(四)以工補農籌集資金
通過調整供水結構和工農業用水的比價關係,建立價格補償機製,實現工業反哺農業、城市支持農村的戰略目標。一是有條件的地方要改變灌溉方式,利用節水技術,完善渠道工程和計量設施等辦法實現農業節水來擴大工業和城市用水,加大非農業用水的比例,實現供水結構的戰略性調整;二是積極協調價格主管部門,提高非農業用水的價格。三是在工業和城鎮生活用水中附加費用。在工業用水和城鎮生活用水的水價中增加一部分專項附加基金,作為對農業水權占用的利益補償,專項籌集農業供水補償資金。這樣也能正確引導水資源配置,既保證農業的穩定發展和農民的利益不受侵犯,又能促進工業和城鎮居民節約用水,提高用水效率。
第四節 分時電價下的東線水量優化調度
當前,電網建設滯後於電源建設,低壓配電網多,網架結構薄弱,現有火、水電調峰性能差,峰穀差急劇拉大,即使某些電網電能較為富餘,高峰時也要拉閘限電,低穀時水電機組大量棄水,水能資源未得到充分利用。在此情況下,實施分時電價無疑是引導客戶錯峰用電與削峰填穀用電,以均衡電力負荷,實現供需平衡,產生錯峰效益並提高整體經濟效益的重要舉措。
一、東線工程用電形勢
(一)華東電網現狀
隨著經濟的發展,用電負荷和峰穀差也迅速增長。根據有關方麵統計,1995年華東三省一市最高用電負荷僅為2820萬千瓦,最大峰穀差僅903萬千瓦,但到2002年,最高用電負荷已達5600萬千瓦,最大峰穀差1990萬千瓦,7年時間負荷增長1倍,最大峰穀差增長1倍多,負荷和峰穀差的年均增長率均超過10%。預測華東電網2015年最高負荷將達到13000萬~16000萬千瓦,峰穀差達到6000萬~7360萬千瓦;2020年最高負荷將達到16000萬~19000萬千瓦,峰穀差將達到7360萬~8740萬千瓦。而華東電網的水電裝機容量比重很小,調峰矛盾十分突出。
(二)南水北調參與調峰
麵對緊張的供電形勢,在加快電力建設、保障電力供應的同時,電力部門從電力需求管理入手,合理引導用電,引入價格杠杆削峰填穀。為解決電力峰穀差過大的矛盾,一方麵電力企業花巨資興建抽水蓄能電站,以緩解用電峰穀差的矛盾;另一方麵實行峰穀電價,鼓勵使用穀電。江蘇省電網為純火電係統,其調峰問題隻能自力更生解決。江蘇具有可裝機3000~4200兆瓦的抽水蓄能電站站址資源,且靠近負荷中心,在興建抽水蓄能電站中應妥善解決好峰穀電價差問題和可逆式水泵與水輪機的選擇問題。南水北調東線工程建成後,全線總裝機容量將達到30萬千瓦。如合理選擇機組類型,考慮抽水發電兩種工況,則將有40%的容量參與調峰運行,按南水北調規劃年運行時間為200~250天,按現行峰穀電價,電價差約0.2元,每天按8小時計算,每年將減少電費支出3840萬元。同時也緩解電力供應峰穀差的矛盾,相當於興建了一個大的抽水蓄能電站。
二、峰穀電價下的短期水量優化調度
峰穀分時電價是對不同的用電時間采取不同的電價,它提供了一個在現行條件下比較合理的電價製度。電網高峰負荷一般出現在上午和晚上,深夜負荷很低,形成一個很大的峰穀差。高峰時段電力供不應求,可能引發一些事故、降低供電質量,嚴重時為保證電網安全運行,迫不得已拉閘限電,造成一些不必要損失,給生產、生活帶來諸多不便;而低穀時段的電用不出去,形成窩電。電力公司根據電網負荷特征確定峰穀時段,在用電高峰和低穀時期實行不同的電價。在高峰期提高電價而在低穀期降低電價,以刺激用戶采取相應的措施,做出恰當的反應。通過發揮價格杠杆作用而實現削峰填穀的目的,緩解峰期用電緊張局麵,挖掘低穀電力市場,提高電能的社會效益。
目前,峰穀電價政策已在全國一些省份得到實施。如江蘇省自2003年8月1日起,對凡在江蘇電網供電區域內受電容量在315千伏安及以上的工業用戶實行新時段的峰穀分時電價,峰穀電價比定為5:1。具體時段劃分和時段電價如下:平時段為12:00~17:00,21:00~23:00,平時段電價不變;峰時段為8:00~12:00、17:00~21:00,峰時段電價在平價的基礎上上浮動66.6%;穀時段為23:00~次日8:00,穀時段電價在平價的基礎上下浮33.4%。
隨著電力市場的改革,峰穀電價政策將在我國全麵推廣,為跨地區跨部門的大工業用戶全麵享受峰穀電價政策,從而為降低用電成本、增加運營收益創造了千載難逢的條件和機遇,南水北調東線工程完全符合相關要求。東線工程建成後,大部分機組均采用可調節式或大口徑水泵,在利用泵站進行調水的過程中,電費支出占據了調水成本的很大份額。為保證農業供水價格穩定及東線工程的良性運行,東線工程也應享受峰穀電價的相關優惠。
針對電價的分時性和用水需求的時空分布不均勻性,借助湖泊和河道不同的調蓄作用,以工程運行費用最低為原則,製定合理的水量最優調度計劃,實現總調水量的時空最優分配。用電高峰時少抽水或者不抽水少耗電,用電低穀時,多抽水多用電。南水北調峰穀電價下的短期水量優化調度以中、長期調度為基礎和參考,以抽水耗能最小和棄水量最小作為目標,以一個典型日為調度周期,充分考慮峰穀電價的優惠條件,按照用電的峰穀平段將一天分為不同時段,按照地區將其分為若幹片,同時考慮各時段的供水保證率、機組功率、最大棄水量等一係列約束條件,使用動態規劃的方法,建立抽水花費電費最少、棄水量最少的多目標調水模型。利用所建模型進行調水,不僅滿足各地區、各部門總的用水需求,而且棄水量最少。
三、豐枯電價下的中、長期水量優化調度
豐枯電價是指在豐水期將上網電價適當降低,在枯水期將上網電價適當提高,形成具有一定季節電量差價的上網電價結構。
南水北調東線工程采用大功率抽水泵站群實現調水,在調度過程中會消耗大量的電能,致使用電費用成為工程運行最主要的費用。考慮如何根據電價的特性減少用電費用,是提高工程效益的有效措施。對於抽水泵站來說,在分時電價條件下,在供電區域流域的豐水期多抽水,在枯水期少抽水,且仍然能滿足受水地區的需求,是減少運行費(主要是抽水費)的一種比較合理的方法。所以在製定抽水泵站中長期最優運行計劃時,應充分考慮到分時電價的季節性變化。
南水北調東線在豐枯電價下的中、長期水量優化調度以可持續發展戰略為指導思想,以調度期內期望缺水量最小、期望調水效益最大以及水質最優等為目標,以年為周期,以月或旬為調度時段,在水源可供水量、輸水能力、用戶需求水平以及用水公平性、區域協調發展、流域防洪等約束條件下,綜合運用複雜係統分析理論與優化技術,建立水量多目標優化調度數學模型,以現代智能優化方法與高性能計算技術為工具,以電網月季豐枯電價為主要調節手段,研究不同水平年內各月南水北調東線工程水量的優化配置方式,製定年及年內逐月預調水量計劃,尋求滿足區域內經濟增長速度和發展規模、工農業生產水平、人民生活用水要求、生態用水要求的水量分配方案;根據跨省調水區域、各省市區及用戶缺水程度,通過對供需水量平衡結果的分析,結合調水區域的具體情況,提出解決調水工程供需矛盾的途徑與措施。
實行分時電價,能引導用戶合理用電,節能降耗,優化資源配置,提高供電企業的市場份額,擴大電力銷售收入。這對提高電力係統負荷率和發電設備的利用率,充分發揮夜間的供電能力,緩解高峰用電緊張局麵,減少供電容量成本均可起到明顯的作用。