2011-1-21

　　摘要：分析了1978年以来我国发电设备利用小时数的变化特点及影响因素，探讨了2009年发电设备利用小时数下降和电力供需偏紧共存的主要原因。发电设备利用小时的变化同电力需求增长、电源装机总量增长及其结构调整、网间交易电量增长、电网负荷特性等因素密切相关。随着市场竞争的不断激化、清洁能源的大力发展，拉动发电设备利用小时数上升和下降的因素并存，未来发电设备利用小时数仍将呈波动变化态势。对避免发电设备利用小时数大幅波动提出了相关建议。

　　关键词：发电设备利用小时，装机结构，可再生能源发电，电力规划

　　0  引言

　　发电设备利用小时数（Generating Equipment Availability Hours，CEAH）是一定时期内一个地区平均发电设备容量在满负荷运行条件下的运行小时数，即发电量与平均装机容量之比，反映了该地区发电设备利用率，也是反映该地区电力供需形势的主要指标之一[1-10]。

　　通常情况下，发电设备利用小时数下降，相应的电力供需形势也趋于缓和[1-3]。然而1999-2009年，我国发电设备利用小时数出现较大变化，不但影响发电企业的投资经营，也影响到整个电力行业的健康发展[9-10]。特别是近年来，我国发电设备平均利用小时数逐年下降，某些地区已下降到30多年来的最低点，但去冬今春仍有部分地区电力供应比较紧张。本文重点分析我国发电设备利用小时数的变化特点及其影响因素，探讨部分地区近年来发电设备利用小时数下降但电力供应紧张的主要原因，展望了发电设备利用小时数的变化趋势，并提出了相关建议。

　　1  我国发电设备利用小时数的变化特点

　　（1）1978-2009年，全国平均发电设备利用小时数总体处于4393-5460h，平均值在5030h左右。其中，1996年以前我国发电设备利用小时数波动较小；近15年来，我国发电设备利用小时数变化出现了大起大落的现象，最大落差达1067h，平均波动率达7.8%[5]。随着“十五”后半段发电装机容量快速增长累积效应的显现，发电设备利用小时数从“十五”末期的较高数值逐年下降到当前的较低水平。2009年已下降到4537h，比处于低谷的1999年仅高出144h。如图1所示。

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　　（2）分地区来看，各区域电网发电设备利用小时数的变化规律同全国基本类似，也存在一定的波动性，近几年均出现较大幅度下降。如表1所示。

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　　（3）虽然我国近年来的发电设备利用小时数较低，但多年平均值同世界平均水平相比较高，我国全部发电设备利用小时高于世界平均水平544h，火电设备利用小时偏高1026h；同美国、俄罗斯等国家的平均值相比也较高，我国全部发电设备利用小时高于6个典型国家平均值329h，其中火电高670h。如表2所示。

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　　2  影响发电设备利用小时数的主要因素

　　影响发电设备利用小时数变化的因素很多，如图2所示。以下就几个主要原因进行分析。

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　　2.1  电力需求增速与装机容量增速不同步

　　由于发电设备平均利用小时数是发电量与平均装机容量之比，而发电量对应于电力需求，因此，电力需求增速与平均装机容量增速的不同步是影响发电设备利用小时数变化的最直接因素。根据2009年数据计算，平均装机容量增速高于电力需求增速1个百分点，将导致全国发电设备利用小时数下降40h左右；相反，平均装机容量增速低于电力需求增速1个百分点，将导致全国发电设备利用小时数上升40h左右。

　　此外，通过电力需求侧管理措施可以移峰填谷、降低最大负荷、减小峰谷差、提高负荷率，如果引起了电量增减，则发电设备利用小时数会相应升降。

　　2.2  电源结构变化

　　理论上，平均设备利用小时数由发电量（电力需求）和平均装机容量计算，进一步可以根据各类别机组发电量、平均装机容量及其占比计算得出。公式如下：

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　　式中：H₀为所有机组的平均设备利用小时数；H₁，H₂，H₃，H₄，H₅分别为水电、火电、核电、风电和其他类别机组的平均设备利用小时数；几为所有机组的发电量；F₁，F₂，F₃，F₄，F₅分别为水电、火电、核电、风电和其他类别机组的发电量；C₀为所有机组的平均装机容量；C₁，C₂，C₃，C₄，C₅分别为水电、火电、核电、风电和其他类别机组的平均装机容量；R₁，R₂，R₃，R₄，R₅分别为水电、火电、核电、风电和其他类别机组所占比重。

　　式（1）表明，一个地区的发电设备利用小时数为各类机组利用小时数与平均容量占比乘积之和。各类机组的年利用小时数存在较大差异，电源结构的变化也是影响发电设备利用小时的主要因素之一。根据1978年以来的平均数据，我国的水电、火电、核电、风电机组的利用小时数分别为3000-3500、5000-5500、7000-8000h和2000h左右。因此，在既定的装机容量下，水电、风电、太阳能等可再生能源的装机容量占比将增高，由于可再生能源机组发电受气候及季节的影响较大，将使平均发电设备利用小时数下降。

　　2.3  网间交易电量

　　区域间或省间交易电量对送电地区和受电地区的发电设备平均利用小时数有一定影响，对全国发电设备平均利用小时的变化没有影响。从规划的角度看，若各地区发电装机容量的投产计划考虑了网间交易电量，发电设备利用小时数受到的影响较小；从实时需求来看，由于临时交易电量存在波动，发电设备利用小时数会受到一定的影响，会促进输电地区发电设备利用小时数的上升和受电地区发电设备利用小时数的下降，影响程度同交易量的大小及其占本地发电量的比重有关。

　　2.4  一次能源供应

　　水库来水具有季节周期性丰枯特点，风电具有随机性和间歇性特点，太阳能具有昼夜光照周期性和不确定性的特点，电煤供应有时会受到产能、运输等因素的制约，因此一次能源供应对发电设备利用小时变化的影响具有局部性和时段性的特征。目前，我国电源结构以火电和水电为主，而火力发电量直接受电煤（天然气）供应影响，水力发电量直接与水库来水情况相关，因此电煤（天然气）供应与水库来水情况成为影响火电与水电设备利用小时的重要因素。

　　2.5  极端天气和自然灾害

　　随着人们生活水平的提高，夏季降温和冬季采暖负荷比重不断提高。目前，部分地区降温负荷占到最大负荷的30%以上，甚至超过40%，采暖负荷也占到最大负荷的20%以上。夏季、冬季出现极端、持续的炎热、严寒天气，会促进电力需求的快速增长，对发电设备利用小时数有一定的影响。地震、冰灾、洪涝、干旱等自然灾害也会影响局部地区的电力需求，影响一次能源供应和电网安全，从而影响发电设备利用小时数。

　　3  导致去冬今春部分地区出现电力供应紧张的主要原因

　　经历了多年电力供需紧张后，2006-2009年电力供需矛盾相对缓和，发电设备利用小时呈下降趋势，出现这一现象的主要原因是这几年发电装机增速明显快于电力需求增速，电源投资建设出现了大幅增长。然而在2009年第4季度，局部地区却出现电力供需紧张局面，其中上海、浙江、湖北、江西、西藏、云南、贵州等省出现拉闸限电，部分地区延续到2010年第1季度。其主要原因是：①在经济回暖的带动下，全国电力需求增速反弹较快[6]；②水力发电量大幅下降而电煤供应不足导致缺煤停机影响了电力供应，部分地区由于可调装机容量不足，出现了电力供需紧张局面[7]。

　　4  未来我国发电设备利用小时数变化趋势

　　从短期来看，影响发电设备利用小时数变化的主要因素在于平均装机容量与电量需求之间的相对增速关系，而电源结构、网间交易电量等对全国发电设备利用小时数的影响有限。根据国家电网公司和国网能源研究院2010年全国电力市场分析预测年度、春季报告，2010年全国新投产装机容量将达到9000万kW左右，折合平均装机容量增速为11%左右。如果电力需求增速达到11%，全国发电设备利用小时数将同2009年持平；如果电力需求增速达到13%，利用小时数将达到4714h。2010年，全国电力供需指数将达到1.045[8]，处于电力供应略大于需求区域，表明在发电能源不出现供应紧张的情况下，全国电力供应能力有一定的盈余。

　　长远来看，拉动发电设备利用小时数上升和下降的因素并存。在电力市场化改革不断深入的过程中，水电、风电、太阳能等清洁能源将大力发展，拉动发电设备利用小时数下降；随着节能减排工作的力度加大，电力需求侧管理工作的深入开展，电网负荷特性将得到改善，在电量需求不变的情况下发电装机需求将减少，致使发电设备利用小时数上升。

　　5  结语

　　发电设备利用小时数与电源结构、发电成本等因素相关，一定程度上反映了经济发展状况和电力规划的成效，对电力工业的投资和可持续发展有一定的引导作用。为了提高电力行业的整体运营效率和效益，促进电力行业的健康有序发展，应加强与国家能源主管部门的沟通，推动形成由政府主管部门组织，电网企业、发电企业等多方参与的统一电力行业规划机制和监测预警机制。

　　虽然目前发电设备利用小时已经降到一个较低水平，但由于电源建设有一定的周期，而且国际金融危机并没有改变我国经济发展的基本局面，因此要合理安排电源投产时序和投产规模；同时调整电源、电网的投资比例，保证电网、电源协调发展；合理优化电网项目建设时序，确保电力送得出、落得下、用得上。

　　建立电力需求侧管理长效机制，通过需求侧管理措施削减最大负荷，所需发电装机容量减少，将使发电设备得到更充分的利用。