第38卷第10期羊柬電力Vol.38 No. 102010年10月East Ghina Electric Power)ct. 2010。上海電源結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究葛佳男',高遠(yuǎn)',翟海青”,葉 春'(1..上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，上海200240;2. 上海市電力公司調(diào)度通信中心,上海200122)摘要:通過(guò)分析 上海市電力現(xiàn)狀、電源結(jié)構(gòu),對(duì)比國(guó)外部分國(guó)家和城市電源結(jié)構(gòu)，從資源條件、系統(tǒng)優(yōu)化、綜合利用和環(huán)境保護(hù)角度,提出少建煤電機(jī)組,增加E型燃機(jī)份額以及盡快制定兩部制氣價(jià)的建議,以建立與上海經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和城市發(fā)展相適應(yīng)的、具有上海特點(diǎn)的、多元化的、安全靈活的能源結(jié)構(gòu)體系。關(guān)鍵詞:電網(wǎng);電源結(jié)構(gòu);優(yōu)化作者簡(jiǎn)介:葛佳男( 1987-) ,女,碩士,從事電力市場(chǎng)和電網(wǎng)規(guī)劃研究。中圈分類號(hào):TK01文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編 號(hào):1001 -9529(2010) 10-1582-04Preliminary Exploration of Optimizing Energy Structure of Power Generation of Shanghaiin New PeriodGE Jia-nan' , GAO Yuan2 , ZHAI Hai-qing' , YE CHun'(1. Shanghai Jiatong University , Shanghai 200240, China;2. Dispalching and Communcation Center of Shanghai Electric Power Company, Shanghai 200122, China)Abstract: By analyzing the electric power status and power structure in shanghai and the situation in some countriesand cities abroad , from the views of resource conditions, system optimization , comprehensive utilization and environ-mental protection, we put forward the optimization of the power structure in shanghai to establish the pluralistic, safeand flexible energy structure system which is ft with the economic growth and city development in shanghai.Key words:power grid; energy structure; optimization自20世紀(jì)90年代以來(lái)上海裝機(jī)容量得到了建 設(shè)發(fā)電機(jī)組,裝機(jī)容量快速增長(zhǎng),平均增長(zhǎng)速度飛速發(fā)展,電力容量對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素為10. 8%。2007年,為響應(yīng)節(jié)能減排,實(shí)行“上大基本消除,但又出現(xiàn)從電源性缺電局面轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒　闭?以新建大容量機(jī)組來(lái)取代小容量機(jī)網(wǎng)性缺電局面,同時(shí)外來(lái)電力雖然增加，現(xiàn)階段僅組,所以裝機(jī)容量略有下降。從2008年開(kāi)始,裝提供較低的調(diào)峰能力,導(dǎo)致電網(wǎng)調(diào)峰愈加困難,產(chǎn)機(jī)容 量穩(wěn)步增長(zhǎng)。生了燃煤機(jī)組降負(fù)荷低效益運(yùn)行、電力系統(tǒng)安全1.2用電量高位增長(zhǎng)可靠性差、相關(guān)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后和環(huán)境污染等“十--五”期間,受上海宏觀經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整以諸多問(wèn)題。因此科學(xué)合理、審時(shí)度勢(shì)、因地制宜地及社會(huì)發(fā)展的影響,上海電力需求的外部環(huán)境發(fā)生優(yōu)化上海市發(fā)電能源結(jié)構(gòu),是新時(shí)期上海電力系了較大變化。第二產(chǎn)業(yè)的用電量比重有所降低,增統(tǒng)亟待研究和解決的問(wèn)題。速放緩,同時(shí)由于居民生活水平的提高和家用電器的普及,第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電量比重增加。1.上海電力現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)隨著上海國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的持續(xù)走高,用電量1.1裝機(jī)容量穩(wěn)步增長(zhǎng)也是呈現(xiàn)高位增長(zhǎng)的趨勢(shì)。但是隨著上海產(chǎn)業(yè)結(jié)據(jù)統(tǒng)計(jì),上海電網(wǎng)內(nèi)共有發(fā)電廠28座,總裝構(gòu)的進(jìn)一步調(diào)整,對(duì)高能耗、低附加值的企業(yè)實(shí)行機(jī)容量17284MW,100MW以上的容量共計(jì)關(guān)停和取消優(yōu)惠電價(jià),大力引進(jìn)高科技、高附加15900MW,占總裝機(jī)容量的92%,其中900MW值、中國(guó)煤化工和節(jié)能力度,單及以上的機(jī)組4臺(tái),600 MW的機(jī)組4臺(tái),300 MW位G現(xiàn)出良好的經(jīng)濟(jì)的機(jī)組18臺(tái),100 ~200 MW的機(jī)組24臺(tái)。2002發(fā)展THCNMHG年~ 2006年,為滿足高速增長(zhǎng)的用電需求,大量1.3峰谷差8益增大葛佳男,等上海電源結(jié) 構(gòu)優(yōu)化研究1583城市建設(shè)和居民生活水平的提高,不但使上隨著上海新的能源政策的實(shí)施，上海天然氣供海電網(wǎng)負(fù)荷以較高的速度增長(zhǎng),也使用電峰谷差應(yīng)日益充足和穩(wěn)定,目前氣源包括東海天然氣、西日趨增大。上海市用電負(fù)荷特征已向現(xiàn)代化國(guó)際氣東輸天然氣和進(jìn)口液化天然氣,年供應(yīng)能力達(dá)到大都市用電類型轉(zhuǎn)變,全年用電高峰由原來(lái)夏季76億m' ,用于發(fā)電的天然氣大大增加(2。天然氣-個(gè)高峰,向夏季和冬季兩個(gè)高峰發(fā)展。日用電發(fā)電具有投資低、建設(shè)周期短、能源利用效率高、機(jī)負(fù)荷曲線也發(fā)生明顯變化,從原早晚2個(gè)峰的組調(diào)峰性能好.對(duì)環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn),成為國(guó)際上“駝峰”形狀轉(zhuǎn)變?yōu)閮煞逯g負(fù)荷趨向平坦,日高電力發(fā)展的主流。峰負(fù)荷持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)。因此為優(yōu)化上海電網(wǎng)結(jié)構(gòu),提高調(diào)峰能力,改氣候因索對(duì)電力負(fù)荷曲線變化的影響越發(fā)明善環(huán)境質(zhì)量,上海電網(wǎng)已相繼建設(shè)3座燃機(jī)電廠,顯,電力需求溫度敏感性增強(qiáng),最高負(fù)荷中商業(yè)、共4臺(tái)E級(jí)燃?xì)鈾C(jī)組,5臺(tái)F級(jí)燃?xì)鈾C(jī)組。E級(jí)與工業(yè)以及居民生活中的夏季降溫負(fù)荷已占到最高F級(jí)燃機(jī)均有調(diào)峰性能好,啟動(dòng)快等優(yōu)點(diǎn),但又有負(fù)荷的40%~45%,這部分負(fù)荷的持續(xù)增長(zhǎng)造成其自身特點(diǎn)。F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)為單軸布置,即一臺(tái)燃了峰谷差的日益增大。氣輪機(jī)與一臺(tái)容量匹配的汽輪機(jī)共同帶動(dòng)- -臺(tái)發(fā)此外市外來(lái)電容量逐年增大,但其調(diào)節(jié)能力電機(jī),而且它們組裝在一根主軸上,同步啟停。而較差,因此上海電網(wǎng)整體調(diào)峰形勢(shì)較為嚴(yán)峻。E級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)為多軸布置,每臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)和每臺(tái)汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)各自發(fā)電機(jī),且2臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)合帶1臺(tái)汽2上海電 源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀分析輪機(jī)。這種連接方式可以只啟動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī),稍后再電源結(jié)構(gòu)的合理與否將直接影響該電網(wǎng)電力啟動(dòng)汽輪機(jī),對(duì)調(diào)峰和啟停非常有利。供給的安全性、可靠性經(jīng)濟(jì)性和持續(xù)發(fā)展性。受3國(guó)外部分國(guó)家和城市電源結(jié)構(gòu)分析上海一次能源供應(yīng),社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,電力生產(chǎn)建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性,以及日益嚴(yán)格的環(huán)保要求等諸多因素3.1英國(guó)的綜合影響,上海電源裝機(jī)結(jié)構(gòu)如表1所示。英國(guó)發(fā)電能源以火力為主,2001年煤電發(fā)電表1上海電源裝機(jī)結(jié)構(gòu)配比量占總發(fā)電量的37% ,其次為天然氣,占發(fā)電量1999年2005年2008年的28%。根據(jù)英國(guó)政府最新公布的《能源白皮發(fā)電能力構(gòu)成比例發(fā)電能力構(gòu)成比例發(fā)電能力構(gòu)成比例書(shū)》,以煤為燃料的發(fā)電廠將逐漸被淘汰,政府將/MW1%/MW /%/%煤電8406 97.712391 67.2 14 059 58.9計(jì)劃從阿爾及利亞、伊朗和俄羅斯等國(guó)進(jìn)口天然氣電0.0784 4.3 2660 1.1氣用于發(fā)電,加快發(fā)展燃?xì)獍l(fā)電,取代燃煤發(fā)電和網(wǎng)外來(lái)電2.35269 28.6 7 16030.016個(gè)壽命達(dá)30年即將停止運(yùn)行的核電廠。同由表1可知,上海煤電、氣電、網(wǎng)外來(lái)電總量時(shí),政府鼓勵(lì)發(fā)展可再生能源,并在近海擬建數(shù)千呈逐年上升的趨勢(shì)。煤電- - 直占據(jù)上海電網(wǎng)發(fā)電座風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,力爭(zhēng)在2010年能夠向英國(guó)1/6的主體地位,但煤電所占比例逐年下降;氣電近年的家庭供電。來(lái)增速較快,2008年,氣電容量已達(dá)2 660 MW,圖1所示為英國(guó)未來(lái)10年發(fā)電結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)。占上海發(fā)電能力的11.1%;由于上海本地資源有由該預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)可知天然氣將成為英國(guó)主要的限,外來(lái)調(diào)峰能力較差的電力容量逐年增加,加重發(fā)電能源,煤電的比例將顯著下降。了上海電網(wǎng)的調(diào)峰難度。油電的比重在過(guò)去幾十年中持續(xù)下降,預(yù)計(jì)將雖然上海煤電裝機(jī)容量穩(wěn)步增加,2008年達(dá)在英國(guó)未來(lái)的發(fā)電能源構(gòu)成中保持很小的比例。到14059MW,占上海總發(fā)電能力的58.9%,明顯核電目前占英國(guó)電力供應(yīng)的23%,由于沒(méi)有低于我國(guó)煤電比例70%以上的全國(guó)平均水平。但新增核電容量,加上退役核反應(yīng)堆停運(yùn),預(yù)計(jì)到是由于燃煤機(jī)組的調(diào)峰能力差,而電網(wǎng)低谷時(shí)需要2025年核電容量將減少8 879 MW。降負(fù)荷甚至調(diào)停-部分燃煤機(jī)組,直接影響運(yùn)行經(jīng)“中國(guó)煤化士較大比重,其天濟(jì)性"];另外煤炭資源屬于不可再生能源,燃煤機(jī)然氣三熟,值得.上海借組的環(huán)境污染以及電煤運(yùn)輸困難等問(wèn)題,將會(huì)使煤鑒。[HCNM HG送距離約為920電比例在整個(gè)上海電源結(jié)構(gòu)中持續(xù)降低。km,由于天然氣不能立即到達(dá)需求量增加的地方,1584羊柬電力2010 ,38( 10)100一傳統(tǒng)電力__抽 水幕能80(Pondage模式)so峰街日負(fù)荷曲線發(fā)電油電20腰荷20102012201420162018煤■可再生能源■其它圖1英國(guó)未來(lái) 10年發(fā)電結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)核電傳統(tǒng)電力所以天然氣傳輸系統(tǒng)必須不斷地保持平衡。英國(guó)....Rnofrvr模式) ....通過(guò)建設(shè)氣罐,以及與用戶簽訂同意在高峰時(shí)段提0 3691215182124h供儲(chǔ)存的天然氣給國(guó)家氣網(wǎng)( NGG) ,同時(shí)把自己使圖2東京電力供應(yīng)方式用的天然氣量保持在最低水平的LNG存儲(chǔ)協(xié)議，這樣氣網(wǎng)在整個(gè)用氣用電高峰時(shí)段都有足夠的天表2東京發(fā)電裝機(jī)容構(gòu)成MW然氣可供使用,保證了管內(nèi)天然氣保持最佳的平衡2002017(規(guī)劃)容量比例/%容量比例/%狀態(tài)。為了鼓勵(lì)這種行為,用戶在低谷時(shí)儲(chǔ)存的常規(guī)水電4067 54131LNG將能獲得打折后的氣價(jià)優(yōu)惠,它也反映了在管水電抽水薪能10533 1411 0033道建設(shè)中所節(jié)省的投資田。合計(jì)14600 115 13412338 161194643.2 東京煤電42746400東京電力公司(TEPCO),是- -家集發(fā)電(含火氣電24 616 ,3327 444電、核電、水電、和風(fēng)力發(fā)電)、輸電、供電為- -體的火電地?zé)?0其他1 6131 238區(qū)域性電力集團(tuán)公司,是日本十大區(qū)域電力公司之42 84555- ,主要經(jīng)營(yíng)范圍為東京地區(qū),發(fā)電及售電量占日18188 2422 79527本全國(guó)的35%。新能源190總計(jì)75 6331084 98000截止到2007年,東京電力公司擁有190座發(fā)電廠,總裝機(jī)容量為75 63 3MW。其中,核電廠3座,裝機(jī)容量18 188 MW;火力發(fā)電廠26座(含燃4建議機(jī)電廠),裝機(jī)容量42 845 MW;水力發(fā)電廠1604.1 減少煤電機(jī)組比例座,裝機(jī)容量14 600 MW;風(fēng)力發(fā)電廠1座,裝機(jī)容.與英國(guó)、日本等城市相比,燃煤機(jī)組在上海電量1 MW。并且在未來(lái)10年計(jì)劃里,水電和火電所源結(jié)構(gòu)中所占比例還是偏大，且考慮到煤電調(diào)峰性占比例略微降低,新能源和核電都有所增加,天然能差、環(huán)境污染大、電煤運(yùn)輸困難等因素,建議今后氣發(fā)電在近十年中都會(huì)占主導(dǎo)位置。少建燃煤機(jī)組,即使新建的燃煤機(jī)組調(diào)峰能力需達(dá)圖2反映了東京電力供應(yīng)方式。其中水電、核到60% ,此外,在必要時(shí)應(yīng)考慮讓300 MW機(jī)組參電、煤電較為穩(wěn)定,作為基荷。氣電由于其效率高、與兩班制運(yùn)行。清潔等特性,作為腰荷來(lái)供應(yīng)。油電因其能快速響4.2增加E級(jí)燃機(jī)份額應(yīng)負(fù)荷變化,所以作為良好的調(diào)峰能源。抽水蓄能與東京相比，上海電網(wǎng)油電容量較少,所以氣發(fā)電具有較好的負(fù)荷追蹤性能和電儲(chǔ)能功能，而且電將作為一種優(yōu)質(zhì)的調(diào)峰能源增加氣電在上海電它對(duì)環(huán)境的影響較小,所以也作為一-種經(jīng)濟(jì)可靠的源結(jié)構(gòu)中的比例,可以提高上海電網(wǎng)的調(diào)峰能力。調(diào)峰能源[4]。E級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)與F級(jí)級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)相比,雖然負(fù)荷容表2為東京電力公司2007年和預(yù)計(jì)2017年量小效率相對(duì)較低(比燃煤機(jī)組仍高很多),但由發(fā)電裝機(jī)容量構(gòu)成明細(xì)。于其獨(dú)中國(guó)煤工頻繁啟停的運(yùn)上海作為與東京相似的大都市,也可以借鑒其行方二義上海在之后的合理的電源發(fā)展模式,建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市建設(shè)然氣IYH. CN M H G氣機(jī)組的比例，相協(xié)調(diào)的電源結(jié)構(gòu)。提高電網(wǎng)的調(diào)峰能力和靈活性。葛佳男,等上海電源結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究15854.3制定鼓勵(lì)燃機(jī)電廠 參與氣電聯(lián)調(diào)的氣價(jià)優(yōu)惠且電網(wǎng)峰谷差日益增大以及對(duì)可靠性和穩(wěn)定性體系的要求不斷提高,使得上海電網(wǎng)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。隨著上海LNG項(xiàng)目的落實(shí)，將有大量天然氣為實(shí)現(xiàn)新時(shí)期上海電力的跨越式發(fā)展,以及適用于發(fā)電,屆時(shí)燃機(jī)電廠將參與氣網(wǎng)與電網(wǎng)的雙調(diào)應(yīng)即將制定的“十二五發(fā)展規(guī)劃”,調(diào)整完善.上峰。由英國(guó)天然氣調(diào)峰經(jīng)驗(yàn)可知,電廠用戶也可以海電源結(jié)構(gòu)成為時(shí)代要求。上海市電源結(jié)構(gòu)的建設(shè)小氣罐,在晚間用氣低谷時(shí)儲(chǔ)氣,用于白天電調(diào)整優(yōu)化既是一項(xiàng)改進(jìn)設(shè)備、提升技術(shù)、完善管網(wǎng)調(diào)峰發(fā)電。這樣既可以保證電網(wǎng)的峰負(fù)荷容量,理的工程項(xiàng)目,更是一項(xiàng)涉及能源安全、環(huán)境保又可以調(diào)節(jié)氣網(wǎng)夜間限制的管道設(shè)備。但考慮到護(hù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的公共政策,對(duì)上海長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展燃機(jī)電廠的經(jīng)濟(jì)性,建議氣網(wǎng)公司實(shí)施兩部制或更具有基礎(chǔ)性的作用。多等級(jí)的氣價(jià),如部分國(guó)外發(fā)電氣價(jià)與居民用戶的參考文獻(xiàn):氣價(jià)價(jià)格之比如表3所示[5] ,發(fā)電用氣的價(jià)格普遍低于工業(yè)用氣和居民用氣的價(jià)格,普遍僅為民用氣[1]諸紀(jì)新,翟海青,葉春,等引進(jìn)型300 MW機(jī)組參與輛班制運(yùn)行的可行性[J].華東電力,2004 ,32(2) :68.價(jià)的50%以下。[2]東方網(wǎng).多城市“氣荒”上海不會(huì)限氣[ EB/OL]. [2009.表3國(guó)外部分國(guó)家發(fā) 電氣價(jià)與居民用戶氣價(jià)比值11-21 ]. htp://why. eastday. com/q/2091121/ul a658912.工業(yè)發(fā)電民用html.美國(guó)0.510.40[3]WINSER N. Cas Transporation Ten Year Statement 2008日本0.360.16[R]. National Grid,2008.德國(guó)0.460.38[4]英國(guó)0.29lectric power company[ EB/OL]. htp://ww. tepco. co. jp/荷蘭0.37en/orinf/overview/pdrf4/34.e. pdl.5結(jié)語(yǔ)[5]嚴(yán)銘卿,廉樂(lè)明.天然氣輸配工程[ M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,005.上海市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高位快速發(fā)展,促使電網(wǎng)收稿日期:2010.08.09建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大和用電需求的高速增長(zhǎng),并本文編輯:楊林青電力情識(shí)OPPC光纖通信視頻測(cè)溫導(dǎo)線掛網(wǎng)帶電運(yùn)行OPPC( Optical Phase Conductor)光纖通信視頻測(cè)溫導(dǎo)線在華北電網(wǎng)張家口地區(qū)的220 kV白龍山變電站至鹿原變電站220 kV白鹿線上掛網(wǎng)帶電運(yùn)行成功,線路總長(zhǎng)度為26.193 km,鐵塔69基。OPPC是電力通信系統(tǒng)的一種新型特種光纜,其在傳統(tǒng)的相線結(jié)構(gòu)中將光纖單元復(fù)合在導(dǎo)線中,充分利用電力系統(tǒng)自身的線路資源,特別是電力配網(wǎng)系統(tǒng),避免在頻率資源、路由協(xié)調(diào)、電磁兼容等方面與外界的矛盾使之具有傳輸電能及通信的雙重功能。華北電網(wǎng)公司將此種導(dǎo)線應(yīng)用于220 kV輸電線路的設(shè)計(jì)、施工與運(yùn)行,還在線路中間鐵塔上進(jìn)行了光纖T接抽取工作,將視頻信號(hào)等參數(shù)用OP-PC導(dǎo)線中的光纖及時(shí)傳回,將視頻遙控監(jiān)控功能在遠(yuǎn)端展現(xiàn),解決了在線路上偏遠(yuǎn)地區(qū)無(wú)通信信號(hào)傳輸問(wèn)題,改變了以往傳統(tǒng)的導(dǎo)線只有單- -送電功能;該導(dǎo)線同時(shí)還具有傳輸電能、通信遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控及對(duì)導(dǎo)線運(yùn)行溫度在線監(jiān)測(cè)的多重功能為實(shí)現(xiàn)變電站無(wú)人值守、輸電線路遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能電網(wǎng)及多網(wǎng)融合建設(shè)提供了新的技術(shù)手段。世界首臺(tái)特高壓(雙柱)自耦變壓器研制成功由中國(guó)西電自主設(shè)計(jì)、自主制造的國(guó)際首臺(tái)1 000 kV 1 000 MVA雙柱結(jié)構(gòu)、單柱容量500 MVA特高壓自耦變壓器通過(guò)全部例行試驗(yàn)和型式試驗(yàn),打破了國(guó)際上特高壓變壓器單柱最大容量334 MVA的世界紀(jì)錄。該變壓器采用了兩柱并聯(lián)結(jié)構(gòu),主變和調(diào)變分箱布置,在局放量控制、降低振動(dòng)、減小噪音和消除局部過(guò)熱等方面采用了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明,該產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足和優(yōu)中國(guó)煤化工受能力和局部放電、溫升及噪聲等關(guān)鍵指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,較同容量三柱式特JHCNMHG”通過(guò)特高壓工程建設(shè)提升國(guó)內(nèi)輸變電制造技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平的目標(biāo),為進(jìn)一步研.ww.i型特高壓變壓器打下了良好的基礎(chǔ)。(本刊訊)