美国电网现状概况报告.docx

美国电网评价体系调研报告目录第一章 美国电力工业概况ﻩ1１.1 电力发展背景ﻩ１1．1.1 经济发展状况ﻩ１1.1.2 电力消费状况ﻩ21．1.3 电源分布概况ﻩ５１.2 电网概况ﻩ71．2.1 电网现状ﻩ7１.2．2 电压级别与规模 ９1.２.３ 跨区输电ﻩ11１.3 电力运营机制 131.3.1 电力资产拥有者构成ﻩ１３1.３．2 电网运营机制 15１.３.3　电力监管机制 1６1.4 电力市场发展 1９第二章 美国电网技术性评价 ２12.１ 可靠性方面ﻩ２22.1.1 美国电网可靠性原则层级 ２4２.１.2　ERＣ可靠性原则简介ﻩ242.１．３ NEＲC正在公示的可靠性原则简介ﻩ252.1.4 地区电力可靠性协会原则 252.1.5 美国独立电网可靠性原则 ２6第三章　美国电网经济性评价ﻩ2６3.1 资产管理与评价 2６3.１.１ 资产数据分析决策支持ﻩ2６３.1.2 全寿命周期资产管理ﻩ２73．2 业绩评价 2８３.2.1　成本水平（建设投资成本+平常运维成本） ２83．2．２ 经营效益 (分析财务报表) 28第四章 评价美国电网社会性 28４.１ 需求侧响应的实行ﻩ284.２ 节能减排的措施 2９参照文献 3０第一章 美国电力工业概况1.１ 基本状况1.1.1 经济社会概况美国,全称美利坚合众国（Ｕniｔｅd Sｔaｔeｓ of Ａmerｉcａ),是由华盛顿哥伦比亚特区、５0个州、波多黎各自由邦和关岛等众多海外领土构成的联邦共和立宪制国家，其主体部分位于北美洲中部。

美国中央情报局《世界概况》19８9年至19９6年初始版美国总面积列明 9,37２，61０ kｍ²,19９7年修正为96３万平方公里（加上五大湖中美国主权部分和河口、港湾、内海等沿海水域面积),人口3.１亿，通用英语，是一种移民国家美国大部分地区属于大陆性气候，南部属亚热带气候中北部平原温差很大,芝加哥1月平均气温-3℃,７月24℃；墨西哥湾沿岸1月平均气温1１℃,7月28℃作为全球唯一一种超级大国,美国是一种经济高度发达的国家，经济总量位居世界第一根据世界银行记录数据，美国国内生产总值１4６57８亿美元，占全球20%以上；人口约3.1亿，人均GＤP为4．7万美元美国人口占世界的5％,一次能源消费占世界的23%自20世纪80年代起，美国逐渐进入后工业化阶段,至今已有30年美国的后工业化是一种长期过程，突出地体现为第三产业的迅速发展8０年代以来，国民经济重心向第三产业转移的速度明显加快，制造业重心逐渐向高档技术工业转移根据在美国商务部经济分析局划分,全美可分为八个经济区域中其中，新英格兰、中东部部区和大湖地区共同构成了美国的制造业带，是美国最早实现工业化的地区２0世纪30年代此前，美国大部分的制造业、商业活动等都集中在这一地区，西部和南部则是比较落后的农业区。

二战后,美国政府采用了一系列平衡区域经济发展的措施西部和南部地区抓住美国大量军事工业转为民用的契机，在联邦政府的扶持下迅速发展了宇航、电子等高科技产业，形成了加州的“硅谷”,北卡罗来纳的“三角研究区”等出名的高新技术产业研究生产基地，并同步带动了区域内金融、地产、服务业等行业的发展,实现了区域经济的繁华１9６5年以来相对落后的美国西部和南部地区经济得到了迅速发展，并逐渐拉近了与东北部发达地区的距离以大湖地区和西南地区为例，西南地区GDP总量从60年代局限性大湖地区总量的1/3已经增长到86%1.1.2 电力消费状况 　（1)　电力消费总量与构造,美国净发电量39５０0亿千瓦时，净用电量37２40亿千瓦时初步核定的净发电量为４１200亿千瓦时，净用电量3884０亿千瓦时随着经济构造的调节,美国用电构造变化较大工业用电比重不断下降，商业和居民生活用电比重上升,见下表２）人均电力消费美国的人均ＧDP水平居世界前列,人均电力消费也达到了相称高的水平，在80年代末人均用电量已经超过１万千瓦时国内目前人均电力消费313２千瓦时，仅相称于美国50年代水平从时间上看,美国人均用电从３0０0-5000千瓦时,花了时间（１9５６-１9６5年)；从人均5０00-８000千瓦时,花了9年时间（196６-1９74年)；从人均８000-10000千瓦时,花了时间（1975－19８6年）。

从各区域来看,美国人均电力消费存在很大差距人均用电量至少的三个区域分别是新英格兰、中东部和西部地区，均在100００千瓦时/人如下,这三个区域也是平均电价水平最高的地区人均用电量最高的是东南部地区,超过1500０千瓦时/人，由于这一地区是美国人口最汇集的区域,因此拉高了美国的整体人均用电量3) 电力消费弹性从电力消费弹性系数的变化看，在上世纪70年代此前,美国的电力弹性系数远不小于1，其中5０-6０年代高达２.38尽管这一时期美国已经实现了第三产业在国民经济中占优势地位,第三产业占比57.６%,第二产业占比35.6%,但建筑、汽车、石油、钢铁等高耗能工业迅速发展拉动了电力消费的迅速增长直到80年代，美国电力消费弹性系数才低于１,为0.95,此时美国国民经济重心向第三产业转移的速度明显加快,进入后工业化时期90年代后来，由于制造业继续向海外转移,工业用电比重不断下降，-电力弹性系数只有0.29电力弹性系数的下降一方面是由于美国的产业构造不断调节，附加值较高的第三产业比重不断增长；另一方面,美国的电气化水平已经很高,生产生活中电器已经大量普及,随着技术的进步,高耗能、高耗电产品逐渐退出市场，更减缓了电力消费的增长。

１.1.3 发电状况,美国发电装机容量10.276亿千瓦，人均发电装机容量３.3千瓦自1950年以来,美国装机容量增速逐渐增长,近年来维持在1％年增长左右自以来，美国人均发电装机容量始终保持在3.３千瓦左右随着美国发电装机容量增长，火电装机持续增长其中煤电装机规模自19８９年以来保持平稳,在3亿千瓦左右;油电装机规模有所下降，目前局限性0.6亿千瓦;天然气发电装机规模在前后浮现大幅攀升,目前超过4亿千瓦美国装机构造见下图，可见,天燃气装机容量比例达37．2４％,已经超越煤电美国电源装机构造分布比例美国的电源分布与其人口分布格局相似，在东部、五大湖区、西南和西部沿海人口稠密地区,电源分布相对密集,体现出了“就地平衡”的布局特点由于各区域能源资源禀赋和资源价格不同,导致了电源构造的差别美国是最早发展分布式发电的国家之一，在１９７8　年颁布公共事业管理政策法后,正式开始推广建设分布式能源系统美国的分布式能源在的装机为９57万千瓦,到已经增长超过1倍，达到20９9万千瓦，占全国总装机容量的2.11%由于天然气价格上涨，美国工业用大容量天然气分布式能源机组（容量为2万千瓦以上）被限制发展，商业、社区和居民用的天然气分布式能源成为发展重点。

美国政府筹划到,有一半以上的新建办公或商用建筑采用分布式热电冷三联产；同步1５％的既有建筑改用热电冷三联产在美国，分布式发电站被定义为从几千瓦到3万千瓦之间的发电装置不小于２万千瓦的分布式发电站一般在本地安装,运用燃气轮机的热电联产装置,同步供电供热2万千瓦或更大的电站常常与电网连接，并与现行的电力系统和本地电网同步运营目前,美国的分布式发电装置以天然气运用为主，风电正从分散式发展向集中开发、远距离输送过渡既有１20 多种风电管理机构互相间配合来平衡不同地区的风电发展、输送、运营等问题为此，美国鼓励风电场在地理分布上更为分散，盼望可以借助更大的电网规模获得更多的其她发电资源,以平滑风电出力不稳定问题1.2　电网概况1.２．１ 电网现状美国电网在初期是由私有和公有公司根据各自的负荷和电源条件构成的一种个孤立电网随后在互利原则的基本上通过双边或多边合同、或联合经营等方式互相联网,同步运营，逐渐形成了目前美国的三大联合电网,即东部、西部和得克萨斯联合电网,3个区域电网重要通过直流背靠背联系，运营频率均为６０HZ东部电网和西部电分别与加拿大电网并网运营,西部的加利福利亚电网和南部得克萨斯电网与墨西哥电网连接。

如下图所示东西部电网以洛基山脉为界西部电网涉及亚利桑那州、新墨西哥州、加利福尼亚州、科罗拉多州、爱达荷州、蒙大拿州、内华达州、俄勒冈州、犹她州、华盛顿州、怀俄明州和加拿大的阿尔伯特省和不列颠哥伦比亚省西部电网从加拿大西部经美国西部延伸到墨西哥的下加利福尼亚州,电网供电区域较广，除了都市电网，其她区域电网比较松散，运营方面的最大挑战是长距离输电下的如何保持电网的稳定西部电网，西部电网230kV以上线路９.５万公里,覆盖美国６150万人口,年消费电量5852亿千瓦时东部电网覆盖美国东北大部，除东部各州及阿拉斯加州和夏威夷的其她州外,还涉及加拿大的萨斯喀彻温省、明尼托巴省、安大略省和魁北克省，是美国规模最大并且联系最紧密的电网，运营方面的最大挑战是线路的功率越限东部电网通过６条直流联系线与西部电网相联,通过2条直流联系线与德州电网相联，通过四条联系线和一套变频变压器与魁北克电网相连东部电网２30千伏以上线路１5．５万公里,覆盖美国21595万人口,年消费电量２94１0亿千瓦时德州电网覆盖德州大部，电网频率为６0赫兹德州电网与西部电网通过直流背靠背工程联网;与东部电网通过两条直流联系线互联;与墨西哥电网(非北美联合电网)通过一条直流线路和一套变频变压器互联。

德州电网２３0千伏以上线路１.4万公里,覆盖2384万人口,年消费电量约27５０亿千瓦时加拿大魁北克电网覆盖魁北克大部，与东部电网通过四条直流联系线和一套变频变压器互联目前魁北克电网通过直流线路、直流背靠背站和7６５kV超高压线路向美国境内的新英格兰控制区和纽约控制区输电１.2.2　电压级别与规模20世纪５0年代到70年代,美国经济迅速发展，电力消费年均增速达到8．６%用电量和用电负荷的迅速增长，带动发电机制造技术向大型、特大型机组发展，在此基本上建立的大容量和特大容量电厂,由于供电范畴扩大，越来越向远离负荷中心的一次能源地区发展大容量、远距离输电的需求,使电网电压级别迅速向超高压345、５00、７6５kV发展１9，美国建成第一条１1０kＶ输电线路;通过，于１923年建成投运第一条２30ｋV线路；1954年,美国建成第一条345　kＶ线路；１９６4年,建成第一条50０kV线路;1９６9年,建成７6５ kV线路由于美国电网状况较复杂,又以私营为主,因而电压级别从 110 ｋV　到 765 kV 多达 8 级交流输电最高电压为 765 kV美国在超高压输电方面，重要发展345,500kV和765kV电压级别的输电线路。

　美国的配电电压与输电电压同样趋向高压化替代以往的４kV 系统,目前以１２　kV和13 ｋV系统为主体，此外尚有采用33kV、３4.5 kＶ和6９kV电压级别的家用配电方式一般采用一相三线的120/2４0 V供电方式1995年以来,美国重要输电区域的230千伏及以上电网规模基本处在稳定状态从１995年2４.1５万公里增长到的2６.38万公里，增长9%,年均增长0．7４％美国２３0千伏及以上输电线路构造，见下表美国电网重要联系线以345kＶ和500ｋV电压级别为主,美国电网最大负荷7.8亿千瓦1990年以来最大负荷变化见下图1990年，电网最大负荷５.５亿千瓦，-维持在7亿千瓦左右,后来超过7.５亿千瓦 美国1990年以来年负荷率处在。