电力经济学第一章概述.ppt

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1、第一章 概 述王 雁 凌,内 容,1、电力商品特性2、电能的生产和销售过程的演变 3、电力工业的发展4、电力经济学研究的问题,1、电力商品特性,1.1 电力商品的物理特性 1.2 电力商品的经济特性1.3 电力商品的社会特性,1.1 电力商品的物理特性,（1）不可存储性电力商品无法存储，其生产、输送、消费必须瞬间完成。电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。,1.1 电力商品的物理特性,（2）电力供给与需求必须实时平衡系统有功功率平衡遭到破坏，则系统频率就会发生相应变化，由于所有设备都是按系统额定频率设计的，系统频率质量的下降将影响各行各业，而频率过低时，甚至会使整个系统瓦解，造成大面积停电。

2、系统无功功率平衡遭到破坏，则会导致系统的电压质量下降，当电压偏移过大时，会影响工农业生产产品的质量和产量，损坏设备，甚至引起系统性的“电压崩溃”，造成大面积停电。,1.1 电力商品的物理特性,（3）电能需要通过电网传输电网是传输电能的物理载体，电能的传输必须通过电网，这是电能区别于其它商品的重要特点之一，输电和配电系统是电力系统运行必不可少的环节。,1.1 电力商品的物理特性,（4）对电能质量要求严格电能质量的好坏指电源电压的大小、频率和波形是否满足要求。,1.2 电力商品的经济特性,（1）稀缺性经济学上的稀缺性是指在某一特定时间和空间里，特定资源的总体有限性相对于人类欲望无限性及欲望的无限增

3、长而言，特定时间和空间里的有限资源远小于人类满足欲望的总体需求。电能是一种稀缺的商品电能是二次能源，需要一次能源转化；电力产业投资规模巨大，而且投资回收期长，具有自然垄断性，进入壁垒高，决定了电能的生产规模不能无限扩大；电能的不可存储性，决定了电能不可大量存储，在电能需求旺盛时期，供需矛盾突出。,1.2 电力商品的经济特性,（2）需求弹性小与需求多变性电力商品需求弹性小，一般的消费者需求数量不会随着电力价格的上涨或下降而有显著的改变。消费者对电力的需求带有较大的随机性，这使电力需求在一年内不同时期甚至一天中的不同时刻都有很大的不同。电力需求的多变性则要求电力企业在满足供应的同时，要通过需求侧管

4、理或其他途径如提高错峰能力来平衡供需。,1.2 电力商品的经济特性,（3）资产专用和资本密集性无论是发电设施还是输电、配电设施都具有较强的资产专用性，除了某些热电联产设施可以既用来发电，又用来供热以外，一般很难转做他用。电力产业投资规模巨大，而且投资回收期长，具有明显的资本密集性特征。据中国电力企业联合会统计数据显示，2008年我国电力基本建设投资完成额达5763亿元，其中，电源完成投资2879亿元，电网完成投资2885亿元。电力设施一旦建成投入使用，就形成巨大的固定资本沉淀性，这种巨大的固定资本沉淀性，是影响电力产业进入和退出壁垒的重要因素。,1.2 电力商品的经济特性,（4）自然垄断性由于

5、电力产业投资量大，投资回收期长，电力的生产需要大量的固定设备，使固定成本非常大，而可变成本相对很小，平均成本在很高的产量水平上仍是下降的。因此最先进入的企业生产规模越大，成本就会越低，这必然具有把生产规模扩大到独占市场的趋势。如果垄断企业已存在，任何新的企图进入该产业的企业，必然面临较高的壁垒，无法与垄断企业展开竞争。但是自然垄断特性并不是一成不变的，它具有阶段性、地域性的特点，也就是说在一定时期一定范围内的自然垄断产业可能随着技术的发展和需求的变化而改变。,1.2 电力商品的经济特性,（5）外部性外部性是指一个经济主体的行为对另一个经济主体的福利所产生的效应，而这种效应并没有通过货币或市场交

6、易反映出来。电力产业的负外部性主要是环境外部性问题火力发电对不可再生能源的消耗对大气的污染水电工程对生态环境的破坏、影响核事故以及核废料的处理对环境所造成的灾难性破坏等。,1.3 电力商品的社会特性,（1）准公共物品特性根据物品是否具有竞争性和排他性，可以把物品划分为私人物品、公共物品和准公共物品。私人物品在消费或使用上具有两个特征：一是竞争性，如果某人已消费了某种物品，则其他人就不能再消费这种物品；二是排他性，只有购买物品的人才能消费物品，没有购买的人则无权消费物品。如果只在使用上不具有竞争性那么就是准公共物品。电力产品是介于公共物品和私人物品之间的准公共物品：需要购买才能使用，具有排他性，

7、但是在一定条件下并不具有竞争性。电力产品具有准公共物品的特性要求政府介入或干预电力产品的生产，以避免市场经济下追求自身利润最大化的企业难以保证电力这种准公共物品的提供。,1.3 电力商品的社会特性,（2）对国民经济影响重大电力产品被公认为是关系国计民生的必需品，电力工业是国民经济的重要基础产业部门和整个社会基础结构中的主要组成部分，对经济的持续快速健康发展和人民生活的改善发挥着十分重要的促进和保障作用。首先，在现代社会经济生活中，电力工业和交通运输、邮电通讯、钢铁、石油等部门一起构成各行各业和任何一种经济活动赖以进行的物质技术基础。其次，电力与食品、住宿、服装、交通工具一样，构成现代社会人民生

8、活和社会再生产的物质技术基础。,1.3 电力商品的社会特性,（3）清洁能源、使用便捷电能是二次能源，相比其它终端消费的能源（例如煤炭、石油和天然气），电能具有使用效率高、无环境污染的优点，是最清洁的能源形式。,2、电能的生产和销售过程的演变,2.1 发电+零售电一体化 2.2 发电+配电+零售电一体化 2.3 发输配售电一体化 2.4 发输配售电一体化+独立发电商 2.5 发电输电配电+售电 2.6 发电输电配（售）电售电,2.1 发电+零售电一体化,首台商业发电机运行，是通过低压供电线路直接向邻近的照明用户供电，没有输电网和配电网的概念。这时的电能生产和销售模式为：发电+零售电一体化投资和运

9、营管理。在电力工业发展的初期，发电厂都建在电能用户附近，电厂的规模很小，一般都是孤立运行的。那时，发电用的燃料主要用煤炭，从煤矿运煤到位于用户附近的电厂，需要支付相当数量的燃料运输费。,2.2 发电+配电+零售电一体化,随着电力用户的增加，供电范围的扩大，逐渐形成了配电网络；相应的电能生产和销售模式为：发电+配电+零售电一体化投资和运营管理,2.3 发输配售电一体化,由于电能易于传输、使用便捷又清洁，需求增长迅速，电气化促进了工业化和现代化，进而使电能成为准公共商品和必需品，需求量巨大。电力负荷分布和水力、煤炭资源分布不均衡以及环境约束，需要大量地远距离输送电能；高电压与绝缘技术的发展和大容量

10、发电机组的出现，实现了远距离输电。电力工业迅速发展，高压输电网形成，相应的电能生产和销售模式演变为：发电+输电+配电+零售电一体化投资和运营管理，简称“发输配售电一体化”；政府对电力公司授权在其所属地区供电专营。,2.3 发输配售电一体化,20世纪60年代，随着电力工业生产规模的不断扩大，分属于不同电力公司的电网间开始建设互联输电线路。电网互联的效益主要体现在：减少总备用容量的比重互为备用 可以采用高效率的大容量机组 可充分利用水电厂的水能资源减少总负荷的峰值错峰 提高供电可靠性紧急事故支援,2.3 发输配售电一体化,与此同时，经济学中的边际成本理论被应用于发电生产调度电力系统经济调度思想。不

11、同供电专营区的电力公司之间从自身经济利益出发，根据等耗量微增率准则，进行电力交易。至此，电能生产和销售模式仍然为：发输配售电一体化。,2.4 发输配售电一体化+独立发电商,20世纪70年代初，美国石油危机。当时，美国发达地区的发电机组大多为燃油机组，为了解决发电燃油供应不足而造成的电力供不应求问题，美国出台了一系列政策，包括：允许非政府授权供电专营的电力公司之外的投资者，投资建设独立发电厂（主要是燃煤电厂），要求电力公司必须收购独立发电商生产的电能；需求侧管理（峰谷电价等）；燃油成本与电价联动政策等。于是，在美国，电能生产和销售模式演变为：发输配售电一体化+独立发电商。,2.5 发电输电配电+

12、售电,20世纪80年代，欧美国家开始对垄断行业进行私有化改革；1990年4月，英国对英格兰和威尔士地区的电力工业管理体制进行重组，将原有一体化的发电资产和输电网资产分离，分别组建发电公司和电网公司，实行市场化运行。而英国的配售电公司原来就是独立运营的，至此，延续近百年的发输配售电一体化电力体制彻底改变，在英国以及后来实行电力市场化改革的欧洲国家，电能生产和销售模式演变为：发电输电配电+售电。,2.6 发电输电配（售）电售电,实行电力市场化的国家开始给予电力大用户选择用电选择权，即准许电力大用户与发电企业直接签订双边购售电合同，准许电力零售商进入电力市场，继而所有电力用户都具有了选择供电商的权利

13、，电能生产和销售模式演变为：发电输电配（售）电售电。,3 电力工业的发展,3.1 电力技术及电力工业的发展历程 3.2 电力工业的特点 3.3 电力市场化改革,3.1 电力技术及电力工业的发展历程,电力技术的发明、电力工业的建立至今已有100余年的历史。20世纪工程技术的划时代成就之一就是电的日益广泛应用。电气化的程度也成为现代化最显著的标志。,3.1 电力技术及电力工业的发展历程,1799年意大利物理学家伏特研制出电池1831年，法拉第发现电磁感应原理，奠 定了发电机的理论基础。1866年，维西门子发明了励磁电机1870年，比利时发明家格拉姆改进发电 机，供给工厂电弧灯用电。1875年，巴黎

14、北车站建成世界上第一座火电厂，安装经过改装的格拉姆直流发电机，供附近照明用电。,3.1 电力技术及电力工业的发展历程,1879年，在旧金山建成了世界上第一个商用发电厂，有两台发电机，供22盏电弧灯用电；1879年，在法国巴黎和美国的克利夫兰和俄亥俄州都先后装设了电弧路灯。1879年，爱迪生与斯旺同时发明了优越于电弧灯的碳丝白炽灯，开辟了大量采用电照明的道路。,3.1 电力技术及电力工业的发展历程,1882年1月，英国第一个商用发电厂在伦敦建成。1882年7月，中国第一个商用发电厂由英国人在上海建成。1882年9月，爱迪生在纽约建成世界上第一座较正规的发电厂，装有6台蒸汽机带动的直流发电机，共9

15、00马力（1马力=0.735kw），通过110V电缆供电，最大送电距离1.6km，供6200盏白炽灯照明用，采用了熔丝、熔丝盒、切断器、开关、断路器以及爱迪生后来发明的电表，形成了初步的电力工业技术体系。,3.1 电力技术及电力工业的发展历程,1884年，英国工程师帕森斯发明了高速的反动式汽轮机，带动发电机发电，它是电力工业采用汽轮机发电机组的开端。1881年，卢西恩高拉德和约翰吉布斯取得“供电交流系统”专利，美国发明家乔治威斯汀豪斯买下此专利，并以它为基础于1885制成交流发电机和变压器，并于1886年建成第一个单相交流送电系统，1888年又制成交流感应式电动机。,3.1 电力技术及电力工业

16、的发展历程,1891年，在德国劳芬电厂安装了世界第一台三相交流发电机，建成第一条三相交流送电线路。三相交流电的出现克服了原来直流供电容量小，距离短的缺点，开创了远方供电的新局面，并应用于除照明外的电力拖动等各种用途。1894年，尼亚家拉大瀑布的水电厂建成，三台5000马力发电机。,3.1 电力技术及电力工业的发展历程,1896年采用交流输电至布法罗，相距35km，这次送电成功使得交流电的优势迅速被确认，并取得统治地位。电力的广泛应用，电力需求的增加，促使电力技术和电力工业进一步向高电压、大容量机组、大规模电网方向发展。高压输电、大型汽轮发电机、大型水轮发电机应运而生，迅速发展。,3.1 电力技

17、术及电力工业的发展历程,1960年，美国制成50万kW汽轮发电机；1963年制成100万kW双轴汽轮发电机；1973年，美国将BBC公司制造的130万kW双轴汽轮发电机投入运行。1971年，原苏联将单轴80万kW机组投入运行；1980年，在科斯特罗姆火电厂单轴120万kW机组投入运行，这是世界上唯一的一台单轴最大机组。,3.1 电力技术及电力工业的发展历程,上个世纪50年代以后，各国还充分开发水电；到60年代末，西欧国家、美国、日本便于开发的水能资源大都已全部开发。水能资源丰富的前苏联、北欧国家、加拿大以及新发展的中、南美洲国家仍继续开发水电。,3.1 电力技术及电力工业的发展历程,第二次世界

18、大战期间开发的核技术为电力提供了新的能源；1954年前苏联首先制成一台5000kW的核电机组1957年、1959年美国先后建成了压水堆和沸水堆发电机组加拿大则发展了重水堆发电机组。,3.1 电力技术及电力工业的发展历程,高电压输电方面瑞典于1954年首先建成第一条380kV输电线美国、加拿大等欧美国家相继使用330345kV输电系统1964年，美国建成第一条500kV输电线路原苏联也于1964年完成了500kV输电系统1965年，原苏联建成400kV直流输电线路1965年，加拿大建765kV输电线路1989年，原苏联建成一条世界上最高电压1150kV、长1900km交流输电线路。,3.1 电力

19、技术及电力工业的发展历程,近十几年来，随着能源日益紧张，发电机组越来越朝着高效节能的方向发展，燃气蒸汽联合循环机组以及可再生能源发电机组等的开发与应用方兴未艾。随着电子技术、电子计算机技术和自动化技术的发展，电力工业自动化迅速发展。以大机组、大电厂、高电压、大电网、高度自动化为特点的现代化电力工业在不同的国家已经形成或正在形成。,3.2 电力工业的特点,3.2.1 公用事业3.2.2 技术密集的行业3.2.3 资金密集型行业,3.2.1 公用事业,不论是公有还是私营，都必须取得当地政府的批准才能开业;划定营业范围，在同一营业范围内，只允许一家电力企业经营，既所谓的“天然的垄断”;世界各工业发达

20、国家的电力工业，都是由小型分散经营走向集中经营。作为公用事业，电力企业的电费一般采取成本加成电价，由政府有关部门或由议会组织的专业委员会的批准才能变动，而不象一般商品一样，价格依据市场供求关系决定。,3.2.2 技术密集的行业,现代电力系统规模日益庞大，必须实行高度自动化。各国电力工业一般都实行严格的统一调度。在正常情况下，实行全系统的经济调度，随时保持电力供需平衡；事故状态下，遵照统一调度，使事故影响缩小在最小范围。,3.2.3 资金密集型行业,在美国、日本以及很多国家，电力工业都是资产最大的行业。据日本统计，在各行业中，电力行业的固定资产占其总资产的92%，而其他行业（如化工、制造、冶金等

21、）只占45%左右。电力行业的初投资巨大，意味着进入这一领域的门槛很高，也成为已有电力企业保持“自然垄断”地位的原因之一。,3.3 电力市场化改革,发达国家认为国有的垂直垄断电力行业缺乏激励机制是造成效率低下、电价居高不下的主要原因，同时认识到电力资源和其他资源一样，可以通过市场进行有效的配置。20世纪80年代末以来，在经济全球化趋势的推动下，各国经济日趋开放，以引入竞争为标志的电力行业市场化改革也在全球范围内开展，打破了传统的电力工业管理理念和运作模式。,3.3 电力市场化改革,电力市场化基本遵循了两条逻辑曲线，即“自由化”和“私有化”。自由化是指放松管制，打破垂直一体化的垄断体制，谋求电力市

22、场自由化，从竞价上网到逐步开放输电网和配电网，将单一购买模式，转向批发竞争和零售竞争，逐步加大市场竞争力度；私有化则是打破公用事业的传统理念，将国有发电和配售电企业向国内外投资者进行转让和拍卖，使其实现产权关系上的多元化与民营化。,4、电力经济学研究的问题,4.1 经济学研究的问题4.2 电力经济学研究的问题,4.1 经济学研究的问题,经济学研究中的最基本问题是资源配置问题，具体包括：生产什么？生产多少？如何生产？为谁生产？,4.2 电力经济学研究的问题,随着电能生产和销售模式的演变，电力工业发展由技术主导，逐步变为经济主导，电力经济分析理论应运而生。,4.2 电力经济学研究的问题,需求预测与

23、分析中长期短期超短期4.2.2 投资经济分析（项目评价）在哪儿投资？新增什么类型的机组？等,4.2 电力经济学研究的问题,4.2.3 销售电价（政府）定价理论与需求侧管理分类定价两部制、峰谷、丰枯分时电价、实时电价可中断电价、可靠性电价电力公司准许收入管制市场定价机制上网电价输配电价辅助服务销售电价与电力营销策略,4.2 电力经济学研究的问题,4.2.5 系统经济运行与电力交易机制机组组合经济调度发电计划辅助服务计划检修计划电力监管市场效率评价市场力监管市场风险监管供电安全监管输配电价监管（电网企业监管）,4.2 电力经济学研究的问题,4.2.7 发电竞争策略投资组合策略报价策略4.2.8 风险分析和管理理论在电力市场中应用,