1 电力工业概况
巴西是拉丁美洲面积最大的国家,位于南美洲东部。面积 854.7 万 km2,居世界第 5 位。1999 年人口 1.639 亿。1999 年底,巴西电网由4个大的联网电力系统和 300 多个孤立的小系统组成;总装机容量6100万kW,其中93%为水电;总发电量为3300亿kW.h;230~750 kV 交流线路和 ±600 kV 直流线路总长64000km。根据目前规划,未来 10 年巴西电力装机将翻一番;火电装机容量将是现有装机的 3 倍;4 个联网系统进一步加强联系;进一步发展新的国际联网;新增 230 kV 及以上电压等级输电线路 20 847 km;预计新增发电投资 220 亿巴西币,约为 111 亿 美元,新增输电投资 107 亿 巴西币( 34.5 kV 及以上),约为 54 亿美元。
2 电力工业改革
2.1 逐步实现私有化
巴西在 90 年代初有各种电力公司 39 个,包括发电公司 1 个,发电和输电合一的公司 4 个,发电、输电和配电合一的公司 9 个,配电公司 25 个,在 39 个公司中有 10 个为私有公司,占 25.6%;到2000 年 10 月巴西有电力公司 62 个,其中 44 个为私人公司,占 71%;按业务划分,涉及发电业务的 26 个,私人占 58%;涉及输电业务的 16 个,私人占 6%;涉及配电和零售业务的 40 个,私人公司占 70%。
2.2 建立新的电力工业管理体制
(1) 政府通过法律和政策及规划进行指导,国家对电力管理的最高部门是国家能源政策委员会(CNPE),在CNPE下面有矿产能源部(MME)和能源秘书(SEN),能源秘书领导一个规划机构(CCPE)负责提出电力发展规划,指导电力工业发展。规划机构的工作人员根据规划工作的内容由有关部门临时组建,对CCPE负责,如巴西联网规划机构就有FURNAS电力公司的人员参加。
(2) 成立了独立的监管机构(ANNEL),负责电力市场技术和经济方面的监管工作,约有200人,设在首都巴西利亚。
(3) 成立了独立的国家电力系统运行者(ONS)。1998 年 10 月巴西国家电力系统运行者(ONS)成立,1999 年 3 月 1 日正式运作。ONS的主要职责是:运行国家联网系统(SIN),管理国家输电网络。主要目的是:保持由于协调运行可以得到的综合效益和保证电能供应质量,为电力行业各机构之间公平和公正竞争创造条件。ONS的股东由 61 家包括发电、输电、配电、零售、电力进口商、电力出口商、电力市场的自由用户、用户委员会、矿产能源部、伊泰普电力交易代理商等电力公司和部门组成。其最高决策机构是股东大会,在 21 000 个投票权中,发电商和用户占 9 000 个,输电公司占 3 000 个。在股东大会下设管理委员会,在管理委员会中,发电商有 7 个委员,用户有 7 个委员,输电有 4 个委员,政府即矿产能源部有 1 个委员,但其有 1 票否决权。在管理委员会下设执行委员会。可见ONS的管理和决策十分复杂,达成一致非常困难,但保证了ONS的独立公正。
从 1999 年开始,由管制机构授权,ONS对巴西的电力系统进行统一调度。ONS分为中心办公室(设在里约热内卢),国家控制中心(设在巴西利亚)和 4 个地区的控制中心,共有人员约 500 人。公司每年从发电、配电等公司收取费用约 6 000 万 美元。公司工作包括:制定运行规划,对未来 5 年内的负荷需求预测评价,优化资源和电网运行分析,包括年运行规划、季电力研究、月运行计划和电网分析等;制定发电计划,根据发电申报的可利用率和网络技术,按预计的负荷,对水、火电厂按每 30 min 排定发电计划;负责系统运行,对电力系统的运行进行监控;负责输电服务和输电合同的管理,输电的统计,输电设施的检查等,输电费用按容量计价,平均每月约 1 美元/kW;对电网发展和改造计划提出建议,根据可靠性和保证电网连续运行的需要,对电网加强和扩大的必要性进行评价,进行联网研究和评价等。ONS工作上与CCPE衔接,ANEEL负责审批和核准。
由于水电资源丰富,巴西电力系统水电占 93%,有 43 个大型水库,水电群的调节性能好。长期以来,巴西的电力系统调度考虑了水电比重大的特点,积累了较为丰富的经验,形成了实现资源优化配置的经济合理的调度规则,其调度的顺序为:每条河的梯级水电站联合调度;同一流域的所有梯级水电站联合调度;跨流域的所有梯级水电站联合调度;跨区域的所有水电站联合调度;所有水电站群和火电站的联合调度。在水电站群调度中,考虑了水电工程的防洪等综合利用要求,由国家水利管制机构通过管制条文实现。在 1975~1998 年,由 18 家公司组建的联合调度协调小组进行联合调度,1998 年以后则由ONS调度。经估算,采取上述调度规则实现联合调度,与水电站单独调度相比,水电的能量利用率提高约 24%,按目前电价计算,可增加 45 亿 巴西币(约 22 亿美元)的收入,具有巨大的经济效益。
(4) 成立了独立的电力市场运行和管理机构(MAE),负责电力市场参与者之间的电力交易和结算。设在圣保罗。所有的发电公司、电力批发商、小型用户、配电公司,以及依泰普水电站的代理商等,可以通过MAE实现售电,也可以互相之间直接售电,目前双边协议占 85%~90%。
3 FURNAS电力公司
FURNAS电力公司在巴西的电力工业体制改革中具有一定的代表性,它目前仍是由国家通过ELETROBRAS电力公司控股,国家对ELETROBRAS电力公司拥有 98% 的股份。FURNAS目前仍是一家拥有发电、输电和配电业务的公司,拥有电站 9 个,装机 908 万 kW,输电线路包括交流 138~750 kV 和直流 ±600 kV 线路共 17 218 km。公司有规划、建设、环境保护、工程设计、技术经济可行性研究等部门。公司职能是项目建设管理、输电运行管理、维护等。
4 依泰普水电站
依泰普水电站是目前世界已经建成的最大水电站,装有 18 台 70 万 kW 的机组,总装机容量 1 260 万 kW。电站由巴西和巴拉圭 2 国联合开发,由 2 国联合组建的合营公司运营。依泰普水电站在水电开发和水能利用方面有 3 大优点:(1) 水电站调节性能好,水能利用率高。依泰普水电站除了本身具有调节库容达 190 亿 m3的大水库外,上游还有很多大型水库,调节性能优越,水能利用率高,电站保证出力达到 930 万 kW,年发电量 750 亿 kW.h,年利用小时数近 6 000 h。(2) 开发任务单一,发电效益大。水电站以发电为主,基本没有下游防洪和灌溉任务,没有航运要求。(3) 水库淹没损失和移民少,环境得到很好保护。淹没主要为森林地区,人烟稀少。电站建设和运行中非常重视环境保护,在环境教育、自然和生态方面做了大量的工作,沿水库周边特别征用了 200 m 宽的土地,建成专门的环境保护带,实现森林再造计划。
依泰普水电站由于分属巴西和巴拉圭 2 个国家,巴拉圭的频率为 50 Hz 与巴西的 60 Hz 不同,同时巴拉圭又不需要伊泰普的电力。在这种情况下,伊泰普的送出工程采用了 8 回 500 kV 线路送出,其中 4 回为 50 Hz 交流,4 回为 60 Hz 交流, 8 回 500 kV 出线分别走不同的路径,在两岸走线,然后汇集在电站附近的一个换流站与升压站合一的地点,换流站与升压站在电气上没有联系。4 回 50 Hz 的线路通过换流变压器变成直流,再通过两回 ±600 kV 的直流线路直送 1 000 km 之外的负荷中心圣保罗。4 回 60 Hz 的 500 kV 线路升压到 750 kV,再通过 3 回 750 kV 线路同样送往圣保罗方向,但在中途建有一个变电站和一个开关站,兼顾了沿途供电。