電力供需指數研究

[摘要]電力供應必須滿足經濟發展對電力的需求。電力供應短缺將會制約經濟的發展：電力供應能力過剩將會降低電力企業的生產效率。任何電力供需的不平衡度將影響國民經濟的發展及電力行業的效率。提出電力供需指數的概念并給出定量評判全國電力盈虧的計算方法，對我國歷年電力供需盈余給予了評判，對今后電力供需形勢給予了分析。

　　[關鍵詞]

電力供需指數，全社會用電量，經濟增長，發電裝機容量，電力短缺

　　0、引言

　　電力工業是國民經濟的基礎產業，全社會對電力的依賴程度越來越高。我國電能在終端能源消費的比重已高達19.1%，這對電力供應也提出了更高的要求。一方面，社會經濟的發展要求電力工業必須以一定的規模和速度發展，滿足經濟發展及人們生活的需求。任何電力短缺都將對經濟社會產生不良影響；另一方面，經濟、社會的發展也要求電力行業必須提高運行效率，任何電力供應能力過剩都會降低電力企業的效益。由此，這也對電力供需分析提出了更高的要求。如何判斷電力供需是否平衡?若電力供應大于需求，大多少?若電力供不應求，缺多少?這是一個復雜的課題。正確判斷電力供需形勢，及早采取應對措施，盡量減少缺／多電損失，可以降低對經濟社會的影響。它是有效防范經濟發展及電力行業和企業發展風險的一項基礎工作，歷來受到政府、廣大電力用戶、電力企業和相關行業的普遍關注。

　　針對區域范圍及時間段的不同，電力供需分析的方法也不同。在電力系統的范圍內(省、大區)，中短期電力供需分析通常采用電力電量平衡的方法，分析該系統內的電力供應盈虧；中長期電力供需分析通常采用電力生產模擬的方法，以LOLP等指標衡量該系統內的電力供應盈虧。可是，在全國范圍內，有多個電力系統相聯或不相聯，上述方法受到制約。另外，上述方法需要大量機組數據及負荷數據，在許多不確定因素的影響下，這些數據很難得到。通常可以根據我國經濟發展趨勢預測未來幾年的電量需求，對新增發電裝機容量做一些判斷。顯然，僅憑電力裝機總量及需電量等有限參數定量分析未來每年我國電力供需狀況，上述方法很難勝任。本文提出電力供需指數的概念，在文獻[2]的基礎上作了改進，作為衡量電力供需是否平衡的定量分析指標，使人們對電力供需形勢有一個直觀的判斷，達到提前預警的目的。

　　1、電力供需指數

　　建立電力供需指數的原則是通過該指數作為判斷電力供需是否平衡的依據：若電力供需平衡，則電力供需指數為1；若電力供應能力大于需求，則電力供需指數大于1；若電力供應能力小于需求，則電力供需指數小于1，此時會有不同程度的電力短缺。由此，定義電力供需指數為電力供應能力與電力需求的比值。

　　電力供應能力為發電機的總容量(C)與電力輸送能力系數(f)之積。同樣的裝機容量，發電利用小時數的不同，其發電量也不同。電力輸送能力系數表示電網在其輸配電環節是否有卡口，能否將發電廠發出的電送得出、落得下，用[O，1)區間的數值表示。因此，發電量乘以廠可以反映電力供應能力。考慮到水文變化對電力供應的影響，下雨多，來水量(W)大，可以增加水電出力。Ⅳ可以用[-3，3]區間的數值表示。則電力供需指數(I_SD)可表示為：

式中：h為發電利用小時數；c為來水對增加水電發電量的影響系數；D為需電量；T為氣溫，T高(低)可以增加降溫(升溫)負荷，用[-3，3]區間的數值表示；a為氣溫對電量的影響系數。

　　電力供應能力的盈虧可以表示為：

　　為了便于理解I_SD的涵義，可修改式(1)為：

　　則式(3)中的乙與1的差即為電力盈虧。假設I_SD為1.033，那么I_SD-1.000=0.033，則電力盈余3.3%；假設I_SD為0.942，那么1.000-I_SD=0.058，則電力缺口5.8%。

　　根據電力發展應適當超前的原則，設定人。在1.000-1.030為電力供需平衡區域，或稱綠色區域，此時，電力供應可以滿足經濟發展的需求；I_SD在1.0311.060為電力供應略大于需求的區域。或稱黃色區域，此時，警示我們電力供應可能有余，應給予關注；I_SD大于1.060為電力供應大于需求的區域，或稱紅色區域，此時，警示我們電力供應已經過剩，應給予調控;I_SD在0.970-0.999為電力供應略小于需求的區域。或稱黃色區域，此時，警示我們電力供應可能不足，應給予關注；I_SD小于0.970為電力供應小于需求的區域，或稱紅色區域，此時，警示電力供應已經不足，應采取措施，盡量減小對經濟發展的影響。

　　2、我國歷年電力供需指數

　　采用電力供需指數可以分析我國歷年電力供需盈虧情況。式(1)中廠取1，暫不考慮電網的卡口；h取4700(接近2002年的水平)；c取100；a是隨空調的增加而變化的。1979年取110，每年增加20。

　　表1所示：1979年我國電力裝機63.020GW，全社會用電量2762億kW·h，電力供需指數為0.997，處于黃色區域，電力缺口0.3%。電力供需基本平衡；1985年我國電力裝機87.050GW，全社會用電量4051億kW·h，電力供需指數為1.010，處于綠色區域，電力供需基本平衡；1992年我國電力裝機166.532GW，全社會用電量 7455億kW·h，電力供需指數為0.966，處于紅色區域，電力缺口3.4%，缺少發電裝機6GW；1998年我國電力裝機277.289GW，全社會用電量11347億kW·h，電力供需指數為1.096，處于紅色區域，電力盈余9.6%，發電裝機盈余27GW；2003年我國電力裝機 391.000GW。全社會用電量18893億kW·h，電力供需指數為0.946，處于紅色區域，電力缺口5.4%，缺少發電裝機21GW；2004年我國電力裝機441.000GW，全社會用電量21761億kW·h，電力供需指數為0.925，處于紅色區域，電力缺口7.5%，缺少發電裝機 33GW；2005年我國電力裝機517.000GW，全社會用電量24754億kW·h，電力供需指數為0.958，處于紅色區域，電力缺口4.2%，缺少發電裝機22GW；2006年我國電力裝機622.000GW，全社會用電量28248億kW·h，電力供需指數為0.996，處于黃色區域。電力缺口0.4%，缺少發電裝機3GW。

　　圖1顯示我國歷年電力供需指數的變化趨勢。可以看出：我國改革開放以后，生產能力得到發展，1980—1984年電力供應嚴重不足，特別是1982年，電力缺口約10%；1996—2001年，由于亞洲金融危機，經濟發展較慢，電力需求不旺，電力供應能力過剩，1998年達到9.6%；2003-2005年，我國經濟發展迅猛，電力需求大增，缺電嚴重。2006年有所好轉。

　　若2007年新增發電裝機90GW，同比增長16.3%，發電裝機總容量達到712GW，全社會用電量32061億kW·h，同比增長 13.5%，則電力供需指數為1.015，處于綠色區域。電力盈余1.5%，發電裝機盈余11GW，電力供需平衡；若全社會用電量達到32343億 kW·h，同比增長14.5%，則電力供需指數為1.006，處于綠色區域，發電裝機略余5GW，電力供需基本平衡，此時，局部地區氣候變化的因素很可能打破這種脆弱的平衡狀態。

　　為了降低煤耗，提高發電效率，國家制定了發電機組“上大壓小”計劃，2010年前全國關停小火電50GW。預計2007年關停小火電10GW。若2007年發電裝機總容量達到707GW，全社會用電量增長13.5%，則電力供需指數為1.008，處于綠色區域，電力盈余O.8%，發電裝機盈余 6GW，電力供需基本平衡，但處于脆弱的平衡狀態；若全社會用電量增長14.5%，則電力供需指數為0.999，處于黃色區域，發電裝機略虧，應給予關注。

　　3、結語

　　電力供需指數是對電力供需是否平衡的度量，為電力供需分析、預警提供了量化的指標與方法。它以簡單、直觀的形式刻畫了電力供需形勢，為分析電力供應是否有缺口提供了量化指標，為政府、電力企業及廣大電力用戶提供參考。