電力企業(yè)調(diào)峰優(yōu)化經(jīng)濟補償機制分析

沈方 高靖 王濤 王春生 李占軍 鄧鑫陽

【摘要】在我國東北地區(qū)，熱電企業(yè)追求利潤最大化，導(dǎo)致熱電企業(yè)非低出力運行，給電網(wǎng)公司調(diào)峰帶來了較大壓力，產(chǎn)生了大量“棄風(fēng)”現(xiàn)象和清潔能源的浪費，同時增加了部分環(huán)保壓力，因此從市場制度優(yōu)化的角度解決熱電機組非低出力運行問題勢在必行。以遼寧省供暖電力企業(yè)為研究對象，基于博弈模型分析熱電聯(lián)產(chǎn)情境下的電力企業(yè)經(jīng)濟補償機制，提出調(diào)峰激勵機制，以實現(xiàn)電力企業(yè)的效益最大化。

【關(guān)鍵詞】博弈;熱電聯(lián)產(chǎn);調(diào)峰;低出力運行;激勵機制;經(jīng)濟補償

【中圖分類號】F427[文獻標(biāo)識碼IA 【文章編號】1004-0994（2019）05-0131-6

在我國北方地區(qū)，煤炭、石油以及風(fēng)能資源較為豐富，發(fā)電設(shè)備以大型火電機組為主。北方冬季嚴寒，熱負荷需求較大，裝機機組大部分具備熱電聯(lián)產(chǎn)功能，這種方式可大幅度提高能源利用率，目前遼寧地區(qū)熱電裝機比重已接近七成?，F(xiàn)實情況中，熱電聯(lián)產(chǎn)機組的運行工況受熱負荷約束較大，主要由于目前往往采用“以熱定電”的調(diào)度模式，熱負荷僅由熱電聯(lián)產(chǎn)的熱出力承擔(dān)，確定了熱負荷約束后，熱電機組出力隨之確定，導(dǎo)致機組調(diào)峰能力下降。大量熱電機組因調(diào)峰空間有限、動力不足，造成采暖期上網(wǎng)電量大幅增加，致使電網(wǎng)調(diào)峰困難，大量風(fēng)電、太陽能發(fā)電等新型清潔型能源被棄。“棄風(fēng)”的大量存在從社會成本上來說，降低了資源配置的效率，同時增加了區(qū)域環(huán)保壓力。

因此，如何從制度上協(xié)調(diào)熱電企業(yè)調(diào)峰的動機、更大限度地鼓勵風(fēng)電接入是學(xué)術(shù)界和實務(wù)界都在積極探索的現(xiàn)實問題。熱電企業(yè)調(diào)峰和風(fēng)電接入的本質(zhì)是收益再分配的問題，本文運用博弈論的思想，對參與調(diào)峰的熱電企業(yè)、風(fēng)電企業(yè)及監(jiān)管組織間的利益進行分析，從理論上探索電力企業(yè)調(diào)峰優(yōu)化的補償機制和路徑。

一、電力企業(yè)經(jīng)濟補償機制國內(nèi)外研究綜述

1.熱電企業(yè)調(diào)峰困難及對“棄風(fēng)”的影響。隨著能源消耗、環(huán)境污染等社會問題的凸顯，可再生能源發(fā)電比重越來越高。在我國北方，煤炭等資源較為豐富，原有發(fā)電設(shè)備以大型火電機組為主。近年來，在國家新能源戰(zhàn)略的引領(lǐng)下，風(fēng)電、核電及太陽能發(fā)電等方面發(fā)展迅速[1]。風(fēng)電、太陽能發(fā)電等出力具有隨機性和波動性，增加了電網(wǎng)系統(tǒng)的不平衡和對調(diào)峰服務(wù)的需求，且平衡需求與風(fēng)電滲透率呈現(xiàn)同向變化趨勢，即系統(tǒng)所需的輔助服務(wù)呈現(xiàn)增加趨勢[2]。在以熱電為主體的電網(wǎng)系統(tǒng)中，并網(wǎng)風(fēng)電越來越多，給電網(wǎng)調(diào)峰帶來了更大的壓力，風(fēng)電消納問題也愈加突出。特別是在我國“三北”地區(qū)，“棄風(fēng)”現(xiàn)象越來越嚴重[1，2]。

制約風(fēng)電消納的主要瓶頸是系統(tǒng)調(diào)峰能力，為了彌補系統(tǒng)調(diào)峰能力的不足，諸多省網(wǎng)加強了調(diào)峰電源建設(shè)。北方“棄風(fēng)”問題主要源于電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)峰能力，特別是在冬季供暖期，熱負荷需求大，“以熱定電”的調(diào)度模式導(dǎo)致熱電企業(yè)電產(chǎn)量增加，機組被迫增加出力[3]。近年北方熱電聯(lián)產(chǎn)快速發(fā)展，熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電量比重日益增加，無形中增加了峰荷電廠的調(diào)峰負擔(dān)[4]。大量熱電聯(lián)產(chǎn)機組非低出力運行，造成熱電上網(wǎng)增加，地區(qū)風(fēng)電被棄的比例不斷提高。

2.基于利益最大化的補償機制探索。電網(wǎng)調(diào)峰困難和“棄風(fēng)”現(xiàn)象存在的本質(zhì)是不同發(fā)電主體間的經(jīng)濟利益的二次分配[5]。從博弈角度來看，每個企業(yè)都在追求自身利益最大化。近年來煤價上升，供暖價格固定，熱電企業(yè)收益下降，傾向于隱瞞真實熱負荷需求或虛報機組運行參數(shù)，通過多發(fā)電獲得利潤以彌補效益下降[6]。影響熱電機組運行中出力的因素主要包括熱負荷制約、機組運行極限制約和能耗因素制約等，而非低出力運行的根本原因在于熱電企業(yè)對利潤的追求。北方冬季采暖用戶供熱屬于民生工程，熱電機組在滿足熱負荷需求的基礎(chǔ)上，同時要考慮機組的穩(wěn)定性與經(jīng)濟性。從調(diào)峰技術(shù)來看，可以通過熱電機組停運解決“棄風(fēng)”問題，當(dāng)蒸汽通過減壓降溫用于供熱時，熱負荷低于最低穩(wěn)燃條件下的供熱，這會造成部分成本浪費[7]。調(diào)峰效益可以通過風(fēng)電節(jié)約的煤耗來估計，而調(diào)峰頻度使旁路補償供熱，增加了設(shè)備損耗成本。也可利用蓄電池儲能，通過不同時間段熱能存儲降低熱電比，減少上網(wǎng)電功率，以達到對風(fēng)能的消納[8]。

雖然從理論上可以通過低出力運行降低熱電上網(wǎng)，但現(xiàn)實中由于對利潤的追求，非低出力運行情況非常普遍。部分研究從經(jīng)濟效益和制度角度分析，認為通過風(fēng)火交易，使用風(fēng)力發(fā)電獲取的利潤對熱電企業(yè)進行部分經(jīng)濟補償，并制定制度合理分配利潤，調(diào)動熱電廠主動調(diào)峰的積極性，可在一定程度上減少“棄風(fēng)”現(xiàn)象[9]。為了突破熱電機組“以熱定電”的限制，可以綜合考慮風(fēng)電等新能源與熱電的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，通過供熱期火電機組的啟停與配合為風(fēng)電消納提供空間[10]。熱電低出力與風(fēng)電消納的核心在于補償機制的制度安排與利益分配范圍[11]。

雖然有關(guān)研究提出補償機制以引導(dǎo)熱電廠調(diào)峰來主動地解決風(fēng)電消納，認為通過補償可以實現(xiàn)整體運營的經(jīng)濟性，但是對于如何對調(diào)峰進行補償，尚未得到一致的方法。朱凌志等[12]提出，可按照平均容量成本，通過因調(diào)峰減少的發(fā)電量損失確定補償標(biāo)準(zhǔn)。張國強等[13]對輔助調(diào)峰服務(wù)補償機制進行設(shè)計，認為應(yīng)針對熱電企業(yè)深度調(diào)峰機組超過常規(guī)能力的比率和相應(yīng)時間進行補償，但未區(qū)分峰谷期的影響。陳建華等[14]從大規(guī)模風(fēng)電間歇特性兼顧電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性與安全性方面考慮，建立風(fēng)電功率預(yù)備與電力市場需求的關(guān)聯(lián)模型，并進行計量分析。從當(dāng)前的研究來看，對于如何降低熱電聯(lián)產(chǎn)出力水平、增加電網(wǎng)調(diào)峰空間還未有一致的方式。特別是熱電聯(lián)產(chǎn)中成本分攤方法不同，調(diào)峰成本計算不同，也造成經(jīng)濟補償標(biāo)準(zhǔn)的差異較大。

二、熱電聯(lián)產(chǎn)非低出力運行的經(jīng)濟性分析

熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)將發(fā)電過程中的余熱用于供熱，綜合考慮產(chǎn)出，能夠節(jié)約30%的能源投入，從而提高能源利用效率。由于經(jīng)濟總量制約電力總量消納，熱電聯(lián)產(chǎn)機組“以熱定電”的運行方式會導(dǎo)致上網(wǎng)電量增加，阻礙電網(wǎng)調(diào)峰。而東北的風(fēng)力資源集中在冬季夜間時段，正是電負荷低谷時段和供暖高峰，幾個因素錯位導(dǎo)致電力負荷空間被熱電機組占用，“棄風(fēng)”現(xiàn)象更加突出。熱電上網(wǎng)累加加劇了“棄風(fēng)夕，“棄光”現(xiàn)象，當(dāng)前北方“棄風(fēng)”過高的原因在于“以熱定電”約束導(dǎo)致被迫出力過高，解決“棄風(fēng)”問題的關(guān)鍵在于降低熱電機組的出力水平，并合理分配各熱電聯(lián)產(chǎn)機組的熱負荷份額。

從整體經(jīng)濟性與社會整體利益分析，大規(guī)?！皸夛L(fēng)”一方面導(dǎo)致了風(fēng)電資源的極大浪費，另一方面熱電大量上網(wǎng)又造成能源消耗與環(huán)境壓力。解決風(fēng)電消納問題的核心在于多元主體利益分配機制的建立和健全，即考慮熱電企業(yè)運營中的特殊性，運用多元主體參與和利益再分配的方式，通過棄風(fēng)企業(yè)供電的部分收益彌補熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)的低出力損失，以經(jīng)濟利益引導(dǎo)熱電企業(yè)降低發(fā)電動機，減小調(diào)峰壓力。以遼寧省為例，在經(jīng)濟放緩、電力需求和供電能力存在較大差距的背景下，熱電聯(lián)產(chǎn)導(dǎo)致“棄風(fēng)”率提高，不利于總體電能經(jīng)濟效率，而熱電比重過高也導(dǎo)致污染物排放等環(huán)境成本增加。遼寧省發(fā)改委頒布的《節(jié)能發(fā)電調(diào)度管理辦法》明確規(guī)定了風(fēng)能等可再生能源在各類發(fā)電機組中擁有第一發(fā)電優(yōu)先級。因此，在綜合考慮熱電企業(yè)收益的同時，應(yīng)考慮如何通過技術(shù)、政策手段為政府解決“棄風(fēng)”過高問題。

從發(fā)達國家熱電聯(lián)產(chǎn)、消納“棄風(fēng)”的實踐看，上述問題并非不可解決。如丹麥作為風(fēng)電比重較高的國家（42%），其依靠完善的日前、日內(nèi)電價報價體系，實現(xiàn)了風(fēng)電、火電等多元供電方式的開放市場交易模式，并通過電價中較大比例的稅費和補貼支持新能源發(fā)展，將棄風(fēng)率降至0.2%。這表明通過靈活的經(jīng)營利益動機激勵，可以引導(dǎo)熱電廠、電力運營商等多主體實現(xiàn)穩(wěn)定運營，并保持較高的運營效率。因此，以利益動機引導(dǎo)為思路，運用博弈工具分析如何有效引導(dǎo)熱電企業(yè)降低電出力積極性，減少發(fā)電量，進而解決風(fēng)電消納問題，具有研究價值。

三、熱電聯(lián)產(chǎn)低出力運行的制約因素及現(xiàn)實障礙分析

1.交又補貼效應(yīng)。熱電廠往往由多種不同類型的熱電聯(lián)產(chǎn)機組組成，每個機組的型號、產(chǎn)出能力差異較大，要清晰界定熱電廠的熱電產(chǎn)能并非易事。在實際運行中，首先要保障供暖的持續(xù)安全，以供暖需求（即蒸汽量）供應(yīng)為前提，而產(chǎn)生的電量不在電網(wǎng)調(diào)峰范疇（即優(yōu)先安排熱電機組電產(chǎn)）。熱電聯(lián)產(chǎn)實質(zhì)上是熱負荷與電負荷的合理分配問題，“以熱定電”的模式是建立在能源效率考慮基礎(chǔ)上的生產(chǎn)安排。但實際上，由于供暖屬于民生工程，供暖價格較低且無法根據(jù)市場機制調(diào)整，政府對熱電聯(lián)產(chǎn)機組缺乏財政、稅收等優(yōu)惠扶持政策，通過熱電交叉補貼方式對熱電廠供暖進行彌補，加劇了熱電企業(yè)增加電負荷的動機。而國家通過批復(fù)較高的上網(wǎng)電價進一步加劇了熱電機組增加電產(chǎn)量的動機，給調(diào)峰帶來更大壓力。

2.安全性與經(jīng)濟性。熱負荷和熱電機組運行的極限約束屬于硬性約束，不可變動。從當(dāng)前熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)運行的模式看，其運行極限主要有投油穩(wěn)燃極限和不投油穩(wěn)燃極限，投油穩(wěn)燃極限標(biāo)志著機組運行的安全性，不投油穩(wěn)燃極限標(biāo)著機組運行的經(jīng)濟性。熱電聯(lián)產(chǎn)機組能耗量主要由汽輪機的進氣量決定，而汽輪機的進氣量由機組承擔(dān)的熱負荷及電負荷決定，同時受凝氣量的影響。為實現(xiàn)收益最大化，熱電機組多按照能耗最小的目標(biāo)安排生產(chǎn)。最小能耗生產(chǎn)方式能夠為熱電企業(yè)帶來較高利潤，但無法達到出力最小，無形中抬高了熱電企業(yè)出力下限，造成上網(wǎng)電量增加。

3.利益分配制度。當(dāng)前熱電聯(lián)產(chǎn)機組非低出力運行造成“棄風(fēng)”現(xiàn)象普遍存在，其直接原因是熱電企業(yè)存在較強的追求利益最大化的動機，根本原因是眾多相關(guān)組織間缺乏基于利益合理分配的制度安排。由于東北地區(qū)電源結(jié)構(gòu)較單一，靈活調(diào)節(jié)電源比重低，熱電企業(yè)可以通過低出力運行降低調(diào)峰壓力，以吸納更多的風(fēng)電，節(jié)約能源。而風(fēng)能的隨機性、波動性導(dǎo)致電網(wǎng)公司調(diào)峰成本較高，吸納風(fēng)電意味著收益沒有增加卻增加了調(diào)峰成本壓力和運行風(fēng)險，導(dǎo)致其對吸納風(fēng)能缺乏利益動機，甚至?xí)幸鉁p少對風(fēng)能的吸納，提高自身收益。對于地方政府來說，煤電生產(chǎn)包括熱電聯(lián)產(chǎn)更具價格優(yōu)勢，且能夠增加地方財政收入，其接收外省風(fēng)電的動機不足。而發(fā)電機組發(fā)電量、上網(wǎng)電價由政府部門確定，不同企業(yè)間、機組間喪失靈活調(diào)節(jié)的動力，市場激勵機制建設(shè)缺失也造成當(dāng)前熱電企業(yè)非低出力運行，并導(dǎo)致了“棄風(fēng)”嚴重的現(xiàn)象。

四、熱電企業(yè)調(diào)峰經(jīng)濟補償?shù)牟┺姆治?/p>

1.熱電企業(yè)與監(jiān)審部門間的博弈分析。如上文所述，熱電企業(yè)具有提高上網(wǎng)電量的動機，熱電廠“以熱定電”模式下并非最小出力，并且近年來熱電聯(lián)產(chǎn)快速發(fā)展，熱電廠發(fā)電量積少成多，增加了電網(wǎng)調(diào)峰負擔(dān)。以遼寧為例，熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)數(shù)量多，規(guī)模、技術(shù)水平差異大，為監(jiān)管部門監(jiān)管帶來了難度。監(jiān)管部門由于專業(yè)和精力限制，很難對熱電廠熱、電產(chǎn)量進行準(zhǔn)確監(jiān)控，只能根據(jù)熱電企業(yè)單方面提供的原始數(shù)據(jù)對最小運行進行估算。由于信息不對稱和較高的監(jiān)管成本，造成監(jiān)管效果不佳。熱電企業(yè)與監(jiān)管部門之間的策略選擇是典型的博弈問題，本文擬用博弈論的方法對其進行分析。

熱電企業(yè)為了獲取較高利潤，傾向于違規(guī)增加電力供應(yīng)，假設(shè)熱電企業(yè)選擇違規(guī)的概率為P（0

a

，監(jiān)管部門的監(jiān)管成本為。;④熱電企業(yè)違規(guī)同時被監(jiān)管部門監(jiān)管，對熱電企業(yè)采取F。的懲罰，則熱電企業(yè)收益為R-F監(jiān)管部門監(jiān)管成本為C。根據(jù)不同組合可得出如表1所示的混合策略博弈矩陣。

2.監(jiān)管部門一熱電企業(yè)混合博弈的求解。根據(jù)表1可知，混合博弈的納什均衡取決于各自的預(yù)期收益，現(xiàn)假設(shè)熱電企業(yè)選擇違規(guī)的預(yù)期收益為P，而不違規(guī)的預(yù)期收益為P221由表1可知：

P=q（R-F（1-q）R=R-qF（1）

而P=0，現(xiàn)假設(shè)P=P，則可推導(dǎo)出q*=R/F。因此，當(dāng)q=q*=R/F時，熱電企業(yè)違規(guī)與否的收益是相同的;當(dāng)q*q時，熱電企業(yè)最優(yōu)策略為“違規(guī)”。監(jiān)管部門在進行監(jiān)審行為下預(yù)期收益設(shè)定為S，不進行監(jiān)審情況下預(yù)期收益為S22，則可知：

S=p（F-C）+（1-p）Ca=pF-C（2）

同理可推出，當(dāng)p*>p時，監(jiān)管部門選擇不監(jiān)管更有利;而當(dāng)p*

結(jié)合公式（1）、公式（2）可得出，當(dāng)Fa

且Fa時，（p*，q*）=（F/R/，C/R）為博弈的納什均衡點。但實際上該博弈的最優(yōu)均衡點為（p*，q*）=（0，0），即熱電企業(yè)不違規(guī)，監(jiān)管部門也不監(jiān)管。在實踐中，最優(yōu)點無法達成，電力監(jiān)管部門必須通過頻繁的懲罰力度較大的方式才能保證熱電公司在最小出力下供電，并且要隨著熱電企業(yè)違規(guī)程度不同實行差異化懲罰，即違規(guī)越嚴重，懲罰越嚴厲，否則會助長企業(yè)的投機行為。但熱電企業(yè)數(shù)量眾多，熱電機組技術(shù)指標(biāo)、運力等差異較大，監(jiān)管的難度和成本較大，通過單純監(jiān)管的手段降低熱電企業(yè)上網(wǎng)電量效果有限。

3.熱電企業(yè)與風(fēng)電企業(yè)間的博弈分析。熱電企業(yè)與風(fēng)電企業(yè)作為獨立運營的企業(yè)組織，其經(jīng)營目標(biāo)均是追求自身利益的最大化。正如上文的分析，熱電聯(lián)產(chǎn)非最低出力運行造成上網(wǎng)電量積少成多，在區(qū)域用電量沒有明顯增長的大背景下，給調(diào)峰廠帶來了較大的調(diào)峰壓力。而出于對風(fēng)電企業(yè)供電不穩(wěn)定的考慮，風(fēng)電上網(wǎng)調(diào)峰增加了電網(wǎng)公司調(diào)峰成本和不確定性，因此電網(wǎng)公司更傾向于首選熱電企業(yè)供電，從而造成了大量“棄風(fēng)”現(xiàn)象。從資源配置效率來看，風(fēng)電作為利用可持續(xù)資源的發(fā)電模式，具有節(jié)省能耗、改善環(huán)境的優(yōu)勢，“棄風(fēng)”會造成直接的資源浪費損失。從社會角度來看，熱電供應(yīng)所導(dǎo)致的“棄風(fēng)”發(fā)電量可被認為社會中能源的純損失（風(fēng)電企業(yè)流動成本比重極低，而風(fēng)電企業(yè)在“棄風(fēng)”下的固定成本分攤可以看成是沉沒成本），因為“棄風(fēng)”直接導(dǎo)致可以替代熱電的風(fēng)電被無補償?shù)乩速M，且各主體間沒有環(huán)保因素的約束，造成社會成本加大。而電網(wǎng)公司、熱電公司及風(fēng)電企業(yè)作為追求利潤最大化的企業(yè)，資源浪費和社會成本問題無法通過市場機制自行優(yōu)化，需要政府相關(guān)部門通過新制度的設(shè)計予以解決。

熱電聯(lián)產(chǎn)整體運行復(fù)雜，不同容量機組的運行成本、收益有較大差異，電力成本、收益、利潤及熱電比等指標(biāo)很難量化。因此，在博弈分析中，本文根據(jù)實際情況將各企業(yè)的收益、策略等抽象化，運用抽象的數(shù)字反映彼此的關(guān)聯(lián)和博弈過程。如區(qū)域整體電力需求短期未有增長，熱電企業(yè)與風(fēng)電企業(yè)在現(xiàn)行制度安排下，其電力供應(yīng)是此消彼長的過程，而在缺乏監(jiān)督、懲罰措施的環(huán)境下，熱電公司會通過虛增熱電機組容量增加發(fā)電量，以獲取最大收益。直接造成的結(jié)果是“棄風(fēng)”嚴重，考慮到風(fēng)電企業(yè)的運行成本，其收益為負。從社會角度來看，相對于風(fēng)電熱電企業(yè)增加運力導(dǎo)致能源消耗和排污增加，帶來社會環(huán)境的負效應(yīng)。熱電企業(yè)的博弈策略為“最低出力運行”和“違規(guī)”兩個策略;如暫不考慮收益及風(fēng)險問題，電網(wǎng)公司的博弈策略為“優(yōu)先吸納熱電”和“優(yōu)先吸納風(fēng)電”兩個策略。而風(fēng)電企業(yè)如果可實現(xiàn)充分電量上網(wǎng)，則獲取收益;如因熱電壓力造成“棄風(fēng)”，則損失部分固定成本折舊，收益為負。可見，風(fēng)電公司是否獲取收益取決于電網(wǎng)公司是否優(yōu)先吸納風(fēng)電。

為了研究方便與直觀，在此忽略兩個參與博弈企業(yè)的具體成本收益的多樣性，將熱電企業(yè)和風(fēng)電企業(yè)的收益表示為抽象的數(shù)字，數(shù)字只代表收益大小程度，并沒有真實的含義。

由表2可知，在電網(wǎng)公司優(yōu)先吸納熱電企業(yè)發(fā)電且沒有監(jiān)督制約的制度安排下，不論風(fēng)電企業(yè)選擇哪種策略，熱電企業(yè)選擇“違規(guī)”都是最優(yōu)的策略。如果熱電企業(yè)并非按照最低出力運行，則所帶來的電網(wǎng)整體調(diào)峰空間下降的部分可認為是風(fēng)電企業(yè)的純損失。同時，由于電網(wǎng)優(yōu)先考慮熱電發(fā)電，因此風(fēng)電企業(yè)不管是選擇上網(wǎng)還是選擇“棄風(fēng)”，都將產(chǎn)生損失（只是生產(chǎn)所產(chǎn)生的流動成本損失更大）。在此博弈下，（棄風(fēng)和違規(guī)）為納什均衡點。

由表3可知，若假設(shè)電網(wǎng)公司優(yōu)先吸納風(fēng)電，則風(fēng)電公司不會出現(xiàn)“棄風(fēng)”現(xiàn)象，在此情況下，不論熱電公司選擇最低出力運行還是選擇違規(guī)，風(fēng)電公司都會選擇上網(wǎng)，此博弈納什均衡點為（上網(wǎng)，最低出力運行），這是我們想要的博弈結(jié)果。在當(dāng)前情況下存在的問題有兩個，一是如何有效確定各熱電機組最低出力運行的電產(chǎn)量，二是電力公司優(yōu)先吸納風(fēng)電的潛在增加成本如何化解。因此，還要考慮如何在兼顧熱電企業(yè)與風(fēng)電企業(yè)雙方收益、兼顧經(jīng)濟利益與社會利益的前提下，通過有效的制度安排解決熱電企業(yè)非低出力運行問題。風(fēng)電作為可持續(xù)資源，其發(fā)電在能耗節(jié)約和友好環(huán)境方面具有優(yōu)勢，但是無法通過市場機制得到應(yīng)有補償，如考慮這部分成本，則博弈均衡可能會發(fā)生變化。按照此思路，將熱電企業(yè)的違規(guī)懲罰和社會環(huán)保成本加入博弈分析，如表4所示。

如果根據(jù)情況對風(fēng)電企業(yè)清潔能源使用減輕的社會成本進行補償（補償額為4），對熱電企業(yè)能耗成本較高和違規(guī)懲罰分別給予-2、-2的懲罰，那么此博弈模型的納什均衡點沒有變化，依然是（棄風(fēng)，違規(guī)）?？梢?，如果對熱電企業(yè)收取的能源補償、違規(guī)懲罰金額達不到影響熱電企業(yè)改變策略的程度，則對當(dāng)前熱電企業(yè)非低出力運行問題的解決無實質(zhì)影響。要從根本上解決熱電企業(yè)非低出力運行問題以減少“棄風(fēng)”現(xiàn)象，首先要保障熱電企業(yè)在最低出力運行下能獲取與違規(guī)情況下一致的收益。從政府的角度來說，可通過增加對風(fēng)電企業(yè)給予可再生能源電價附加的比重，提高對風(fēng)電企業(yè)的上網(wǎng)電價補貼，使其具有較大利潤空間對熱電企業(yè)損失進行補償。

五、政策建議

通過博弈分析可以看出，解決熱電企業(yè)非低出力運行所導(dǎo)致的調(diào)峰壓力及“棄風(fēng)”現(xiàn)象的根本在于現(xiàn)有機制、體制的優(yōu)化，即通過市場機制和政府干預(yù)兩種手段，在保障熱電企業(yè)低出力運行及冬季供暖的前提下，自主自動地減少熱電供應(yīng)。根據(jù)實際情況，本文針對不同主體提出如下建議。

1.構(gòu)建以市場機制為核心的發(fā)電權(quán)交易市場。電力公司調(diào)峰問題無法根治主要源于我國電力市場還遠不成熟，我國主要實施標(biāo)桿電價制度，由國家發(fā)改委制定指導(dǎo)定價，每個企業(yè)沒有市場實力參與定價。而每個熱電企業(yè)及風(fēng)電企業(yè)的發(fā)電量也并非企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)能力和收益自行決定，熱電公司“以熱定電”不參與調(diào)峰，多元的制度障礙導(dǎo)致調(diào)峰壓力過大，“棄風(fēng)”嚴重。根據(jù)上文的分析，根據(jù)對熱電公司最低出力運行違規(guī)的抽查次數(shù)來加大對違規(guī)熱電企業(yè)的懲罰，以減弱熱電企業(yè)違規(guī)增加電產(chǎn)量的動機。但從實際效果上看，一方面監(jiān)管部門的監(jiān)管成本過高，且熱電聯(lián)產(chǎn)機組運行較為復(fù)雜，確定最小出力電量也存在難度。因此，應(yīng)更多考慮通過市場機制對熱電聯(lián)產(chǎn)實施經(jīng)濟補償，從被動“控”轉(zhuǎn)為主動“減”的模式。

通過建立風(fēng)電、火電替代交易機制，可考慮采取發(fā)電權(quán)證市場交易模式，即電網(wǎng)公司允許熱電公司將多余發(fā)電權(quán)證通過市場交易方式轉(zhuǎn)讓給風(fēng)電企業(yè)，風(fēng)電企業(yè)因為獲取發(fā)電權(quán)證增加發(fā)電量而增加收益，并將部分發(fā)電收益按照熱電企業(yè)可接受的方案給予經(jīng)濟補償。由火電企業(yè)為風(fēng)電企業(yè)提供較多的發(fā)電空間，熱電公司可獲得協(xié)議約定的經(jīng)濟補償。如果熱電企業(yè)通過發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓所獲取的收益能夠與違規(guī)提高發(fā)電量的收益持平，則能減弱甚至消除其違規(guī)發(fā)電動機，從根本上解決因熱電企業(yè)非低力運行所帶來的調(diào)峰壓力和“棄風(fēng)”問題，并有助于減輕環(huán)境污染，促進區(qū)域能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化。該制度設(shè)計涉及風(fēng)電企業(yè)對熱電企業(yè)的補償額度，如果風(fēng)電企業(yè)發(fā)電利潤無法充分補償熱電企業(yè)，那么政府部門可通過增加再生能源發(fā)電補貼形式對風(fēng)電公司進行適度補償。政府管理部門也可嘗試制度創(chuàng)新，如采取風(fēng)電與熱電企業(yè)間的捆綁上網(wǎng)，自行進行電力峰谷的調(diào)節(jié)、平衡。

2.改變熱電企業(yè)的運營與利潤形成模式。國內(nèi)對熱電機組缺乏補貼、稅收等方面的扶持政策，對熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)實行的“以熱定電、以電補熱”的方式使得電網(wǎng)公司對熱電企業(yè)上網(wǎng)電量不進行調(diào)峰。一方面，默許部分超額電量，強化了熱電企業(yè)加大電力供應(yīng)的動力;另一方面，熱供應(yīng)不具備市場定價權(quán)，導(dǎo)致利潤不穩(wěn)定甚至嚴重虧損。因此，解決熱電企業(yè)的電供應(yīng)超額問題的一個思路是減弱或取消傳統(tǒng)熱電交叉補貼的模式。保障供暖平穩(wěn)是熱電企業(yè)的基本職能，國家可在保障供熱的基礎(chǔ)上，采取煤炭價格補貼等方式，保障供暖企業(yè)供暖本身業(yè)務(wù)的利潤，減少對發(fā)電補貼虧損的依賴。改變“以電補熱”的利潤構(gòu)成模式，適度降低熱電公司上網(wǎng)電價，通過降低上網(wǎng)電價、減少熱電企業(yè)違規(guī)，來增強發(fā)電獲利的動機，降低風(fēng)電對熱電補償?shù)膲毫Α?/p>

3.推動風(fēng)電供暖項目部分替代傳統(tǒng)供熱企業(yè)。隨著技術(shù)的發(fā)展與突破，熱電聯(lián)產(chǎn)與新能源間的矛盾將發(fā)生根本改變。當(dāng)前風(fēng)電技術(shù)越來越成熟，風(fēng)力發(fā)電成本快速下降。具預(yù)測，2020年陸上風(fēng)電成本與2015年相比將下降10%，到2030年將下降24%。未來風(fēng)電等新能源電力將逐漸全面替代傳統(tǒng)熱電，即節(jié)約了能源，又降低了對環(huán)境的污染，是未來我國電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。當(dāng)前熱電企業(yè)最低出力運行所帶來的調(diào)峰問題根本在于電能無法存儲。隨著技術(shù)的完善，風(fēng)電轉(zhuǎn)化為電熱供暖的技術(shù)逐漸成熟，并在實踐中被應(yīng)用。如吉林省有相關(guān)示范項目，通過儲熱式電鍋爐設(shè)備存儲風(fēng)電，并將多余的風(fēng)電轉(zhuǎn)化為供暖，替代了傳統(tǒng)燃煤鍋爐，從而減輕環(huán)境污染壓力，同時大量吸納風(fēng)電，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。從長遠來看，可以推動風(fēng)電供暖項目部分替代傳統(tǒng)供熱企業(yè)。采取熱電鍋爐替代傳統(tǒng)熱電供暖方式，將在處于用電波谷的風(fēng)電用于發(fā)熱并將熱能進行儲存，此方式可以增加電網(wǎng)負荷低谷的用電量，為風(fēng)電并網(wǎng)提供負荷空間，同時減輕熱電企業(yè)“以熱定電”的調(diào)峰壓力，提高風(fēng)電吸納能力。

六、結(jié)論

本文針對遼寧省熱電企業(yè)非低出力運行帶來的調(diào)峰壓力和“棄風(fēng)”現(xiàn)象，運用博弈分析方法對解決熱電企業(yè)非低出力運行的策略進行分析，為解決該問題進行了制度設(shè)計思路上的探索。研究結(jié)論表明，在當(dāng)前情況下，僅通過熱電企業(yè)、風(fēng)電企業(yè)及電網(wǎng)公司三主體的自發(fā)行為很難自行解決調(diào)峰壓力問題，建立三者間有效的調(diào)峰激勵機制是促進熱電企業(yè)低出力運行進而減輕調(diào)峰壓力和減少“棄風(fēng)”現(xiàn)象的前提。

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