对法国、西班牙电网的调研

关于对法国、西班牙电网的调研报告
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2013年10月
目录
摘要 (3)
1 法国、西班牙的电网概况 (4)
1.1法国电网概况 (4)
1.2西班牙电网概况 (5)
2电网的安全生产 (6)
2.1法国电网安全及特点 (6)
2.2西班牙电网安全 (8)
3 电力市场情况 (8)
3.1法国电力市场 (8)
3.2西班牙电力市场 (10)
4 主要体会和启示 (11)
摘要
在欧盟的能源需求结构中，石油占41％，天然气占23％，煤占15％，核能占16％，可再生能源占6％。

在以石油和天然气作为主要的发电能源结构的情况下，发电装机的增量或存量调整主要依赖新能源或可再生能源。

而且欧洲很重视环境保护和可再生能源发电的发展，在这种能源政策的引导下，欧盟理事会能源政策的中心目标是发展风能、水电、太阳能和生物质能等可再生能源。

法国电源装机以核电和水电为主。

在2006年中：核电6330万kW，占54.5%；火电2480万kW，占21.4%；水电2550万kW，占22%；可再生能源240万kW，占2.1%。

全年发电量5491亿kWh。

法国是欧洲能源的主要出口国。

而在西班牙，风力发电在西班牙电力生产中占有非常重要的地位，从装机容量上看，2009年风电占全部的20%，高于水电（18%）、煤电（12%）和核电（8%）等；从实际电力生产来看，风电达13.8%。

太阳能发电无论是装机容量（3.7%）还是实际生产（2.6%）都远远低于风力发电。

因此，研究法国和西班牙的电网技术对我国的电网的发展具有很大的借鉴和学习意义。

1 法国、西班牙的电网概况
1.1 法国电网概况
法国电力集团公司( EDF)已按照厂网分开、输配分开、配售分开进行了改革。

目前,发电和交易、售电业务已经解除了管制；输电网和配电网由政府管制。

输电网由EDF公司的全资子公司法国输电网公司(RTE)负责管理400 kV、225 kV、90 kV、63kV电网；配电网由EDF公司的全资子公司法国配电网公司(ERDF)和157个地区运行商负责20kV、0.4kV电网的管理,其中:配电网的资产属于地方政府所有,以合同方式特许ERDF进行管理。

法国EDF集团的发电工程业务主要由三大部分组成：核能、可再生能源以及化石燃料。

1）核能业务的主要发展目标是：
（1）持续提升安全性以及辐射防护；
（2）提高核电站运行水平；
（3）核废料处理。

截至2010年底，EDF共有7,430万千瓦的核电装机容量；全球共有78个核反应堆，其中法国58个，英国15个，美国5个；3个EPR技术的反应堆正在法国和中国建造。

2）EDF可再生能源业务主要分为水力发电以及其他可再生能源两大部分。

水力发电业务目标是：
（1）持续提升安全性；
（2）合理分配水资源以及应对影响；
（3）在高增长国家发展水力发电。

其他可再生能源业务的主要目标有：
（1）推广本地接纳能力；
（2）整合间歇性电源并网发电。

截至2010年，EDF共有2,150万千瓦的水电装机容量以及330万千瓦的其他可再生能源装机容量（其中主要为风能，270万千瓦）。

EDF在法国共有640个大坝，并有一个大型水坝于2010年在老挝破土动工。

3）化石燃料发电业务的主要目标是：
（1）保护空气、水源和土壤；
（2）改进发电机组；
（3）捕获并储存碳；
（4）全球范围内共有化石类装机容量3,480万千瓦。

1.2 西班牙电网概况
西班牙电网公司（Red Eléctrica de España）成立于1985年，负责西班牙全境所有电站发电的收购、输送和分配，是世界上第一家对风能、太阳能等可再生能源的发电和并网进行实时监控的公司。

该公司最大的股东是西班牙工业参股公司（SEPI），拥有20%股份，其余股份在股市上自由交易，股东包括国内外金融机构以及个人投资者，该公司是IBEX35股指的样本股，2010年底市值约47.79亿欧元。

根据西班牙法律规定，SEPI对电网公司的持股比例不得低于10%，其他股份比例不得超过5%，由此确保西班牙政府对于全国电力运营的控制权。

该公司对于全国电力发电和输送的控制主要通过CECOEL（电力控制中心）和CECRE（可再生能源控制中心）两个中心完成的。

由于电能无法大量储存，因此确保电力的消耗与生产在任何时候都处于平衡状态非常重要。

CECOEL的主要工作就是确保这一平衡。

CECOEL研发的电力使用情况预测程序达到了很高的准确度，最长可预测未来一周之内的电力使用情况。

CECOEL将预测情况根据实际用电量进行调整，并在考虑与其他国家电网联网情况后，通过专用网络向发电厂实时下达增加或减少发电量的指示，以确保发电与用电的匹配平衡。

在有如某条输电线路故障等突发事件发生时，也可随时发出调整发电的指令。

严格说来，CECRE是CECOEL的一部分，是风力等可再生能源发电厂和CECOEL 之间联系的桥梁。

风力发电在西班牙电力生产中占有非常重要的地位，从装机容量上看，2009年风电占全部的20%，高于水电（18%）、煤电（12%）和核电（8%）等；从实际电力生产来看，风电达13.8%。

太阳能发电无论是装机容量（3.7%）还是实际生产（2.6%）都远远低于风力发电。

可再生能源发电、尤其是风力发电最大的问题之一就是没有传统发电方式稳定，主要原因是原始动力（风力、日照等）不够稳定，很多时候无法准确预测，甚至有时候由于“压力空洞”（huecos de tension,指风压突然消失又在很短时间内恢复）等原因造成风机突然中断供
电。

因此，对于风电厂输电的实时监测和控制显得更加重要。

通过CECRE，西班牙成为世界上第一个把所有装机容量超过10兆瓦（MW）风电场都纳入控制中心管理和监控的国家。

西班牙电网公司的输电网络与法国、葡萄牙、安道尔和摩洛哥的电网连接，可根据需要将电力与上述国家输入和输出。

近两年与上述四国电力交换情况如下表所示：
表1-1
2电网的安全生产
2.1 法国电网安全及特点
在2011年10月7日，法国德龙省特里卡斯坦核电站的一个液压泵发生爆炸，3名工作人员溅到了放射性污水。

法国电力公司21日在新闻发布会上向法国核安全局提议成立一个快速反应小组，以应对类似日本福岛第一核电站事故的紧急情况。

法国电力公司国内核电生产负责人多米尼克米尼埃尔说，法国电力公司目前的事故处理能力只能应对一座核反应堆，如果发生类似日本福岛第一核电站这样的事故，多座核反应堆同时受损，公司将无力应对，所以有必要尽早成立快速反应小组。

米尼埃尔说，快速反应小组应由各部门相关技术人员组成，并配备临时发电和供水装置，可以在事故发生后24小时至48小时内迅速做出反应，向发生事故的核电站和核反应堆提供全方位支持。

法国电力公司同时提议核安全局重新对核事故应对能力进行评估，并对核电站进行更为严格和深入的检查，最大程度确保法国境内核电站的安全。

为避免频繁出现大面积断电事故，法国做出必须及时对电力设施进行必要的更新，同时还要提高电力管理系统对故障的反应速度。

法国电力公司董事长鲁斯利说，美国、英国和意大利等最近出现大面积断电事故的国家有一个共同点：电网设施陈旧，有关经营管理者对电力设施的更新投入不足。

电力设施如果不及时更新，一旦出现事故损失就非常巨大。

此外，电力管理也很关键。

要避免出现大面积断电事故，就必须在几秒种内对任何电力故障作出反应。

这就需要电力管理系统拥有相应的阻断事故和故障的设备，以及良好的监控体系。

另一位负责人对记者说，法国高压线路都有自动断电保护装置，如果线路因雷击等原因中断，在千分之几秒后即可恢复正常。

此外，法国电力系统配有完善的“安全阀”装置，一旦出现断电事故，可以防止事态进一步扩大。

法国电力公司下属输电网集团控制中心主任拉费此前曾说，许多国家为了输电方便，电网间都互相交结联网，而电网互连的国家都存在大面积断电危险。

导致大面积断电事故的原因很多，电网超负荷工作和发电厂运转出故障是最主要的两个原因。

对前者，只有通过不断建设新输电网才能降低断电风险；而对后者，就需要有特殊的应急措施才能解决。

法国电网有以下几个特点:
（1）与西欧电网( UCPTE)联网运行,有20条交流400kV线路、13条交流225kV 线路和一条直流±270kV线路分别与比利时、德国、瑞士、意大利、西班牙、英国的电网互联。

能保持全国7个地区(北区、诺曼底·巴黎区、东区、罗讷·阿卑区、地中海区、西南区和西区)电网间的负荷平衡。

各地区内的电力生产和消费也都能尽量保持平衡。

（2）电网结构有很强的抗事故能力。

由400kV输电线路为网架,以巴黎为中心, 形成了双层网和3层网,输电线路多采取单回路布置,发生多重的重大事故的可能性较小。

（3）变电设备的设计裕度较大。

每座变电所都接有多回路引入线(最少2回) , 并装有备用变压器,可自动切换。

法国电网的运行由总调度中心和7个地方调度中心分工管理。

总调度中心负责225kV以上电网的运行监视、记录、频率调整和电力潮流控制,各地区的发电量调整和经济分配, 国际电力交换的协调等。

7个地区分别设有( 里尔、鲁昂、南锡、里昂、马赛、波尔多、南特等) 调度中心, 负责各地区内的发电量和用电量的平衡；电压、频率和无功的控制和调整；对电网事
故处理、发布操作指令；汇集地区电网运行的全部信息,传送给总调度中心,或将有关信息传送给电厂和变电所。

这些特点都与法国电网的安全紧密相连。

并且法国电力公司对所有安全重要事件进行分析；找出发生事件的根据；和及时采取相应的纠正措施。

法国电力公司就是根据这些分析制定行动计划的,并对如下若干方面进行了改进: 维修工作的质量；运行小组的核安全组织；建造和运行之间的衔接；以及分包商人员的安全文化等。

使得法国电网安全、稳定的运行。

2.2西班牙电网安全
在2004年，西班牙首都马德里市中心以及南部地区18日下午因一变电站发生火灾导致大面积停电，25万市民处于黑暗之中。

这是马德里今年发生的第3次重大停电事故。

据马德里市政府提供的消息，马德里市区普拉塔变电站先是发生火灾造成断电。

随后，其他几个相关的变电站也发生停电。

马德里部分地铁停驶，公共交通也一度陷于混乱。

据警方透露，有2人在火灾中受轻伤。

马德里市政府发言人还说，这是一起因技术问题而发生的停电事故，不是人为的破坏，也不是恐怖活动。

马德里市政管理今年连续发生事故。

6月份，马德里市中心曾经因一变电站发生火灾造成停电，使1万市民受到影响。

再加上刚入夏不久，西班牙就出现了供电不足的现象。

据报道，西班牙南部和西部地区28日的气温超过了40摄氏度。

同时，该国的用电量也刷新了历史纪录。

经过数天的高温考验，西班牙电网不堪重负，29日停止了部分地区的电力供应。

由于高温天气、电力短缺，西班牙的旅游业受到了很大影响，许多游客纷纷取消了原来到西班牙旅游的计划。

这些诸多促使因素西班牙非常重视安全生产,为保障供电的可靠性,他们提出降低对外的依赖,因此能源要多样化。

对环保问题更为重视,他们采取的措施一是发展可再生能源；二是合理利用能源。

为避免受竞争性经济和控制经济的风波影响,他们主张能源市场自由化。

3电力市场情况
3.1法国电力市场
在法国，为了适应法国和欧盟国家电力市场的开放要求，2000年7月9日法国
电力公司将发电与输电资产、人力资源和组织机构分离，成立两个独立公司。

财务独立核算，并完成了发电公司的股份制改造，成为国家控股的发电股份有限公司。

并在2005年将30％资产上市交易。

输电资产部分组成了电力运营与调度中心，并经营国家高度集中的电力运营与调度、电力市场监管业务，即独立于法国发电公司的输电网管理机构电网公司(RTE)，并控制法国高压输电网。

RTE公司的主要职能是确保各发电厂公平接入电网系统。

法国电力市场的参与者有发电生产、电力传输、配电及消费者。

电力市场环境有两方面的限制即客观条件和法律法规的限制。

其中客观条件限制有：满足电网安全稳定的技术条件限制；满足电力供求平衡的原则；克服输电的损耗；还要考虑欧盟各国之间的网络联结(通过TSO)；外界对法国电网的影响等。

发电商与用户的合同中发生的电量不包括电力损耗，电力损耗是由RTE通过招标形式购买，包括调峰。

年终统计电力损耗成本，并计入下年度的入网费用中。

由发电商和消费者承担入网费用，国家法律规定统一测算定价，不考虑发电与用户之间的距离。

每年确定一次，2004年为0.18 欧元、(kWh)，以后将每季度作一次调整。

发电与用户之间建立自由买卖关系，可以通过期货、分包商建立关系。

DSO、TSO也可以作为分包与用户签订购售电合同。

电力市场的参与者应遵守电力平衡原则。

按2003年欧盟指令要求，配电单位于2007年独立分离；EDF同各方建立合同关系。

EDF设立合同管理办公室。

优化设计部门CPOI不同能源的合理调配；消费的预测；与RTE协调；生产、检修、核燃料更换计划编制；调峰能力与价格的制订；每天计划的修改。

法国的财务平衡负贵人及期货市场。

(1) 所有供应商介入电网后，在电网运营过程中必须统一平衡管理。

平衡责任就是要使各参与角色有责任地行为，而不要让电网偏差造成的调节出现的成本由别人来承担。

平衡责任人解决调整电网不平衡偏差后出现的成本，财务上谁付帐的问题，财务的平衡可以选择平衡责任人。

只要具有财务基础的都能担任财务平衡责任人，可以是企业本身$银行等"通常是发电企业本身，可以按照任意区域选择平衡责任人目前法国电力市场平衡责任人有50多个电网的供求关系发生不平衡后，电网可以出售和购买电力。

但调节不平衡偏差造成的成本应由财务平衡责任人支付。

所有用户都要用输电或配电网络，所以都应有平衡责任人不能自由
选择电力供应商的用户，可按照国家指导电价购买公益性质或偏远地区的用户可以享受优惠财务的风险可以在期货市场中购买和分担，电网平衡的结算在一个阶段后，通常是一年后进行。

(2) 虚拟电厂的概念VPP，即电力期货市场产物，购买发电厂的发电能力。

2001年7月30日，为了购买输电损耗所需的电力，创立了虚拟电站购买期限最短3个月，最长3年。

(3) 期货市场的好处：能了解市场的成本，调峰的成本，优化生产计划，降低财务风险，发电企业能优化发电成本。

如能保留调峰能力，在虚拟电厂电价低于发电成本时，可以优先启动虚拟电厂机组。

3.2西班牙电力市场
在西班牙，西班牙建立电力市场的基本原则有:
（1）建立竞争的电力市场；
（2）交易建立在自由达成的事项基础上；
（3）厂网分开,电网公司不能以任何理由独资拥有发电厂；
（4）通过市场,逐步把供电合同开放,建立开放式的供求合同；
（5）输、配电商和用户可从第三国购电,通过电网交过网费,允许其它国家也参与竞价市场；
（6）建立交易员制度,政府授权建立专门交易的公司。

西班牙电力市场模式即发电、供电引入竞争,输电、配电为垄断经营。

发电商在电力库平等竞价上网,不分水电、火电、核电还是新能源,一律根据价格和机组性能决定能否上网。

供电商从电力库购电销售,用户可自由选择发电商。

但是, 也存在一些值得注意的不同之处:在报价时段上,西班牙为一个小时。

他们认为时段越短,越能反映负荷变化,但必须注意过分繁杂带来的不经济性。

就西班牙而言,一个小时为一个时段足够了；二是西班牙电力市场中,国家目前只占25%的股份,相对控股调节市场；三是西班牙除工业能源部行使电力管理职能外,没有建立专门的管理机构；四是西班牙的电力市场设计考虑了用电量与价格的关系,即多用电可获得更便宜的电价。

购电方购电有两种方式,一种是没有固定价格,根据成本确定购电价格；另一种是确定基本价格,当购电价格呈现下降的曲线,这个曲线和
卖电的价格曲线重合点,即是边际价格,此边际价格为交易点。

4主要体会和启示
(1)电网建设应从投资及经济效益的角度出发,不要拘泥于形式和力求统一。

局部地区可根据用电需要、供电半径和经济成本核算,来决定参数和选用设备。

例如电压等级,各国电力公司对供电电压都有一定的标准等级,但根据需要,也可采用一些非标电压来供电。

(2)配电网络没有得到良好的改善,配电线路上分段执行元件未达到一定数量及其性能没有满足免维护、少维护的程度时,配电自动化应采取慎重态度。

可以在某些条件成熟的线路上试用,条件不具备的不要轻易推广,以免造成不必要的人力和资金和损失。

(3)对于选用何种中性点接地方式,我们认为法国的做法值得借鉴。

架空网及架空线为主的配电网应以清弧线圈接地方式为宜,而电缆网还是要采用小电阻接地方式,但是电缆网必须以改成环网供电为前提,否则会降低供电可靠性。

(4)提高配电可靠性的一个关键因素是设备是否可靠,国外几个公司的介绍充分说明这一点。

目前我国设备状况与先进国家相比,有一定差距。

另外,运行和维护人员的水平尚待提高,因此,应该扎实地做好基础工作,一方面从制造角度,尽快提高产品性能、质量和加强运行人员的素质提高,从根本上来提高设备的运行可靠性。

(5)配电网的改造,首先应注意网架结构的合理,要进行优化,并采取环网供电。

网架及电源要有充分的裕度,环网电源宜一主一备并装设故障指示器,尽量缩短故障时间、隔离时间及恢复送电的时间。

配电网络元件不宜采用在线监测装置。

(6) 欧盟各国对电力市场开放非常重视，制定了相关欧盟法律。

欧盟各国根据欧盟指令制定各自的新电力法，以适应整个欧盟的电力市场。

相关法律的制定对电力市场的改革提供了法律保证。

在我国电力行业中，随着厂网分开以后，过去行之有效的规章制度已经难以适应新形势的需要，电网安全稳定运行管理工作面临严峻挑战。

必须尽快建立起与新的电力工业组织结构和管理体制相适应的法律法体系，特别是通过立法明确各市场主体在保证电网安全运行方面的职责。

真正落实电网的统一性，即在电网建设上必须坚持统一规划，必须适度超前建设。

在电网运行上必须坚持统一调度。

在电网安全上必须坚持统一管理，在电网技术上必须坚持统一标准。

妥善处理好发电、输电、配电的分离有利于电网的安全运行、市场竞争的公平性和透明度，有利于降低电力成本和防止资源浪费保护各方利益。

(7) 电价改革是电力体制改革的核心。

为合理反映输、配环节的成本费用及合理的利润水平9保障电网企业的投资回报率从而保证电网的投资来源，使电网的建设与全社会用电需求增长相适应。

大多数市场化国家都在电力改革之初就考虑了上网电价和输、配电价的形成机制。

既考虑电网发展的需要，又考虑给电网企业一定利润空间。

从机上保证了电网企业对输电建设和发展有足够的资金支持。

(8)我们应该借鉴西班牙风电发展的成功经验，积极引进国外的先进技术和理念提高民众对发展风电的认识，加强标准体系建设，加大风电机组技术及并网技术的研发力度，转变过去重视装机容量轻视发电量的习惯做法，把追求速度转变为追求质量，统筹规划，加速电网及配套电源的建设，保障电网安全稳定运行，建立规范有序的风电市场，促进风电持续健康发展。