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    能源互联网趋势下中国电力行业新气象

    作者:唐潇 李江辉 出版时间:2016年12月
    摘要:

    电力行业是关系国民经济各个领域的基础性工业,电力行业由电力系统中发电、输电、配电和售电四个环节构成。面对“十二五”时期电力行业呈现出的需求量不断下降、供给明显过剩,且能源消费结构失衡的问题,“十三五”时期,一方面要加大力度调整电力供求关系,另一方面要提高能源利用效率,改善发电能源消费结构。构建能源互联网不仅是对能源生产、消费以及政策的体制性改革,更是对人们生活方式的根本性改革。在全球以新能源技术和互联网技术为代表的第三次工业革命方兴未艾的当下,能源互联网成为其中的核心技术,因为它同时结合了互联网与可再生能源,能够改变能源利用模式,最终促进经济和社会可持续发展。在国际、国内背景下,本报告概述了能源互联网的基本架构,并在国际发展经验的基础上,结合我国电力行业发展情况和特点,对我国电力行业在能源互联网中的进一步发展进行了展望,以开放的心态,借助互联网信息技术,推动电力行业更加健康地发展。

    一 电力行业概况

    (一)电力行业概念

    电力行业是指借助相关的电力设备将各种一次能源转换成电能,然后将电能通过发电厂输送到用户,并为用户提供不同的电压等级和不同可靠性要求的电能以及其他电力辅助服务的基础性工业。电力系统包含发电、输电、配电、售电与用电五大结构,其中前四部分——发电、输电、配电与售电构成了电力行业。

    (二)电力行业分类

    我国国民经济行业由国家统计局进行了编制(GB/T4754-2002),电力行业属于D门类(电力、燃气及水的生产和供应业)下属的44大类(电力、热力的生产和供应业),与燃气的生产和供应、水的生产和供应同属于传统意义上的公共事业部门。其具体组成情况如表1所示。

    表1 电力行业分类(GB/T4754-2002)

    电力行业供应链由发电、输电、配电和售电四个环节构成,与之相对应的利益相关方是发电企业、电网公司。其中,发电企业按一次能源类型又可以分为火力发电企业、水力发电企业、核电企业和新能源发电企业等。中央直属五大发电集团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、中国国电集团公司和中国电力投资集团公司。电网公司则主要由国家电网公司和中国南方电网有限责任公司构成。

    (三)电力行业特点

    (1)基础性。电力行业是与国民经济和人民生活密切关联的行业。电力和一般的商品不一样,它的生产主要服务于经济社会的发展,电力工业利用煤炭等化石能源与风、水等清洁能源得到电能,并将得到的电能进行加工转换再传输到全国各地千家万户。

    (2)关联性。首先,由于电能无法进行大规模的储存,所以,电力行业各环节——生产、输送以及消费需要在电力网络中同时完成。电力生产与其他产品生产不一样,其他产品可能会出现半成品和库存品,但电力却不会。电力工业只能在大量采用自动化的控制技术和相关设备的基础上保证各个环节做到协调统一、密切配合;其次,电力行业与其他行业的生产经营另一个不同的地方是出于电网自身安全性与稳定性的考虑,要维持电力行业各个环节之间的动态平衡。鉴于用电用户对电力的需求是不稳定的,那么就必须按需生产,适当地调整生产和传输的时间与方法。这就使电力的生产和经营一方面要较为准确地预测电力的负荷情况,能够对用电量的变化情况进行及时的反应和处理,保证设备系统能够正常运转;另一方面要在避免资源产生过多浪费的前提下使电力生产保有一定的备用能力。基于上述分析,电力行业较强的关联性使其长久通过垂直一体化的管理模式保证各个环节的协调统一。

    (3)规模性。从电网建设可以看出,电力行业具有很强的规模效应。电网在建设的初期,投资一般都比较大,而电力网络的规模比较小,所以电网的技术性能与经济效益相对来说都会比较低。但是随着规模的不断扩大,投资开始下降,电网的技术性能也逐渐得到改善,从而经济效益随之不断提高。从世界电力行业发展的历史实践经验来看,电网规模扩大无疑是有很多好处的。

    (4)资金与技术密集型。电力行业从设施建设到生产运行再到设备维护都离不开大量的资金投入和高新技术的应用。

    第一,不仅节约投资,还减少资源浪费。前文提到电力行业需要保留一定的备用生产能力,这不可否认会增加投资,造成一定程度的资源浪费。但电网规模的扩大使跨地区之间的互联互通得以实现,这就可以大大减少电网内由备用容量造成的浪费。

    第二,提高电网自身运行的安全性和稳定性。由于电网是将电力的生产、输送以及供应各环节连接起来形成有机整体的基本设施,电网运行的安全性和稳定性显得尤为重要。扩大电网规模不仅能够实现跨地区之间的互帮互助,加强对突发事故的应对,而且可以增强电网负荷能力,保证供电的数量和质量。

    第三,优化发电能源的结构,提高综合效益。扩大电网规模,将不同的电源结构连接到同一个电网中,充分发挥其优势,不仅可以提高经济效益,还可以减轻单一化石能源发电带来的环境压力。

    综上所述,电力行业应该具有较强的自然垄断的特征,从各国实践经验来看,除了极少数的国家以外,在大多数国家,全国大规模的电网都是经由国家来进行投资建设的。以我国为例,除去农村的小电网,电网公司主要由两家中央直属的国有特大型企业——国家电网公司和中国南方电网