煤电联动与投资平衡点及厂网调度模型的联动研究

煤电联动是一种将技术参数量化融入的方法。厂网调度系统是以电量和电价市场化为主线，以从生产调度源头保护环境为目的来控制的新调度方法。本课题为企业境内外BOT开发火电项目提供参考，为电力全产业链提供指导，对投资、运行收益、调度模型做了关联研究。

煤电联动与投资平衡点及厂网调度模型的联动研究

中国电建集团国际工程有限公司 陈 伟/文

一、引言

随着政府鼓励更多企业实施“国际产能合作”的战略，以及国内目前电力投资及产能过剩，很多企业在海外以BOT模式投资火电等能源项目。煤电联动与投资平衡点及厂网调度系统联动，是电力系统投资、运行收益的市场化及环保化重要特征，表征关联与成本电价及上网电价及电量与电价的市场化互动。平衡点是燃料付款项中最关键的概念，机组性能高于平衡点，则煤价上涨对收益是正影响，低于平衡点煤价上涨负收益扩大化，其中火电厂的热耗率、煤价、运行方式等因子是影响项目投资收益的重要因素之一，也是购电协议（PPA）中非常重要的一部分，上述三个因子的关联模型优劣将直接影响项目的经济收益。将技术参数量化融入煤电联动，使煤电联动获得了创新的生命力。厂网调度系统是以电量和电价市场化为主线，以从生产调度源头保护环境为目的来控制的新调度方法。本课题为企业境内外BOT开发火电项目提供参考和借鉴，为电力全产业链提供指导，对投资、运行收益、调度模型做了重点的关联研究。

二、项目立项背景及主要研究内容

1.项目立项背景

（1）国内电力产能过剩，政府鼓励实施“国际产能合作”战略，海外电源点多为竞价上网；

（2）国内电价趋向竞价上网，部分地区已建立调度中心实施竞价上网；

（3）国家鼓励新能源项目上马，避免弃风、弃水，合理发挥新能源电源点在电网中的作用；

（4）国家严控高能耗、高污染的项目，大力推行绿色、清洁、环保项目投产，减少雾霾；

（5）在电力互联互通中，急需解决电力调度和结算难题。

（6）更好地研究市场化煤电联动机制。

2.项目总体思路及主要研究内容

系统性：从设备到电厂建立了相互关联作用；从电厂到电网建立了相互关联作用，从技术和经济两方面，以电量和电价市场化为主导，通过上网电价、成本电价、煤耗容许值、实际煤耗、环保等研究关联性，在煤电联动、平衡点、调度模型中体现，见图1。

图1 煤电联动中选择技术参数的流程

（1）平衡点实现火电投资的谈判的底线，为技术和经济的结合需要跟深层面的研究煤电联动。

（2）煤电联动公式将技术参数如：机组最大出力、机组利用率、机组运行方式、厂用电率、煤价等融入计算公式，是一种比平衡点更广泛的技术和经济结合模型，通过此公式，可以有效地计算出电费结算，从而指导电力投资、建设、调试和运行等全产业链。

该模型煤电联动的公式优点在于揭示多种技术参数量化作用。

1）该模型在国内外均具有通用性。

2）该模型直接研究热耗和煤耗，对于项目收益、节能减排、资源配置有重大意义。

3）该模型直接从技术和经济层面来控制电价。对煤价采购，机组运行方式等因素有一定的指导意义，见图2。

图2 调度模型工作流程

4）该模型在国外项目的电价分析中考虑了通胀和机组老化等各种因素。

（3）调度模型通过上述调度系统工作流程，可以继续研究关于电网、厂的各自控制程序。

电网、厂调度流程的核心是：通过电价、量的市场化关系，煤耗容许大调电量、电价市场化小调电量等实现电力供给侧的结构调整。由“滑尺技术”来控制上网电厂的煤耗即从源头保护环境，实现优化资源配置，见图3、图4。

图3 电网调度流程

（4）两部制电价及固定单一制、上网竞价电价的模型及选取策略。

两部制电价及固定单一制、上网竞价电价作为经济发展不同国家地区均有应用。通常在经济发展初级阶段，由于需要大量电力，多选用固定单一制照付不议来作为本国电力政策，以便吸引新资金和新技术，满足经济发展需要；在经济发展到一定阶段，电力供需矛盾不明显等因素下，多选取两部制电价的政策，以保护外资或其他资本投资收益；到经济发展到电力供需平衡时期，多选取两部制、上网竞价为结合的制度，当成本电价高于上网电价时候，根据PPA合同买电方可以选取两部制电价给部分电厂付费，当成本电价低于上网电价时候，根据PPA合同以卖方成本电价收费；当经济发展到电力过剩阶段，选取上网竞价方式来定价，两部制作为电厂成本电价核算，利用上网电价来微调电力市场供应，煤耗容许值（一种滑尺）来控制总体电量和环保，上网电价及成本电价形成机制之间采用互为动态负反馈，以市场化资源配置来动态调整电力供需为主要目标。当发电量相对不足时，上网电价高于成本电价时候，发电量增加负反馈，同时上网电价回落，满足上网电价高于成本电价的电量减少。反之，亦然。中国现在电力行业产能过剩，调整供给侧结构并属于此阶段，应采用此模型方法来构建市场化资源配置为主的电力买卖市场。

通过揭示成本电价，上网电价，热耗及煤耗，新能源利用及环境保护等因素的揉合及关联度，用量化手段及区域“滑尺技术”来控制实现电网和电厂调度策略，控制系统通过成本电价、上网电价和煤耗容许、实时煤耗及电厂响应I和II收发信号从不同侧面来反映之间的相互关系和控制，引入量化判断逻辑和滑尺概念，引入实时和历史数据统计学分析，从各种学术领域及实践中揉合，最终实现新能源利用（防止弃风、水、光）最大化、电价最合理化、资源利用最优化、环境保护最强化“四化”理念。

总之，创新点对整个机组系统安全稳定运行和投资收益有非常重要作用。技术创新在煤电联动新公式、平衡点判断海外投资收益且使技术和经济互动量化、基于节能减排及稳定安全性电网厂侧调度控制系统上网发电机制。

图4 电厂调度流程

三、项目主要技术创新及技术指标

主要创新技术的特点见表1。

该模型和国内外其它煤电联动及相关模型计算对比具有的先进性。从表1可得出几个特点：

1.通过该模型，找到热耗、煤耗及上网电价、成本电价平衡点，指导商务谈判和设计

2.该模型中煤电联动部分可指导电厂权衡上网电价、成本电价

3.该模型的煤耗容许值使得各项目市场化竞价上网、节能减排，以电价与电量大小动态调整的市场化调度机制来优化电力供给侧结构

4.该模型可在全产业链，甚至运行时的工况、煤种也融入煤电联动计算，使得技术参数完全量化

5.该模型可分析海外电厂投资的关键点，以电价为源头来分析全产业链技术及商务因素从而控制投资方风险

6.该模型具有一定前瞻性、新颖性、可扩展性

四、结论

本文主要研究投资平衡点来决策热耗率对火电厂的经济效益影响、投资方面煤电联动对火电厂的经济效益的影响、运维调度方面节能减排对火电厂的经济效益影响、电价方面两部制电价及固定单一制、上网竞价电价的模型及选取策略分析。

致力于解决国内外电力系统全产业链多方面的重要问题，特别是国家现阶段电力系统的诸多方面亟待解决问题，如调整供需侧结构、市场化上网竞价、节能减排环境问题、电价和调度问题、新能源利用等关键问题。

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《电力设备管理》杂志社编辑部

2016.10.12