我国三级电力市场体系建设研究.pdf

中国科学技术大学硕士学位论文我国三级电力市场体系建设研究姓名：周宗发申请学位级别：硕士专业：管理科学与工程指导教师：张圣亮20051101中国科学技术大学硕士学位论文我国三级电力市场体系建垃研究摘要电力是国民经济发展的基本能源。由于我国电力工业所需一次能源分布不均，西部多东部少，而用电重负荷主要集中在东部和南部，因此建立适合我国国情的能源发展战略十分重要。电力市场化改革是国家能源发展战略的重要举措，其改革的深度和广度尚需进一步加强，以最终实现电力资源在全国乃至国际优化配置的目标。我国电力系统分层调度、分区运行的特点和电力建设发展规划确立了市场层次体系，即形成以省电力市场为基础，区域电力市场为核心，国家电力市场为调控的三级电力市场。本文以我国的能源发展战略为依据，从宏观经济学、技术经济学、产业经济学等角度对三级电力市场的概念和体系作深入的剖析，揭示现有电力市场在体系结构上的不足，并结合实践论述了各级电力市场的具体实现细常，特别对国家电力市场的培育给出了建设性的意见和方案。建立国家电力市场或区域电力市场有利于打破目前区域问或省闻的交易壁垒，在市场条件成熟时，能促进电力资源在全国范围的台理利用，从而实现社会经济的可持续发展。关键词：电力市场化改革三级电力市场国家电力市场体系中国科学技术大学硕士学位论文我国三级电力市场体系建设研究A b s t r a c tE l e c t r i cp o w e r,a st h eb a s r ae n e r g ys o t l r c ef o rn a h o n a Ie c o n o m yd e v e l o p m e n t，i sv e r yi m p o r t a n t B e c a n s et h ed i s t r i b u t i n go fp r i m a r ye n e r g ys o u r c ef o re l e c t r i cp o w e ri n d u s t r yd o e s u l tm a t c ht h ee c o n o m yd e v e l o p m e n td e g r e ew e l l，w i t hm o r ei nw e s t e r nr e g i o n sa n dl e s si no t h e rr e g i o n s，w h i l et h em a i ne l e c t r i c a ll o a dl o c a t e di ne a s t e r na n ds o u t h e r nr e g i o n s，a ne n e r g yd e v e l o p m e n ts t r a t e g yf i t t i n gf o rt h e s i t u a t i o no fC h i n as h o u l db ep u tf o r w a r du r g e n t l y E l e c t r i cp o w e rm a r k e tr e f o r mi sj u s tak e ya c tf o rs p e e d i n gu pt h ed e v e l o p m e n to fs t r a t e g yt or e a l i z et h eo p t i m i z a t i o nc o n f i g u r a t i o no fe l e c t r i cp o w e ri na l la r o u n dt h ec o u n t r ya n de v e nw i t ht h en e i g h b o r i n gc o u n t r i e sT h ep r a c t i c eo fe l e c t r i cp o w e rd i s p a t c h i n ga n da d m i n i s t r a t i o ni nC h i n ad e c i d e st h a tt h ee l e c t r i cp o w e rm a r k e ts y s t e mc a nb ec o m p o s e dw i t ht h r e el e v e l s：t h eb a s i c-l e v e(p r o v i n c i a lm a r k e t)，t h et r u n k l e v e l(r e g i o n a lm a r k e t)，a n dt h ea d j u s t m e n t l e v e l(n a t i o n a lm a r k e t)B a s e do nn a t i o n a le n e r g yd e v e l o p m e n ts t r a t e g y,a n df r o mv i e w so fm a c r o e c o n o m i c s，t e c h n o e c o n o m i c s，i n d u s t r i a le c o n o m i c s，t h ep a p e rc a r e f u l l ya n a l y s e st h ec o n c e p t i o na n ds y s t e ms t r u c t u r eo ft h r e e l e v e le l e c t r i cp o w e rm a r k e t，p o i n t so u tt h ee x i s t i n gs h o r t c o m i n g si np r e s e n tm a r k e ts y s t e m，a n di n t r o d u c e st h ec o n c r e t ei m p l e m e n t i n gs c h e m eE s p e c i N I Nt h es u g g e s t i o na n ds c h e m ef o rn a t i o n a lm a r k e ta r er o u n d l ye x p l a i n e dC o n s t r u c t i n gn a t i o n a lo rr e g i o n a le l e c t r i cp o w e rm a r k e ti sb e n e f i tf o rb r e a k i n gt h et r a d eb a r r i e rb e t w e e na n yt w or e g i o n so rp r o v i n c e sp r e s e n t l y,a n di ti ss l l r et om a k et h ee l e c t r i cp o w e rd i s p a t c h e dm o r ee f f i c i e n t l ya n dr e a l i z et h es u s t a i n a b l ee c o n o m yd e v e l o p m e n tw h e nm a r k e t1 sm o r es u i t a b l ef o re l e c t r i c a lt r a d ei no u rn a t i o nK e yw o r d：E l e c t r i cp o w e rm a r k e tr e f o r mT h r e e l e v e le l e c t r i cp o w e rm a r k e tN a t i o n a le l e c t r i cp o w e rm a r k e tS y s t e m中国科学技术大学硕士学位论文我国三级电力市场体系建设研究一、研究背景绪论改革开放二十多年来，我国经济持续、快速、健康的发展状况受到世界瞩目，电力行业也不可避免地要卷入到改革大潮中去。但随着市场经济社会的发展，电力产业显著的垄断特征使其改革发展受制于若干弊端，主要体现在【。3】：1 旧的一体化垂直式经营体制不利于电力资源的合理分配：2 电力产业本身存在的一系列结构性问题得不到有效解决；3 电力工业的重要地位使得政府对其具有很强的支配力度。电力产业是国民经济的基础产业和最重要的能源支撑，与国民经济发展和人民生活水平的提高有着极为密切的关系。在不同的经济发展阶段，电力工业要支撑国民经济发展的需要，必须保持相应的电力弹性系数，即电力消耗量的年增长率与国民生产总值增长率保持相应的比率，电力弹性系数过小或者说电力建发发展滞后，必然会影响社会经济的发展，例如我国电力产业目前的发展并不能满足整体社会经济的发展，在用电高峰期常常出现拉闸限电现缘。从历史统汁数据来看 6 1(图1 所示)，电力弹性系数白2 0 0 0 年起就大于1，表明电力产业发展已不能完全满足需求。?入1 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 l2 0 0 22 0 0 3图1 我国近年电力消费弹性系数1 中国电力产业市场化改革历程建国之初至改革开放前，由于全国上下百废待兴，电力产业依靠政府独家经营，这在电力事业发展初期国家集中精力进行基础设施大发展的背景下能取得明显效益，但这种发展是中国科学技术大学硕士学位论文我国三级电力市场体系建设研究粗放型的，缺乏严格的长期规划，因而只能满足一定时期内的用电需求。五十多年来，电力工业体制变化频繁，经历过八次大的变革，先后二次成立水利电力部，三次成立电力工业部，一次成立能源部，这种反复的现象表明电力：业改革涉及面广、情况复杂，要解决和协调的问题很多，因而改革需要谨慎而行，避免承担过多的改革成本。改革开放以来，电力改革大致上可划分为如下三个阶段：(1)起步阶段(1 9 7 8 1 9 9 7)以省为实体，开始集资办电，打破传统国家办电的投资模式，这个时期以后的一段时间电力需求一度达到高峰，电力成为经济发展的“瓶颈”。为了促进电力发展，解决电力紧缺问题，国家出台了多渠道、多层次、多种形式的集资办电政策，允许多种资金来源进入电力产业，如利用外资、征收电力建瑟基金、还本付息定价等政策，成立了华能、新力等发电公司和长江三峡、清江等水电公司，在华北、东北、华东、华中和砖北成立了五大电力集团公司，此外还成立了南方电力联营公司，全国除西藏和福建外，各省市、自治区都成立了省电力公司，公司化运营模式使电力投资方式灵活多变，极大促进了电力建设规模。但由于电力建设周期氏，这-B e 期电力发展仍落后于国民经济的增长速度，为深化改革，加快达成发展共识，1 9 8 7 年9 月国务院提出“政企分开、省为实体、联合电网、统一调度、集资办电”和“因地因网制宜”的方针，此后十年间电力工业得到更快发展，到1 9 9 7年底，我国电力基本实现供需平衡。(2)深入阶段(1 9 9 7 2 0 0 0)，该阶段以政企分开，公司化改组为主要目标，1 9 9 7 年1 月，国家电力公司成立，行使国有电力资产经营管理职能，按国家授权和公司制规范运作，电力产业在中央层面实现政企分开，随后又开始撤销五太区的电力管理局和2 7 个省市自治区电力局，完成了地方层面的政企分开。(3)新一轮改革阶段(2 0 0 0 年至今)，这一阶段以“厂网分开、竞价上网、打破垄断、引入竞争”为目标，改革任务主要是实施厂网分开，重组发电和电网企业；实行竟价上网，建立电力市场运行规则和政府监管体系，初步建立竞争、开放的区域电力市场，实行新的电价机制；制定发电排放的环保折价标准，形成激励清洁电源发展的新机制；开展发电企业向大用户直接供电的试点工作，改变电网企业独家购买电力的格局；继续推进农村电力管理体制改革。竞争性电力市场的建设始于1 9 9 8 年1 2 月至2 0 0 4 年结束，上海、浙江、山东、辽。r、吉林和黑龙江6 省市进行了“厂网分开、竞价上网”省电力市场试点工作。2 0 0 2 年，国。沈剑飞中国电力行业市场改革研究北京：新华出版社2 0 0 5：6 7,-7 6。汤萌中国电力市场化改革及其区域问题研究北京：中国经济出版社，2 0 0 4：4 8 5 9中国科学技术大学硕上学位论文我国三级电力市场体系建设研究务院发布了电力体制改革方案(2 0 0 2 1 5 号)，明确提出要推进电力市场化改革，同年1 2月，由原国家电力公司拆分而成的l l 家新公司在人民大会堂成立，其中包括五家大型发电集团公司，分别是：中国华能集团公司中国大唐集团公司，中国华电集团公司，中国国电集团公司，中国电力投资集团公司；两家电网公司：国家电网公司(下属五大区域电网公司)和中国南方电网公司，以及四家辅业集团公司，分别是中国电力工程顾问集团公司、中国水电工程顾问集团公司、中国水利水电建设集团公司和中国葛洲坝集团公司。2 0 0 3 年，电力监管委员会(简称“电监会”)成立，在此后电监会发布的系列电力市场建设意见办法和规则规范的指导下，东北区域电力市场和华东电力市场于2 0 0 4 年开始试运行和模拟运行。2 国外电力产业市场化发展概述7。1】2 0 世纪8 0 年代末，以英国为先驱的世界电力行业体制改革正式展开了。英国的电力改革带动了美国、日本、澳大利亚、新西兰、东欧国家、印度、阿根廷、巴西、智利以及北欧国家的电力改革，虽然由于国情不同各国电力改革各有特点，但也有共同点，主要表现为以下几个方面：(1)政企分开政府在改革中发挥引导作用，国有电力企业公司化。(2)发电、输电、供电各环节分解为独立的经济实体，改统一垂直管理关系为相互电力买卖关系，实行相互选择。(3)充分利用招投标方式，积极推进电力市场化竞争。(4)扩大协商定价和竞争形式价格的范围，最大限度缩小政府行政定价的范围。(5)加强国家对电力市场的监管。(6)先立法后改革是大多数国家采取的做法，有利于改革顺利进行。(7)以监督方式，电价机制和引入竞争为改革重点。以上这些共同点同样也是我国电力市场化改革进程中目前或将来需要达到的目标，完全可为借用。在市场体系建设方面，由于国与国之间经济发展状况、国土面积等实际情况不一样，采用不同的市场体系，总的来浇，主要有统一市场(如北欧市场)和共同市场(如美国市场)两种，统一市场是所有市场成员均在同一市场下进行交易的市场，共同市场是区域内共存儿个交易市场的情况，是由于电力网络结构联系不够紧密和地域跨度太大造成的局部市场的合成。在两种市场体系下，运作模式具体又可分为统一运作模式、分层运作模式以及分散运作模式，同样也是受电力市场发展阶段和实际国情决定的。统一市场统一运作是电力市场建设的远景。中国科学技术大学硕士学位论文我国三级电力市场体系建设研究3 从经济学角度研究电力市场改革13 5(1)技术经济学角度主要是通过分析电力产业的技术经济特性，为市场化改革奠定基础。这些技术经济特性包括：电力的不可储存与产、供、用的同时性；电力的系统均衡、网络安全与高度协调性；电力的普遍需求与需求的多变性；电力产业的资产专用与资本密集性；电力产业的外部效应；电力产业的自然垄断性和电力的准公共物品性。其中，自然垄断性和准公共产品性是电力产业的最根本的经济特性，也是研究和分析电力产业市场结构和竞争的基础。(2)垄断经济理论角度主要是通过该理论正确认识电力行业垄断特性的内涵，明确改革的根本任务。电力行业的垄断分为经济集中型垄断(自然垄断)和行政割据型垄断，经济集中型垄断是在市场机制的作用下，由于资本积累和资本集中等原因而形成；行政割据型垄断是指依靠政府的一些政策法律壁垒来构筑进入壁垒，限制竞争企业的进入。中国电力行业改革的一个重要举措就是“打破垄断、引入竞争”，但要注意打破的不是经济集中垄断，而是行政割据。经济集中垄断是竞争的结果，对经济能起到促进作用，可减少资源的浪费和提高效率，因此应当给予保护；对于行政垄断，它是政企合一的产物，政府过多干预企业运作，不利于市场化改革，是需要打破的对象。(3)产业组织理论角度产业组织理论以市场和企业为研究对象，从市场角度研究企业行为或从企业角度研究市场结构，它以垄断、竞争、规制为核心研究内容。电力市场化改革以来，我国电力行业市场结构发展有了很大的变化，开始由高度集中的寡头垄断逐步向垄断竞争的市场结构演变，电价在不断调整、不断变化中目趋合理，电力企业在组织、结构调整中己逐步认识到服务的重要性。通过引入产业组织理论分析我国电力产业市场结构在市场化下的适应程度，能为市场结构的合理调整提供理论支持。(4)规制经济学角度由于电力市场不仅有竞争的一面，也有协调合作的一面，因此不能像一般商品那样只靠市场中“看不见的手”来进行长期的、自发的均衡调节，而是需要统一的专门机构来进行全国范围内的指导和监管。市场机制或者由于天生固有功能局限，或者由于市场发育不完善都可能造成市场失灵。在电力市场领域，规制经济学就是为克服电力市场失灵，而为政府专门机构制定相应指导意见和监管规则(在我国是“电力监管委员会”)提供理论支持的一门科学。表1 比较了一般市场和电力市场失灵的一些方面。4 中国科学技术大学硕士学位论文我国三级电力市场体系建设研究表I 一般电力市场和电力市场的失灵原因分析市场类别一般市场电力市场天不能解决公共产品的生产和分配电力是准公共产品生市场机制难以解决外部效应问题电力产业具有明显的外部效应固有市的难以制止垄断的产生和发展具有自然和行政双重垄断特征场局失限导致收入分配的不公平电力产业的垄断收益很大灵性原难以公平发布市场信息并有效配置对信息的有效配置还存在问题因分电力市场建设尚处于初期析发市场制度不完善，致使市场的一些功能育不电力产品供不应求全不能得到有效发挥电力劂架不够坚强二、研究意义从电力市场的建设状况来看，我国电力市场建设缺乏系统的整体规划，目前存在电力市场体系不完整、市场结构和市场规则不完善、市场配套机制不到位、电网建设相对滞后、区域电力市场之间核一1 5 规则不协调影响区域市场问开放等问题。其中，电力市场体系不完整，尤其是国家电力市场的缺失和省电力市场定位的不明确，影响了市场配置资源能力的发挥。我国目前的电力市场建设以区域电力市场为主，随着我国跨区电网和跨区交易的不断发展，国家电力市场的缺失使得跨区交易缺乏高效、灵活的电能交易平台和清晰的交易规则，在一定程度上限制了跨区交易的发展，不利于我国能源和发电资源在全国范围内的优化配置。另外，省电力市场定位的不明确和不完善也为省内资源优化配置和经济社会发展带来了不利影响。目前我国大部分电力交易在省内完成，难以将省内所有发电机组纳入区域统一市场的范围，对于不能直接参与区域市场竞价的机组，由于省内缺乏公平公开的交易平台和交易规则，随着供需形势的缓和，将可能导致无序竞争，不利于省内资源优化配置，同时也给经济社会发展带来隐患。三级电力市场体系的提出正是针对上述亟待解决的市场构架问题，从国家能源战略宏观部署出发，一方面对各级电力市场的功能正确定位，确立各级之间的涛调关系，另一方面，为能源资源的优化配置建立一个完善的市场体系。三、国内外研究现状我国目前的电力市场建设以区域电力市场为主，国家电力市场尚未建立，省电力市场定中国科学技术大学硕士学位论文我国三级电力市场体系建设研究位不明确，电力市场体系不完整。在一定程度上限制了跨区交易的发展，不利于我国能源和发电资源在全国范围内的优化配置。图2 为中国主要区域电网示意图(其中南方四省电网构成南方电网)。图2 中国区域电网不意图从国外建立的电力市场结构体系来看，存在四种情况。：跨国建立统一电力市场(如北欧电力市场)：以国家为基础建立全国性统一电力市场(如澳大利亚)；在一个国家内跨州(省)建立区域电力市场(如美国P J M 电力市场)；以州(省)为基础建立电力市场(如美国加州)，建立大跨度的电力市场需要解决不同行政区域和供电区域的诸多交易问题，同我国三级电力市场建设有相似之处，一些建设经验值得借鉴。建立一个具有完善构架的电力市场需要实现如下目标：1 适应本国能源分布状况以及现行系统运行机制，便于参与市场的能源获得优化分配。2 市场运营应公平、公正、公开，能提供优质灵活的服务，并具有良好的监管机制。3 便于制定电价和具体实施技术支持系统。4 便于市场信息的及时发布，保证信息对称性。5 有利于从现有的系统运行模式向初期市场模式过渡，并与规划的最终市场模式相差不太大。国外区域性电力市场，现代电力2 0 0 3 年简讯。中国科学技术大学硕士学位论文我国三级电力市场体系建设研究6 市场交易不影响系统安全稳定运行，当出现危机时具有一定的控制措施。四、总体思路及创新点1 总体思路本文首先对国内外电力市场化改革的进程进行概述，通过分析比较，揭示我国电力市场在体系结构上存在的不足，目前的市场体系结构和其功能并不能有效配置我国分布不均的各种能源，尤其是国家级电力市场的欠缺使得目前的国家能源战略与具体实现存在较大差距。为此，在具体分析了我国的能源发展战略尤其是电力能源分布和消费状况后，指出我国电力市场化改革现状与全国性的资源优化配置之问存在矛盾，该矛盾通过三级电力市场的建设完善有望得到解决。随后对三级电力市场的概念给出明确定义，并对各级电力市场的功能定位、建垃目标和协调方式等相关体系结构问题给出具体阐述，建立起完整的市场体系结构。由于国家电力市场尚处于理论研究阶段，目前还没有任何运行经验，本文着重研究了其建设方案和实施要求。考虑到国内外能源发展趋势，本文也分析了国家电力市场的发展前景。2 创新点由于三级电力市场是我国电力市场体系建设的前景，尚无任何经验可借鉴，而国外的电力市场模式由于都是从本国具体实际出发，具有本国特色，因此，结合引入电力市场分析的经济学的理论指导就显得很重要，同时，我国的电力能源发展战略对电力市场建设具有引导功能：全球倡导绿色电力，我国建立资源节约型社会的基本国策以及我国进入W T O 等经济社会发展现状也将对电力市场体系建设产生相应的影响。因此，本论文可能具有的创新点如下：(1)从宏观经济学、技术经济学、产业经济学和规制经济学等经济学角度审视三级电力市场体系建设。(2)结合国家能源发展战略分析电力资源优化配置体现在三级电力市场建设上的要求以及各级电力市场的正确定位和协调关系。(3)提出了建设国家电力市场的具体实施方案，从而完善了我国l 乜力市场体系构架。(4)结合国内外能源发展趋势，分析了建设国家电力市场的发展前景。中国科学技术大学硕士学位论文我国三级电力市场体系建设研究第1 章我国的能源结构及发展战略我国一次能源分布不均衡，至少在两个方面对电力产业资源配置范围产生至关重要的影响，一是煤炭等燃料资源在运力成本约束下的输电替代产生的收益决定了跨区配置的经济-陛和效率性；二是水能资源特有的属地开发性与负荷中心的异地性决定了跨区资源配置的必然性。从理论上讲，在全国范围内进行资源配置的效率和性能最高，但对于电力产业而言，由于存在网络的规模性限制，应以电网的最大规模性为边界确定基本的资源配置区域，同时在区域之间实现互联互通，这样既可以发挥大电网的规模效应，实现跨省资源的有效和经济配置，又可发挥较大电网的规模效应。这也是目前我国电力资源配置的基本格局。但随着经济发达地区对电力需求的大量增长，也出现了如三峡电站通过高压直流输电直供上海和广东的特例。另外，国家也逐渐加大了对新能源如风能发电和核电开发力度。1 1 我国用于发电的一次能源分布状况及发展前景我国地域广阔，用于电力产业的一次能源相对丰富，但分布极为不均，与用电需求量大的地区基本上呈互补态势。这就使得一次能源通过电力这种二次能源跨大区转移成为重要的资源优化配黄方式。1 1 1 我国煤炭资源分布状况5 图3 我国煤炭资源地域分布图根据世界能源委员会的统计，中国煤炭的地质储量约占世界的2 0，可采储量约占世界总量的2 2，但分布不均衡，总的格局是东少西多，南少北多，东部、中部和西部三地带煤矿资源储量占全国的比重分别为5 2 8，5 54，3 93 2。从煤炭资源的地区分布情况8 中国科学技术大学硕士学位论文我国三级电力市场体系建设研究看，华北地区煤炭资源最丰富为3 7，华东地区为1 5，西南地区为1 4，中南地区为13，东北地区为1 2，(如图3 所示)o。煤炭是不可再生能源，而且大量的煤炭使用也是环境污染的一个重要原因，因此，对煤炭资源的使用从长远来看具有很大局限性。1 1,2 我国水能资源分布状况我国各省区的水能资源可开发量的地域分布也不均匀，西南地区水能资源较丰富，几乎占全国的6 1 4，其次是中南地区占1 7 8，西北地区占1 1 2(如图4 所示)o。西南地区水力资源丰富，但开发利用的程度不高，这一方面是受区域经济发展相对落后的影响，另一方面也是由于水电本身固有的一些优缺点。水电的优点是清洁能源，可再生、无污染、运行费用低，便于进行电力调峰；不足是工程投资大、建设周期长且近期效益差、投资回报慢，单位千瓦造价与火电相比要高出4 0，加上受水电季节影响和输电距离较远等因素，水电单位造价约为火电的两倍。从长远来看，大力发展水电资源将是新增能源的一个十分重要的方向。中南1 8 图4 我国水能资源可开发量的地域分布国1 1 3 我国新能源开发利用现状在新能源的开发利用中，风电的增长速度最快，1 9 9 9 年全世界的风电总装机容量比1 9 8 0年提高了1 2 4 4 5 倍年均增长4 5 5 1，风能产业已经成为当今世界工业化国家发展最快的产业之一o。我国风电产业发展速度不低，但风电机组至今未能实现国产化，技术差距与国外相差较大。我国风力资源分布如下表2 所示。从总体上看，风力资源大部分分布在边疆地区。除风电外，核电的大力发展也在我国提上日程，目前我国有1 1 个核电机组，正在运行和在建的装机容量共有8 7 0 万千瓦，其中2 个在建，进入商业运行的有6 8 4 万千瓦，9 个机。资料来源：国家电力信息刚。资料来源：中国电力信息网，o 资料来源：中国电力信息网。中国科学技术大学硕士学位论文我国三级电力市场体系建设研究组。核电的装机容量是全国整个装机容量的l6，发电量占全国总发电量的2 3。初步设想是2 0 2 0 年使核电发电容量占到总发电容量的4，达3 6 0 0 万千瓦。核电在经济发达但电能急缺的沿海省市占有十分重要的地位。表2 我国风力资源主要分布情况。省区风力资源省份风力资源内蒙古6 17 8山东39 4新疆3 43 3江西29 3黑龙江1 72 3江苏23 8甘肃1 l4 3广东l9 5吉林63 8浙江16 4河北61 2福建l3 7辽宁60 6海南06 41 2 我国电能生产与消费结构1 2 1 我国电能生产结构韭巾1 9 华北2 0 图5各地区水火核电装机容量占装机总量的t L f#,J从能源结构看，目前我国能源以火电为主。至2 0 0 4 年底，总装机容量达到4 4 0 7 0 万千瓦，其中火电装机3 2 4 9 0 万千瓦，水电装机1 0 8 2 6 万千瓦，核电装机6 8 4 万千瓦，分别占总装机的7 3 7 2，2 4 6，1 5 5。虽然随着三峡工程水电机组投产，水电总量有较大幅度提高，但水电比例在短期内仍不会有大的变化，我国在相当长的时间内仍将保持以火电为主的能源结构。预计到2 0 2 0 年，煤电比重将下降，水电和核电等其它清洁能源发电比重将上升。从各区域装机总量比例看，根据2 0 0 4 年水电、火电、核电装机总量，我国各区域装机。中国气象科学研究院内部资利。0 一中国科学技术大学硕士学位论文我国三级电力市场体系建设研究容量占装机总量的比例，以华东和南方最高，达2 1，其次是华北地区2 0，华中地区1 9(见图5)。可以看出，经济发达但资源缺乏的地区装机容量高，能源=#富但经济相对不发达的地区装机容量低，这表明我国电力能源结构不尽合理，资源有待优化配置。虽然从2 0 0 4 年的统计资料来看，各大区域在装机总容量上均超过最大用电负荷，但由于一次能源紧缺和季节变化以及计划检修等原因，一些区域仍出现严重的电力短缺。因此，利用区域间电源结构的互补性应是解决问题的一个办法。2 0 0 4 年各区域电网电源构成见表3。由表中数据可以看出，华北、东北、华东地区以火电机组为主，严重依赖煤炭能源。对于华北地区，由于晋陕蒙地区煤炭资源丰富，建设有大量的坑口电厂，因此有天然的优势，呈现砖电东送特征。东北地区煤炭资源基本满足、部分依赖区外输入；华东地区煤炭资源不足，发电能力在相当程度上受外来煤炭运输限制。西北电网水电调峰性能好，华中和南方电网的水电容量相对较大，能源结构优势明显。但是水电站的正常运转对水资源有依赖性，受气象周期性和季节性变化的影响，水电的丰枯年、季节性特征明显，如果水量不足，将可能影响正常发电，存在一定风险。因此，华北、东北地区的火电与华中和南方电网的水电之间存在极大的水火互济、丰枯互补空间。表32 0 0 4 年各区域电网电源构成(单位：I O M W)o区域总装机容量火电容量水电容量核电容量华北7 7 0 07 4 4 72 5 3东北4 1 5 63 5 7 05 6 l华东7 9 5 8 16 4 9 271 1 5 863 0 68华中7 3 0 34 2 1 73 0 8 6西北2 9 2 75 51 9 3 759 5 87 5南方8 0 2 74 8 3 22 52 8 1 74 83 7 72 71 22 我国电能消费结构在电力消费上，我国电力产业各大区域近年来消费电力在总电力消费量中所占的比重，基本与区域经济发展程度吻合，2 0 0 0 年以来的统计表明，华东区域电力消费最高，占2 3 8，其次是华北地区占2 35，华中为1 9-2，南方为1 7 8(如图6 所示)。由图可见，经济发达地区对电能的需求量远高于经济落后地区。o 资料来源：国家电网公司内部资料。中国科学技术大学硕士学位论文我国三级屯力市场体系建设研究2 50 0 2 00 0 1 5 0 0 1 0 0 0 5 0 0 00 0 _|蓁_t 翟0 1 78 0 j囵。，i耄|I国6 茸l孽口董华东华北华中南方东北西北图6 我国电力产业各大区电力年消费比例我国地域辽阔，东西时差大，新疆与东北的时差最少相差二个小时；南北季节特点和温差大，夏季高温分布的不同时性，形成了各区域电网供用电的不均衡性；不同经济结构和增长方式所决定的地区负荷特性差别也很大；区域间负荷特性存在着很强的年、月、日的错峰效益。通过区域之间的优化调度，实实在在的获取这些错峰效益，将极大地减少整体的装机容量需求。以夏季典型日负荷为例，华东和华北的当日负荷高峰出现在上午1 0 1 1 点，而华中、南方、东北、西北的当日负荷高峰出现在晚2 0 点左右，存在日错峰潜在效益。1 3 我国电力能源发展战略 1 2-1 4】我国西部1 2 省市有十分丰富的能源资源，水电资源理论蕴藏量占全国的8 6，煤炭资源保有储量占全国的5 96，已探明的天然气储量占全国陆上天然气的8 0 0,，而资源比较匮乏的北京、上海、浙江、江苏、广东5 省市G D P 总量占全国的3 6 8。我国社会经济发展状况和能源资源分布情况决定了我国“西电东送”和“北煤南运”的基本能源流向。以大煤电基地、大水电基地为依托，建设强大的送端电网、输电通道和受端电网，实现大规模西电东送、北电南送，变输煤为输电可以有效地缓解运输压力，改善中东部负荷密集地区的环境质量，将西部地区的资源优势转化为经济优势，带动当地社会经济发展。目前，我国正在规划1 0 0 0 千伏交流特高压和：i：8 0 0 千伏直流电网，输送功率可以达到5 0 0万千瓦以上。规划中，交流特高压将用于更高一级电压等级的网架建设和跨大区联网送电，直流特高压电网将用于西部大水电基地和大煤电基地的超远距离大容量电力外送。交流特高压将进一步形成“四横六纵多受端”的坚强国家电劂网架。这样一个特高压的骨干电网将使得跨区域的输送能力占到全国装机总容量的2 5 左右。“四横”是指形成西起四J I、关中、陕北、蒙西这样四个水火电的基地，东部落点到上海、江苏中部以及北部和山东这样的四条横向通中国科学技术大学硕士学位论文我国三级电力市场体系建垃研究道。“六纵”是指形成北起宁夏陕北、蒙西、北京、唐山、山东青岛南边到重庆、沙、南昌、南京和福州的六条纵向通道。“多受端”是指交流特高压在华北、华中、两负荷中心地带形成坚强的环网结构。湖北、挺华东和陕在全国联网中，东西方向联网以送电和跃网效益并重，南北以获得联网效益为主，兼顾送电。全国联网将为实现区域之间的发电资源优化配置提供重要的载体。从长远看，我国与周边国家实现电力能源的互补与合作开发具有很大发展前景。比如，未来我国东北和华北将是缺能地区，而俄罗斯远东地区具有丰富的煤炭和水电资源，随着中俄能源领域加强合作，可考虑在俄罗斯建设水电站和火电站向东北和华北输电，弥补东北发电能源缺口。又如，随着中国与东南亚国家对澜沧江一湄公河水电资源的开发利用，建设国际电力贸易大通道具有重要的意义。云南的水能资源是中国最丰富的省份之一，水能资源开发利用能为大湄公河下游国家输送更多电力，可得良好的经济利益。在国内电力剩余、尤其是两南水电过剩的情况下，有利于开拓国外电力市场。1 4 本章小结本章从我国电力一次能源的地理分布特点，各大区域发电装机特点以及电力消费结构特点出发，并结台目前的能源发展战略，综合分析了我国的电力能源现状，得出以下结论：1 我国电力一次能源区域分布十分不均，与电力高消费区域基本呈现互补态势。从长远看，建设跨区域送电的特高压交流或直流线路显得十分必要。2 受区域经济发展独立性的影响，以跨区联网为基础，有必要建立一个跨区电力交易平台，用市场方式促进资源优化互补，打破区域壁垒，提高能源利用效率。3 对西部能源资源的积极开发将拉动西部经济的持续增长。同时也有利于促进当地对能源产业的投资。4 能源的国际间合作是资源优化配置的更高形式，我国国家电力市场的建立将为能源的国际交易奠定基础。中国科学技术大学硕士学位论文我国三级电力市场体系建设研究第2 章我国建立电力市场的必要性及其目标模式我国能源的分布和消费特点以及地域广阔的特点决定了建立电力市场，尤其是适合我国国情的电力市场十分重要，而在我国长期以来业已形成的电力工业生产结构和行政区划特点又决定了建立三级电力市场是合适的市场体系，即以省级电力市场为基础，区域电力市场为核心，国家电力市场为协调的市场体系。2 1 电力运营模式历史回顾与改革进程自1 8 8 2 年上海投产第一台发电机以来，我国的电力产业经历了一百多年的发展，与其他很多国家一样，从最初的垄断经营模式过渡到引入市场机制的单一买方模式(我国目前在东北、华东等区域电力市场中进行的模拟运行和试运行处于该阶段)，然后进入既有卖方(发电厂)也有买方(配电公司和犬用户)参与的批发竞争模式，以及最终将要实现的零售竞争模式。2 1 1 垄断模式垄断模式是一百多年来世界各国普遍采用的模式。这种模式按地域建立起垄断性的集发电、输电、配电、和售电为一体的资产体系和垂直管理体系。这种模式通常由一家“电力公司”垄断一个或数个地域的电力生产、输送、分配和销售，然后通过公共电价体系，用一个包括所有服务成本的集总式电价销售给用户。这种垄断模式在电力工业的发展过程中曾经发挥了非常重要的作用，它促进了大型发电厂和大电网的建设，使电力工业得到迅猛发展。但是，随着电力供电范围的扩大，电力工业的规模经济性逐渐饱和，这种垄断模式的投资效率低、经济效率低和运营效益低等弊病逐渐暴露。这种模式体现出的传统的、自上而下的、垂直一体的管理观念受到了极大的挑战。在电力系统中引入竞争，已被大多数的国家所接受，摒弃这种模式成为历史的必然【1 5】。蕊断模式的发展在我国可分为两个阶段。第一阶段：从1 8 8 2 年开始到1 9 4 9 年新中国成立共经历了6 7 年。在这6 7 年中，从第一。周建功我国电力市场运行模式研究 硕士学位论