用能，利用本企业回收资源发电，例如炼油厂利用废油废气发电、选煤厂利用煤矸石发电、焦化厂利用焦炉煤气发电、炼铁厂利用高炉煤气发电、水泥厂利用窑炉余热发电、矿井利用瓦斯发电等。节约型电厂机组的容量一般由企业可利用的资源量确定，单机容量一般不大于5万kW，所发出的电力主要供给本企业。如克拉玛依电厂、八钢自备电厂是自治区内比较典型的节约型电厂。

3）常规电厂 常规电厂类型的自备电厂按“缺电网供，余电上网”的原则设计，机组容量按企业生产所需的基本电力需求选择；企业高峰用电的不足部分由电网供给，多余部分按照协议规定输至电网。这种电厂的容量大小决定于企业所需要的电力，最初单机容量一般不大于2.5万kW，不过近年来随着新疆的工业化发展，大型企业（如重化工、冶炼等）不断增加，这些企业建设的单机容量300MW及以上的常规发电厂也越来越多；众和电厂是自治区内比较典型的企业自备常规发电厂。

截止2010年底，全疆电网并网发电厂总装机约12GW，其中自备电厂的总装机容量约3GW，占25%左右。自备电厂以燃煤火电机组为主，所占比例高达74%，其次为燃气机组和水电机组，所占比例分别为19%和7%。

2 企业自备电厂对新疆电网运行的影响

大量的企业自备电厂对新疆电网安全稳定运行带来很多的不利影响。

1）对电能质量的影响 由于自备电厂单机容量过小，发电负荷曲线变动大、调峰能力弱，负荷调节过程中产生的低频谐波对电网的电能质量构成污染。

2）对电网安全稳定运行的影响 自备电厂机组装机容量小，发电负荷曲线变动大，机组运行可靠性不高，可调出力明显低于实际装机容量，关键时刻难以调度，高峰时段难以保证可靠供电，这些对电网运行的安全性和稳定性造成较大的影响。企业对自备电厂的电力运行管理缺乏专业性，电力管理存在不足，严重威胁了电网的安全。例如兵团天业电网装装机容量较大、机组较多（4×150MW＋4×25MW＋2×50MW），但以110kV电压等级接入电网，造成110kV系统中短路电流大，并且在大负荷时期，其中的150MW机组故障曾经引起过系统联络线过载，同时天业内部电网也将出现低电压大量甩负荷。据悉天业自备电厂2×300MW机组也将于110kV电压等级接入，电网运行的安全稳定性将进一步受到影响。

3）对资源与环境的影响 企业自备电厂为满足企业本身的生产任务，只关心自备电厂的负荷，其他经济指标如效率、热耗、汽耗、补水率、发电煤耗等都无法顾及，大量企业自备电厂煤耗高、经济性差，造成能源的极大浪费，同时造成包括已建高效电厂在内的各种电力资源大量闲置。

4）对电网及其发电企业的影响 由于大量用户自备电厂并网后，这些用电企业在大多数时间内使用自备电厂所发电力，制约了发电企业高效现代化大机组的建设和发展，制约了发电集团的电网建设和发展。当自备电厂发电量大于本企业所需电量时，富裕电力输送至电网，发电集团公共发电厂的机组不得不让路，经济效益受到严重影响。自治区内大量自备电厂并入电网，生产的电力在的电力市场占了一定的份额，公共发电厂和供电公司的经营受到挤压，售电量相应减少，经济效益也受到了很大影响。

3 自备电厂发电定价的合理性

自备电厂的并网运行会给公共供电部门的经济效益带来很大影响。为了保护供电部门，根据有关规定，企业自发自用的电量，必须向电网企业缴纳的系统备用费，自备电厂多余的电力上网，定价也要低于电网的平均购电价。通过这些定价，供电部门可以弥补建设备用公共发电厂以及在建电厂的待机运行等导致的损失，因此定价的合理性对电网企业的收益直接有关。

用电企业未建自备电厂前，全部用电由电网供给。电网企业从该企业得到的收益为：

式中：Y1为企业未建自备电厂前电网企业收益；Y0为基本电费收益；Ay为用电企业用电量；Xs为电网企业销售电价；Xg为电网企业购电均价。建设自备电厂后，如果自备电厂的发电量小于用电量，并全部用于本企业，那么电网企业从这些发电量中得到的收益分为两部分，一部分是因为自备电厂不足必须向电网购买的电力，另一部分是企业自发自用的电量按0.02元／kWh向电网企业缴纳的系统备用费：

式中：λ为自备电厂的净发电率；Af为用电企业的发电量。

电网企业收益的减少量为：

如果企业自备电厂的发电量大于用电量，多余电量将以较低的临时价格卖给电网企业，加上自用电量向电网企业缴纳的系统备用费，电网企业的收益为：

电网企业收益的减少量为：

根据新疆目前的有关规定，电网企业销售电价Xs为0.341元／kWh，电网企业购电均价Xg为0.206元／kWh；自备电厂多余电量的上网价为0.164元／kWh。假定自备电厂厂用电率取0.1；即净发电率λ为0.9，那么当用电企业的发电量足以供给本企业用电时电网企业的收益将减少：

当用电企业自备电厂的净发电量λAf＝Ay，即Af＝1.11Ay，电网企业的收益损失最大。当用电企业自备电厂的发电量Af足够大时，Y1－Y3为负值，与没有自备电厂相比，电网企业收益不会损失。电网企业收益的平衡点：Af＝4.1Ay。就是说，按现行电价的定价制度下，只有当用电企业自备电厂的发电量Af大于其用电量Ay的4.1倍时，电网企业的收益才不会用电户的流失而损失。图2为电网企业的收益损失随用电企业自备电厂的发电量Af的变化曲线。

图2 自备电厂的就地用电量与电网的经济损失

由此可以看到，当用户自备电厂的发电量仅供企业自己部分消费时，电网就会减少部分经营而失去盈利的机会，当然自备电厂的发电量越大这种损失也越大。当用户自备电厂的发电量有多余需要向电网销售时，电网可以利用较低的临时电价补偿因为供电量减少而流失的利润，并且只有当自备电厂电网销售足够多的多余电力时，流失的利润才能得到完全的补偿，即使这样，由于提供的发电量有不确定性，也会给电网的运行稳定性带来不利的影响。可见，用电企业建设自备电厂对电网企业的负面影响是很大的，同时，按照目前新疆政府部门所制定的自备电厂的电价制度，自备电厂的发电量必须大于用电量Ay的4.1倍，电网才可能不受损失，这是十分不合理的。

4 规范新疆企业自备电厂发展的建议

根据《国务院批转发展改革委、能源办关于加快关停小火电机组若干意见的通知》（国发［2007］2号）和发展改革委能源办《关于加快关停小火电机组的若干意见》的规定，新疆境内的企业自备电厂基本都属于应该关停的机组，国家电监会也出台了八项措施力促小火电机组关停。

为了给新疆电力工业的发展提供良好的环境，减少重复投资和资源浪费以及对环境的污染，规范新疆境内企业自备电厂的建设，特提出以下几点参考建议。

1）在有关部门的统一部署下，摸清各类负荷的需求，请有关部门按照国家的能源政策，制订科学的产业政策，加大督察力度，那些不利于经济发展的低水平重复建设、资源浪费的已建小机组自备电厂项目必须淘汰。目前新疆境内公用发电商所要立项建设的火电厂单机容量大部分是30万kW以上的超高压、高温机组，这种机组比中压机组节约约1／4的燃煤，因此不宜再发展单机容量在10万kW及以下的常规燃煤自备电厂。企业自备电厂建设必须综合考虑各种因素，要利于电网发展、有利于全社会的国民经济可持续发展。

2）对以资源综合利用、热电联产、独立供电区域、工业性实验和新技术示范等名义建设的13.5万kW及以下火电项目，应按照国家有关规定重新认定；已经批准建设的，政府有关部门应对建设过程进行监督检查，防止发生在项目批准后，为了本部门的利益，擅自改建成常规燃煤电厂。

3）政府有关部门应针对电网企业、电网企业为用户自备电厂提供的频率、电压支持、输变电容量备用、占用电力系统资源（如通信自动化）等输电服务，制订合理的服务定价，充分补偿电网企业、电网企业的运行维护成本、输变电设备折旧及投资回报。

4）自备电厂在可行性研究阶段，除相关单位审批外是否要征得电力公司的审查同意，并取得其并网意向书后方可立项；企业自备电厂联网部分的电气设计，应符合接入系统设计和电力公司批准的接入系统方案的要求，经新疆电力公司审查同意后，方可施工。

5）自备电厂应向电力监管部门提出申请，界定其性质，对经监管部门批准认定的自备电厂，方可根据批复享受自备电厂的有关优惠政策。

5 结语

近年来，由于电力紧缺、企业利益驱使、监管不力等原因，导致新疆企业自备电厂的过度、无序发展，对新疆全社会的能源节约和环境保护产生了加大的负面影响。现行政策中的不完善因素，使这种现象没有得到有效遏制。建议通过行政手段和价格杠杆调节，遏制企业自备电厂的无序发展，加大关停自备小火电力度，维护平等竞争。积极出台政策，促进企业自备电厂承担新疆电网要求的相关业务，促进社会和谐发展。