基于持續(xù)負荷曲線,如果以費用為縱坐標(biāo),以每年利用小時數(shù)8760 h為橫坐標(biāo),把電力系統(tǒng)中各種不同發(fā)電機組(如果太多,可以分類,同類的用一種典型機組特性代表)的年費用曲線畫在同一圖上,則可得到類似于圖1的曲線族(上部)。每條年費用曲線與縱軸的交點處的數(shù)值表示年固定成本費用的大小,曲線的斜率表示每發(fā)1度電的(單位)可變成本。在圖中,由年費用曲線的交點可以確定出兩個時間交點。顯然,當(dāng)機組的年利用小時大于第二個時間點時,基荷機組——煤電的年總費用最小。當(dāng)年利用小時數(shù)小于第一個時間點時,則第1類機組——天然氣單循環(huán)最經(jīng)濟。當(dāng)年利用小時數(shù)位于二者之間,第2類機組CC的年總費用最小。
可再生能源并不在這個體系中考慮,仍舊屬于政策驅(qū)動,技術(shù)學(xué)習(xí)的階段。到2020年,風(fēng)電按照裝機2.2億千瓦,利用小時數(shù)200小時,光伏按照裝機1.5億千瓦,利用小時數(shù)1100設(shè)定。水電與核電都是我國電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的重要構(gòu)成。它們的發(fā)展、布局以及運營對社會系統(tǒng)、經(jīng)濟布局、空間規(guī)劃都會有重大影響,外部性非常明顯。因此,水電與核電的發(fā)展在所有國家都往往是政府控制節(jié)奏的電源類型,而不(應(yīng)該)是項目業(yè)主根據(jù)自身的盈利前景進行分散決策,這區(qū)別于宏觀影響并不大的煤電等機組?;诖耍娕c核電的規(guī)模與節(jié)奏外生設(shè)定,根據(jù)政府規(guī)劃設(shè)定為2020年3.1億與5800萬千瓦。
基于扣除這部分非化石能源發(fā)電之后的剩余持續(xù)負荷曲線,通過模型優(yōu)化得到化石能源發(fā)電(主要是煤電與天然氣發(fā)電)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。模擬現(xiàn)實,到2020年,化石能源電力結(jié)構(gòu)仍舊是高度的以煤電為主,天然氣(單循環(huán)與聯(lián)合循環(huán))的裝機容量在1億千瓦左右。這一方面來源于煤電的廉價(并未征收較高的碳稅),更與可再生能源在2020年的份額還不大(不超過15%)高度相關(guān)。
?最優(yōu)結(jié)構(gòu)下的市場電力價格與可再生系統(tǒng)價值?