２０１７年 东北电力技术 ＮｏＲＴＨＥＡＳＴ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＰＯＷＥＲ ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ ４３ 第３８卷第５期 煤改电电能替代工程效益分析 朱赫炎，张明理，梁 毅，张晓天，李 华 （国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 １１００１５） 摘要：“十三五”以来，辽宁地区大力推进煤改电，支持提高电能消费比重。稳步推进电能替代．有利于构建层 次更高、范围更广的新型电力消费市场，扩大电力消费，提升我国电气化水平，提高人民群众生活质量；同时，带动 相关设备制造行业发展，拓展新的经济增长点。文中简要介绍了辽宁地区燃煤锅炉概况及“十三五”期间煤改电规 划情况，对煤改电开展后的边际成本和对全省ＧＤＰ影响进行分析和计算，最后总结辽宁地区煤改电实施后的效益产 出情况，并给出一些建议。 关键词：煤改电；边际成本；热指标；ＧＤＰ ［中图分类号］Ｆ４２６．６１ ［文献标志码］Ａ ［文章编号］１００４—７９１３（２０１７）０５—００４３—０３ Ｃｏａｌ ｔｏ Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｂｅｎｅｆｉｔ ａｎｄ Ｏｕｔｐｕｔ Ｒａｔｉｏ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ Ｐｒｏｊｅｃｔ ＺＨＵ Ｈｅｙａｎ，ＺＨＡＮＧ Ｍｉｎｇｌｉ，ＬＩＡＮＧ Ｙｉ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏｔｉａｎ，ＬＩ Ｈｕａ （Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１００１５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｉｎｃｅ ｔｈｅ １ ３ｔｈ ｉｆｖｅ—ｙｅａｒ ｐｌａｎ，ｔｈｅ ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ ｏｆ Ｌｉａｏｎｉｎｇ ｅｎｅｒｇｅｔｉｃａｌｌｙ ｐｒｏｍｏｔｅ ｃｏａｌ ｔｏ ｅｌｅｅｔｒｉｃｔｙ ｐｒｏｊｅｃｔ ａｎｄ ｓｕｐｐｏｒｔ ｔｏ ｉｎ— ｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｔｒｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｔｅａｄｙ ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｉｓ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｔｏ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａ ｈｉｇｈｅｒ ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ａ ｗｉｄｅｒ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｎｅｗ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｔｉｏｎ ｍａｒｋｅｔ ｏｆ ｍｏｒｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ，ｔｈｅｒｅｂｙ ｔｏ ｂｏｏｓｔ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ｅｌｅｃｔｒｉｉｃａｔｆｉｏｎ ａｎｄ ｐｅｏｐｌｅ Ｓ ｌｉｆｅ ｑｕａｌｉｔｙ．Ｍｅａｎｔｉｍｅ，ｉｔ ｃａｎ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒｅｌａｔｅｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｔｏ ｅｘｐａｎｄ ａ ｎｅｗ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｇｒｏｗｔｈ ｐｏｉｎｔ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏａｌ—ｆｉｒｅｄ ｂｏｉｌｅｒｓ ｉｎ Ｌｉａｏｎｉｎｇ ｐｒｏｖｉｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｌａｎ ｏｆ ｃｏａｌ—ｔｏ—ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｃｏｎ— ｖｅｒｓｉｏｎ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ １ ３ｔｈ ｆｉｖｅ—ｙｅａｒ ｐｌａｎ ｐｅｒｉｏｄ．Ｉｔ ａｎａｌｙｚｅｓ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅｓ ｔｈｅ ｍａｒｇｉｎａｌ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ＧＤＰ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｖｉｎｃｅ． Ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｏｕｔｐｕｔ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｇｉｖｅｓ ｓｏｍｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌ ｔｏ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ；ｍａｒｇｉｎａｌ ｃｏｓｔ；ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｄｅｘ；ＧＤＰ １ 辽宁省煤改电电ｊ芎皂 １．１燃煤锅炉统计情况 隋况 Ｌ ２＂－ｔ－￣－＂ 按照规划要五＇， 期间改造，大吨位考虑在“十三五”末期改造。 ２０１６—２０１７年计划改造２０ ｔ／ｈ及以下全部燃 目前辽宁省拥有非电锅炉单位共有１ ５４３家， 锅炉总数为２ ４２６台，其中燃气锅炉５８台、燃油锅 煤锅炉，根据统计有意向改造成蓄热电锅炉的用户 情况：２年共改造３５８台，规模２ １４７．６９ ｔ／ｈ。２年 改造总量占全部２０ ｔ／ｈ及以下锅炉容量的１６．６％， 其余２０ ｔ／ｈ及以下燃煤锅炉将通过接人热网或改 造成燃气等其他供暖方式。 ２０１８－－２０２０年，改造目标为２０～５０ ｔ／ｈ（５０ ｔ／ｈ 以上燃煤锅炉暂无改造支持）。按照目前用户 改造意向，预测２０１８－－２０２０年，每年改造燃煤锅 炉总计３８台，规模１ ５８７．８ ｔ／ｈ。 综上所述．“十三五”期间共规划改造燃煤锅 炉４７２台．占总台数２０％；改造容量６ ９１１ ｔ／ｈ，占 比１５％ 煤改电改造规划具体情况如表２所示。 炉１４台、燃煤锅炉２ ３５４台，总数为４４ ７３９ ｔ／ｈ， 总供热面积为２．８亿ｉｎ ，约占总供热面积的 ３０％Ｅ 。辽宁燃煤锅炉情况如表１所示。 表１辽宁燃煤锅炉・隋况 ２０～５Ｏ ｔ／ｈ ４８８ ２０．７５ １７ ０８０ ３８．２ ５０ｔ／ｈ以上 ２１０ ８．９ １４ ７０８ ３２．９ 合计 ２ ３５４ １００ ４ ４７３９ １００ ２ ７年 东北电力技术 表２煤改电改造规划具体情况 第３８卷第５期 １．３．２非居民供电 一般４ ｔ／ｈ以内锅炉，采用ｌ０ ｋＶ及以下接人 方式，公网Ｔ接供电；４～１２ ｔ／ｈ锅炉，需要ｌ０ ｋＶ 专线供电；１２～３２ ｔ／ｈ锅炉，需要６６ ｋＶ变电站供 电：３２ ｔ／ｈ以上锅炉，应根据技术经济比较分析， 考虑６６ ｋｖ或２２０ ｋＶ变电站供电。非居民供暖建 按照“十 五”期间改造规模，考虑同时率 系数为０．８，预测增加低谷供电负荷８１７万ｋＷ， 增加低谷售电量９１．８亿。具体情况如表３所示 。 表３辽宁煤改电负荷预测 １．３煤改电电网建设标准 １．３．１居民供电 一般３ ｔ／ｈ以内锅炉，采用１０ ｋＶ及以下接入 方式，公网Ｔ接供电；３～９ ｔ／ｈ锅炉，需要１０ ｋＶ 专线供电；９～２４ ｔ／ｈ锅炉，需要６６ ｋｖ变电站供 电：２４ ｔ／ｈ以上锅炉，应根据技术经济比较分析， 考虑６６ ｋＶ或２２０ ｋＶ变电站供电。居民供暖建设 标准如表４所示 表４居民供暖建设标准 设标准如表５所示。 表５非居民供暖建设标准 ２边际成本分析 ２．１ 参数选取 截至２０１３年底，东北电网全口径装机容草为 １ １３ ４７６．２ ＭＷ．其中火电装机容量８２ ９７０．１ ＭＷ， 水电装机容量８ ４７１．１ ＭＷ，核电装机容量１ １１９ ＭＷ，风电装机容量２０ ８０８．２ ＭＷ，太阳能装机容 量５０ ＭＷ．生物质装机容量５７．８ ＭＷ，新能源装 机容量已占东北电网全口径装机容量的１９．４％， 在东北地区得到较大发展。 ａ．热指标：１ ＩＩ１ 建筑面积供暖设计热负荷。 根据ＣＪＪ ３４—２０ｌ０《城镇供热管网设计规范》，我 国三北地区采暖热指标（集中供暖）推荐如表６ 所示 表６三北地区采暖热指标推荐表 选取居民热指标４０～４５ ｗ／ｍ ，非居民热指标 ５５～６０ Ｗ／ｍ。。换算为等效电指标居民９６ Ｗ／ｍ ， 非居民ｌ０８ Ｗ／ｍ ｂ．投资回报年限：２０年（锅炉厂家提供设 备使用寿命）。 ｃ．根据２０１６年沈阳地区取暖费收取标准， 居民用电采暖价格（含补贴）：２８元／ｍ ：非 居民用电采暖价格：３２元／ｍ 。 ｄ． 通过具体测算得 居民供热锅炉平均运行 时间为６．５ ｈ，非居民供热锅炉平均运行时间为 ４ ｈ ２０１７钲 第３８卷第５期 朱赫炎，等：煤改电电能替代工程效益分析 ｅ．根据《辽宁省关于建立煤 改电供暖项目电价有关事项的通知》 （辽政办发 ［２０１６］１０９号）精神，居民电供暖到户电价为谷 段０．２８元／ｋＷｈ．非居民电供暖到户电价为谷段 ０．３３元／ｋＷｈ，各地市补贴不低于０．０１１元 ／ｋＷｈ。 投资９亿元；新建６６ ｋＶ变电站１９７座，投资６８．５ 亿元。新出或就近Ｔ接１０ ｋＶ线路２７５条。投资共 ２．１７７亿元。“十三五”期间投资合计８３亿元。 表８边际成本计算参数 ｆ．根据辽宁省经信委文件，目前对煤改 电厂家设备本体投资有补贴。补贴设备本体投 资金额的６０％。 ２．２供热时间选取 以沈阳地区为例，室内设计温度１８ ｃ【＝，室外 温度一１９℃，月平均气温如表７所示。计算出锅炉 平均运行时间为设计最大时间的６１％，每天运行 时间为６１％×１０＝６．１ ｈ，本文计算选取６．５ ｈ 。 表７沈阳地区供暖温度 时间 １１月 １２月 １月 ２月 ３月 非居民用电供暖锅炉平均运行时间参考辽宁省 交通厅综合楼冬季采暖效果及锅炉运行时间，冬季 平均每天锅炉运行２．５ ｈ即可满足供热需求，考虑 商场、剧院等建筑规模大、举架高，设置非居民供 暖锅炉平均运行时间为４ ｈ。 ２．３具体算例分析 边际成本由年耗电量、热指标、设备本体投 资、供热面积、供热单价及投资回报年限等因素影 响，等量关系如下：（年耗电量×边际成本）＋（设 备本体投资／投资回报年限）＋运行成本＝供热面积 ×供热单价。 以１００ ｍ 供暖面积为例，分别计算居民与非 居民供暖用电边际成本。居民采暖边际成本为 ０．２４７～０．２４９元／ｋＷｈ．比目前低谷用电成本０．２６９ ｋＷｈ略低，基本实现平衡；非居民采暖边际成 本为０．４０９～０．４１２ ｋＷｈ，高于目前低谷用电成 本０．３１９ ｋｗｈ，存在较大利润空间。边际成本 计算参数如表８所示。 ３电能替代对ＧＤＰ的影响 ３．１电网投资计算 综合考虑目前电网现状及电锅炉接人需求，预 计新增电网投资如下：新建２２０ ｋＶ变电站５座， ３．２煤改电对ＧＤＰ的影晌 参考《我国电力工业在国民经济中的地位和 作用研究》成果及统计年鉴数据，推算电力行业 投资对全行业经济拉动系数为１．１４：热力设备投 资对全行业经济拉动系数为１．５ｌ４ Ｊ。 辽宁省“十三五”期间煤改电电网投资８３亿 元，锅炉设备本体投资８４亿元，总计拉动全行业 经济２２０．６２亿元，拉动ＧＤＰ增长０．７６％，年平均 拉动ＧＤＰ增长０．１５２％。 电力设备及热力设备制造均属于高耗能产业， 取电力弹性系数为１．０，“十三五”期间，每年因 煤改电投资平均拉动电量增长０．１５２％。 经测算．辽宁省煤改电预计增加用电９１．８亿 ｋＷｈ，平均每年增加１８．３６亿ｋＷｈ耗电量，占全 省电量的０．９２％，这部分电量增长对ＧＤＰ拉动与 原燃煤锅炉效果基本一致，没有形成具体的新增固 定资产［５］。因此“十三五”期间，煤改电工程每 年可拉动电量增长１％，拉动ＧＤＰ增长０．１５２％。 ４结束语 按照“十三五”期间规划的改造规模，预测 增加低谷供电负荷８１７万ｋＷ，增加低谷售电量 ９１．８亿：居民采暖边际成本０．２４７～０．２４９元／ ｋｗｈ，比目前低谷用电成本０．２６９元／ｋｗｈ略低， （下转第５４页） ２０１７年 东北电力技术 第３８卷第５期 有川渝电网潮流分布情况进行比较 新方案有效提 ¨ ］ ］ ］ｌ寸ｌ ］ｊ 『５］ 刘升，周京阳，潘毅．基于直流灵敏度法的节点问ｎｒ用 高ＪｉＩ渝电网输电通道输电能力，川渝联络线传输功 率的不平衡现象也有很大程度的改善。 输电能力计算『Ｊ］．华北电力技术，２００８，３８（１０）：１—６． ［６］ 赵渊，周念成，谢开贵，等大电力系统可靠性评估的灵 敏度分析『Ｊ］电网技术，２００５，２９（２４）：２５—３０，５３． 『７］ 姜涛，李国庆，贾宏杰，等．电压稳定 线监控的简化１ 参考文献： 苗峰显，郭志忠．灵敏度方法在电力系统分析与控制中的应 用综述［Ｊ］．继电器，２００７，３５（１５）：７２—７６． 荆朝霞，胡仁．电能质量评估灵敏度分析及在改进密切值 指标及其灵敏度分析方法『Ｊ］．电力系统自动化，２０１２，３６ （２１）：１３—１８． ［８］ 王锡凡，方万良，杜正春．现代电力系统分析［Ｍ］．北京： 科学出版社，２００３：１５５－１６２． 法中的应用［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１３，４１（９）：６０ ［９］ 陈永进．用ＵＰＦＣ提高交流输电能力的方法研究［Ｊ］．东北 电力技术，２００７，２８（６）：６－９． ６６． ，沈钟浩．基于直流灵敏度法的川渝电网输电能力受 ｆ １０］ 张明理，孙晓非，王天．提高电网输送能力的技术研究 限成因研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１５，４３（１８）： ６７—７３． 『Ｊ］．东北电力技术，２００６，２７（１０）：４－６． 作者简介： 刘松楠（１９８９），男，硕士，Ｔ程师，从事电力设汁研究、 （收稿日期●０●０●（）●◇韩军锋．吴杰康．基于灵敏度分析与神经网络算法的互联电 力系统联络线功率调整方法［Ｊ］．陕西电力，２０１０，３８ （７）：４７—５１． ＜）●（）●０●＜＞・０・（：＞０（＞０＜＞０＜＞●＜＞●（：）●＜＞●Ｃ＞●‘》●（＞●（＞●＜＞●（＞●（＞●０●（＞●０●（）●０２０ｉ７－０３一（）１） ●０●（＞●（）● ０（＞●（＞●－：＞●Ｃ）●＜＞●＜＞●－＜＞●－（＞●＜＞●＜＞●－（＞●＜＞●＜＞●（＞●＜＞●０（上接第４５页） ［２］ 朱成章．能源替代与电力促销［Ｊ］电力需求侧管理， ２０００，２（５）：７—１０． 基本实现平衡；非居民采暖边际成本０．４０９～０．４１２ ｋｗｈ，高于目前低谷用电成本０．３１９元／ｋＷｈ。 辽宁省“十三五”期间煤改电电网投资８３亿元， 锅炉设备本体投资８４亿元，总计拉动全行业经济 ２２０．６２亿元．每年可拉动电量增长１％．拉动ＧＤＰ 增长０．１５２％，存在较大利润空间 『３］ 王金波．电厂人厂煤与入炉煤热值差问题讨论『Ｊｌ东北电 力技术，２０１４，３５（９）：３－５． 『４］ 谭显东．我国电力工业在国民经济 ｆ１的地位和作用研究 『Ｊ］．能源技术经济，２０１０，２２（１１）：８－９ 『５］ 綦明明，刘武，肖 静，等．锅炉木体漏风对锅炉热效 ，卒的影响［Ｊ］．东北电力技术，２０１５，３６（１）：４－６． 作者简介： 参考文献： ［１］ 宋卓然，张子信，张明理．电热供需矛盾下的辽宁地区热电 机组规划研究［Ｊ］．东北电力技术，２０１６，３７（１）：卜７． 朱赫炎（１９８７），男．硕士，助理丁程师，主要从事电网规划 工作。 （收稿日期２Ｏｌ６—０３—０１） （上接第５０页） 为便捷的手段，但会以降低电网的供电能力为代 参考文献： ［１］ 靳希，段开元，张文青．电网短路电流的措施［Ｊ］． 电力科学与技术学报，２００８，２３（４）：７８—８２ 价，需要结合地区供电能力合理使用。 ｂ．电网分层分区可以有效控制短路电流水 平，应结合地区电网发展水平，逐渐形成电磁环网 解环运行。 ｃ．直流输电南于自身的运行特点，对短 路电流有显著的优势，可以根据地区电网情况．发 展系统间直流互联。 ［２］ 李春叶，李 胜，尚敬福，等．电磁环网方式卜ｊ分层分ｌ 运行方式之决策【Ｊ］．电力学报，２００６，２１（２）：１６０ １６３． ［３］ 张明理，孙晓非，王 天．提高电网输送能力的技术研究 ［Ｊ］．东北电力技术，２００６，２７（１０）：４－６，１７． ［４］ 刘思革，崔文佳，范明天，等．城市电网短路电流水平挎制 对策［Ｊ］．华东电力，２００７，３５（３）：２３５—２３８． ｄ．选择高阻抗设备可以降低短路电流，但会 增加电网的无功损耗，降低电网的动态无功备用容 量，影响电网的安全稳定运行 ｅ．［５］ 韩戈，韩柳，吴琳．各种电网短路电流措施的 应用与发展［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１０，３８（１）： １４１—１４４．１５１ 对于单个设备短路电流水平过高的情况． ［６］ 李华．柔性直流输电存城市电网中的应用探讨『Ｊ］．东北 将现有断路器及配套的电气设备更换为遮断容量更 大的设备是应对短路电流过大比较直接的方法。 李电力技术，２０１２．３３（２）：１１—１４，２０． 作者简介： 华（１９８６），女，硕十，Ｔ程师，主要研究方向为输电网观划 ， （收稿日期２０１７－０３—０１）
