发电装机容量与发电量关系研究

发电装机容量与发电量关系研究

郭利杰，顾宇桂

【摘 要】摘要：报告分析了当前我国新增发电装机容量保持9 000万kW以上的较高规模，而发电设备利用小时却趋于上升的现象，认为由于发电装机结构的变化以及电源建设步伐的放缓，需要通过提高发电设备利用小时来满足提高电力需求的增长。文章提出了有效装机容量的概念，认为电源结构调整尤其是火电比重的明显下降，削弱了装机的有效容量，是导致我国电力供需形势趋紧的重要原因。

【期刊名称】科技和产业

【年(卷),期】2012(012)012

【总页数】3

【关键词】发电设备利用小时；火电；有效装机容量

【文献来源】https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_science-technology-industry_thesis/0201231658812.html

自2006年以来，我国每年新增装机规模大幅提升，最高曾突破1亿kW，2008年以来虽然有所回落，但也保持了9 000kW以上的较高水平。然而发电设备利用小时数在2010、2011年却连续上升，电力供需紧张局面也逐年加剧。本文将通过通过分析发电装机容量与发电量的关系，剖析电源建设步伐放缓及发电装机结构变化对电力供应产生的影

响。

1 发电装机与发电量非同步发展

近年来大量电源项目集中投产，有效提高了电力供应能力，装机增长总体快于发电量。2011年年底，我国装机容量达到10.6亿kW，2006年以来年均增长12.6%。同时，2011年全国发电量为4.7万亿kW时，2006年以来年均增长11.2%，低于同期装机增速1.4个百分点。

尽管新增装机保持了较高水平，装机增长速度快于发电量的情况却在2010年开始出现转折。2010、2011年，全国分别新增发电装机9 127、9 041万kW，年底装机规模相比上年同期分别增长10.6%、9.2%，而在电力需求恢复性增长的拉动下，发电量同比分别增长14.8%、11.7%。［1］图1直观的显示了自2010年以来发电量增速持续高于发电装机增速的现象，其中，火电发电量与火电装机增速的差距更为明显。

发电设备利用小时数通常用发电量和平均发电装机容量的比值来计算，发电设备利用小时数的上升或下降，与发电量和平均发电装机容量增速快慢直接相关。

2010年以来发电装机与发电量增速关系的变化，使得发电设备利用小时数终止了连续五年的下降态势转而有所上升。2010、2011年，全国发电设备利用小时数分别为4 650、4 731小时，分别比上年上升104、81小时，终止了2005年以来的连续下降态势。其中火电设备利用小时数分别为5 031、5 294小时，分别比上年上升166、263小时。

发电设备利用小时数作为衡量一国或地区发电设备利用程度的指标，在一定程度上可

以反映其电力供需形势。一般情况下，一个地区如果电力供应紧张，相应的发电设备利用小时数会较高；如果电力供应宽松，相应的发电设备利用小时数会较低。2010年以来发电设备利用小时数的止跌回升，即是电力供需形势悄然变化的直观反映。

2 发电量与装机非同步发展的主要原因

2.1 装机结构变化

发电设备利用小时数由发电量和平均发电装机容量相比得到，那么反而推之，发电量可以表示为：

其中，E表示发电量，C表示平均发电装机，Ci、Hi分别表示水电（火电、核电、风电及其他）平均装机容量和对应设备利用小时数，ci表示水电（火电、核电、风电及其他）机组平均装机容量比重。

公式（1）表明，发电量不但与发电装机有关，更与代表发电效率的设备利用小时数以及发电装机结构有关，也即：在总装机规模一定的情况下，发电设备利用小时数较高的某类型机组装机比重越高，可发电量就越多。

2.1.1 不同类型发电设备利用小时数存在较大差异

水电受到水库来水具有季节性丰枯周期特点，利用小时数相对较低，一般为3 000～3 500小时。核电由于运行成本较低，在我国发电机组调度序位表中属于承担基荷的机组类型，利用小时数较高，一般为7 000～8 000小时。风力资源具有随机性、间歇性特点，太阳能具有昼夜周期性和日照的不确定性，风电及其他生物质发电机组利用小时数相

对较低，经验值大致为2 000小时。

火电消耗的资源主要有煤炭、天然气、石油等，资源调度相对方便。在发电调度序位表中，大机组一般承担基荷、腰荷，利用小时数较高；部分小机组承担峰荷，利用小时数较低。火电设备平均利用小时数一般为5 000～5 500小时。［2］

总体来看，不同类型机组之间利用小时数差异较大，火电是同等容量水电、风电机组的1.5、2.5倍以上。

2.1.2 火电装机比重持续下降

近年来，在电力行业结构调整以及火电业务大幅亏损的影响下，火电新增装机大幅下降，2011年9 041万kW新增装机中，火电占65.1%，该比重相比2006年大幅下降了23.2个百分点。新增装机中火电比重的明显下滑，导致全国发电电源中火电装机占比持续回落。2011年底，火电装机容量为7.7亿千瓦，占全部装机的72.5%，比2010年下降0.9个百分点，比2006年的峰值（77.6%）下降5.1个百分点。

而风电作为优先利用的清洁能源，近年来开始迅猛发展，装机比重快速上升。2011年底，全国风电装机达到4 505万kW，占总装机的4.3%，比2010年底提高1.2个百分点，比2006年底提高4.0个百分点。

总结：火电设备利用小时数是风电的2.5倍以上，火电比重下降、风电比重上升必然会导致在相同装机容量的情况下，发电量相对下降，进而需要通过提高发电设备利用小时数（Hi）来满足电力需求的增长。

2.2 电源建设滞后

在电力供应充足的情况下，发电量反映的是电力需求的变化趋势，因此发电装机与发电量增长的不同步，在不考虑电源结构调整的情况下，从本质上是发电装机与电力需求的增速的不同步。

电力需求与经济发展密切相关，经济增速的变化将直接、快速的反应在电力需求上。因此发电量增速具有与经济环境近似的波动特征。由于我国电力需求基数大，增速快，每年新增的电力需求在4 000亿kW时以上。

与此同时，电源建设在经过连续多年的持续稳定发展后，正经历着增速缓慢下滑的阶段。一般情况下，电源的建设周期为三年，当年的投产规模往往由前几年的在建规模决定。针对电力需求的突发性增长（2010年），电源建设的滞后性导致其投产规模无法对需求做出及时性的反应，进一步增加了对提高发电设备利用小时数的要求。

3 有效装机容量的概念

3.1 计算公式

根据前述分析，发电利用小时数差异下的装机结构调整，会对发电量造成一定的影响。由此引入“有效装机容量”的概念，并将其定义为消除发电效率差异性后的发电装机规模。

将公式（2）进行转化如下：

其中，表示发电设备平均利用小时数，Ei表示水电（火电、核电、风电及其他）机组发电量即可定义为水电（火电、核电、风电及其他）机组的有效发电容量，C＇则表示总的有效装机容量，也即在同等发电效率之下，不同类型机组有效装机容量之和。

公式（2）表明，在利用小时不变的情况下，有效装机容量C′与实际投产装机C之间的差异，主要由不同类型机组装机比重ci造成。

2011年全国9 041万kW新增装机中，水、火、核、风电及其他机组结构为13.5：65.1：1.9：17.5：1.9。考虑将火电发电利用小时数作为机组平均发电效率代表，则新增9 041万kW装机仅相当于7 474万kW“有效装机容量”。

在2011年新增规模不变的情况下，若火电新增装机比重下降1%、风电新增装机比重提高1%，则新增有效装机容量将相应下降约0.6%。因此，火电比重的明显下降，实际上削弱了有效装机容量的增长幅度，进而对电力供应能力造成负面的影响。

3.2 未来有效装机容量变化趋势

在经历了连续的高速发展后，我国在建装机规模开始明显下降。2011年全国发电装机在建规模约1.7万亿kW，相比2010年下降了7.7%；其中火电在建规模5 556万kW，相比2010年大幅下降24.9%。在建规模的下降必然会影响到后续电源的投产进度，未来一定时期内新增装机规模不会有明显的提升，电源增长速度将保持缓慢回落态势。

同时，缺油少气富煤的资源状况，决定了我国装机结构中，火电装机容量（绝大多数是煤电）占绝对多数。但环境压力的不断加大、能源资源的以及电力行业结构调整的

自身需求，促使未来火电装机比重将继续保持稳步回落的态势，而风电、太阳能等清洁能源比重将持续上升［3］，从而加剧有效装机容量增速的下降程度。

综合未来电源装机发展以及结构调整进度，预计我国有效装机容量增长水平总体慢于实际装机容量，在电力需求保持快速增长的情况下，未来有效装机容量增速可能慢于电力需求，进而导致电力供需紧张的情况加剧。

4 结论与建议

由于不同类型发电设备利用小时存在较大差异，一定的发电装机容量可以发出的电量是不同的。电源结构调整尤其是火电装机容量比重的大幅下降，削弱了实际装机的有效容量，而新增电力需求仍保持相当规模，未来可能加剧电力供需的紧张形势。

考虑到电源建设的滞后性，建议在建电源规模保持在一定数量以上，以确保后续电源的有序投产。在实现结构优化的同时，要重视火电机组的在建规模和投产容量，确保电力供应。

参考文献

［1］单保国，顾宇桂 .电力装机增速将低于用电增速——2011年全国电力供需形势分析［J］.国家电网，2011（7）：68－70.

［2］韩新阳，顾宇桂，张玮，赵九斤 .关于发电设备利用小时数的分析［J］.能源技术经济，2010，22（12）：21－24，28.

［3］王信茂 .对“十二五”加快电力发展方式转变的思考［J］.能源技术经济，2010，22（5）：1－7.

【文献来源】https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_science-technology-industry_thesis/0201231658812.html