“巴西电改是成功的”——专访巴西国家电力调度中心（ONS）总裁助理Geraldo Pimentel
eo记者 韩舒淋
在GO15成员国中，巴西或许是电力结构最为清洁的国家——得益于亚马逊流域充沛的水力资源，巴西的装机容量中，约四分之三来自水电，同时巴西也有丰富的光照和充沛的风力资源，新能源开发前景十分广阔。同时也由于水电是巴西的主要电力来源，巴西的电力供应受天气的影响很明显，干旱会严重影响巴西的电力供应。亚马逊的水力资源丰富，人口密度却低，巴西的负荷中心主要集中在东南部沿海城市，这也使得巴西成为全球仅有的几个建设特高压输电网的国家。在电力体制领域，始于90年代末的电力体制改革让巴西电力系统的各个环节都可以充分竞争。巴西国家电力调度中心（ONS）就是电力体制改革催生的产物，作为一个独立、非营利的电网运营者，ONS负责巴西境内电网的调度。在亚马逊流域密布的水电站，也让巴西的电力调度逻辑和其他国家迥然不同：不仅要考虑电网的平衡，也需要考虑整个流域各个水电站之间的平衡。eo专访ONS总裁助理，探寻不太一样的巴西电网运营。
eo：我对巴西电力改革以及ONS的成立过程很感兴趣，巴西是如何完成这个电力改革过程的？
Geraldo Pimentel：全球电力改革始于英国，在撒切尔夫人执政时期开始的，美国在里根政府时期也开始了这一改革。在美国，资本都是私有化的，所以美国电力改革的目标是解除管制，增加竞争。在英国，他们将国有的电力公司进行私有化，只将电网保留为今天国有的国家电网公司。在美国和英国发生的电力改革将竞争引入了电力市场中，因为在这之前，电力是国有的、垄断的行业，大型的国有公司负责发、输、配、售各个环节的业务。随着竞争的引入，这一波电力改革的浪潮也影响了巴西。
在巴西，当试图引入竞争的时候，就有必要让国有的运营商与私人运营商有所区别。美国建立了PJM、CAISO等区域电力市场。欧洲第一步是将输电资产从电网运营商分离出来，但是之后发现一个没有资产的电网运营商很难运作，所以后来又把输电资产和电网运营商合并，比如英国国家电网公司（NG）、法国电网公司（RTE）等等，他们是电网运营商，同时也是输电网的拥有者。
在巴西，此前电力是由联邦层面和地方政府层面的国有公司来运营的，输电资产是大型国有公司所有，比如巴西电力公司（Electrobras）。当巴西决定在电力行业引入竞争时，就需要有一个电网运营者，这个运营者需要在某种程度上跳出市场之外。美国电网的运营和电力市场是一体的，比如PJM既负责运营电网，也要进行交易。巴西改革的结果是将国家电力调度中心（ONS）独立出来，但是ONS没有输电资产，因为国有公司非常强大，不希望把输电业务拿出来。
巴西没有一个完全自由的电力市场，我们不是以日为周期来进行电力交易的，所有的电力交易都必须在售电方和供电方之间签订合同。
有两种客户：普通的客户，比如居民，从配电商购买电力，这些配电商与发电商签订长期购电合同；容量大于3MW的用户，这类用户主要是工业用户或大型商业用户，可以选择从配电商或发电商买电，谈判电价。
我们也有一定数量的电力是没有用合同锁定的，这是电力现货市场交易部分，在巴西的电力市场里，其电量比例是比较小的。不过这部分的电价可能会比较高。
eo：巴西能源研究所（EPE）是负责巴西长期能源规划的部门，在制定长期规划时，其策略是怎样的？未来巴西能源结构会有怎样的变化？
Geraldo Pimentel：EPE会制定20年的战略规划，其中包括长期的技术发展、能源形式等等，是一个战略性质的规划。他们也会制定10年的中期规划，这是一个细分到每一年的规划，这个10年规划对巴西很重要，因为我们的主要能源形式是水力发电，每个水电站的建设周期都比较长，可能有5到10年，所以这个10年规划制定出了10年间每年的发电、输电建设计划。
目前巴西联网的电力系统中，水电装机占到了75%，核电、煤电、油气发电一共占约18%，还有7%是包括风电、光伏、生物质能在内的可再生能源。根据我们的规划，在5年后，水电依然占据主要地位，但是比例将下降到71.7%左右，而风电将迎来快速增长，预计将从目前的2070MW装机增长到10963MW装机，比例从1.7%增长到7.1%。
eo：ONS是1998年成立的，14年过去了，您如何评价ONS在巴西电力结构中的角色？这次改革是否是成功的？
Geraldo Pimentel：对输电系统来说，这个改革的成效非常明显，输电的竞标运作得非常好，我们目前在扩张输电系统的建设中不存在任何问题，有很多公司会参与投标建设。
在发电侧，收效也很好，但是过程会更艰难一些。因为电站必须要获得相关的环境审批文件，有些电站会因为没有获得审批而推迟，有时候由于一些竞标的公司没有获得审批而无法参与，没有足够的参与竞标方，竞标就无法开始。有的时候也有工期延误的问题等等。
不过总的来说，巴西电力改革是成功的。有越来越多的企业参与竞争，规模也在不断扩大。
eo：作为一个电网的运营者，你们是一个独立的非营利组织，这和中国不同，中国的电网调度是在电网公司内部的，那么你们如何协调与发电商和用户的关系？
Geraldo Pimentel：ONS与用户没有直接的关系，我们与输电商有联系，与配电商没有直接的联系。我们与输电商的关系是建立在特定的电网规则之下的。15年前我们改革的第一件事，就是为电力系统中的每个领域制定电网规程（Grid Procedures），包括规划、规模、保护、控制、实时控制、电网接入等等各个领域，我们编制了26个电网规程，这些规程的制定过程参考了各方的意见，然后我们也将初稿提交给相关的各方代理商，参考他们的意见。当然我们不是按照他们的意见来改，只是参考，在此基础上我们制定出了终稿，提交给监管部门，在监管部门通过之后，就成了具有法律效力的文件，我们的运行就是根据这些文件来进行的。
每次对电网规程有所修改的时候，我们都会向监管部门报备，获取他们的审批通过。所以我们需要保持我们的独立，因为我们的运营是基于编制好的电网规程的，而且这个规程也是公开的，所有参与方都能查到。
eo：在发电端，具体如何平衡调度？如何决定哪个电站发电？发多少电？
Geraldo Pimentel：我们根据电网规程研发了优化软件，并且在规程中规定了哪些信息是发电厂必须提供给ONS的，对于电厂的维修状态，我们也有相关数据，我们把这些数据输入软件，软件会计算出哪些发电厂需要出力以及出多少力。比如对水电站来说，软件的算法会根据收集的数据计算出对于整个流域系统最优化的出力方案，而不是对某一个电站最优的方案。在此基础上，也会计算出火电、风电等各种能源形式的出力方案。
eo：这些软件具体是什么？
Geraldo Pimentel：具体而言我们有三种软件。中期规程的软件叫NEWAVE，关注五年的电力发展，以月为周期；短期规程的软件叫DECOMP，关注未来1到6个月的电力发展，以周为周期；日常规程叫DESSEN，关注每天的变化，根据负荷的变化情况而变化。这些软件是ONS的核心。以其中最有名的NEWAVE软件为例，我们每个月给这个软件输入一些数据，包括每个月的负荷预测数据，热力发电的成本、弹性数据，整个系统内水库数据，子网络系统交换限制数据，成本赤字数据等等，然后NEWAVE会根据规程计算出一些结果，包括火力应该出多少力，子网之间应该调度多少电力，中长期发展的新项目边际成本，风险评估等等，并且给短期模型DECOMP输入未来成本函数，这是我们决策的重要依据。这也是非常巴西的一个模型，因为世界上没有其他国家研发出这种优化软件系统，因为也没有别的国家像巴西一样有这么多的水电。
eo：您认为对电网运营者来说，接下来10年面临的最大挑战是什么？
Geraldo Pimentel：我认为是新能源的接入。我们必须保证电网安全稳定，这是调度的基本职能，但是这正受到能源结构变化的影响。各个国家的能源结构都在变化，巴西是以水电为主，但是我们正引入越来越多的火电和新能源，而法国以核电为主，未来也会引入更多风电和光伏。
如果仅仅只是改变能源结构，虽然会对电网带来挑战，但是也还好。但是与此同时，由于新能源的介入，负荷侧的特征也在发生变化，比如光伏可以是集中式的，也可以是分布式的，美国人在研究把光伏组件放在建筑的侧面，如果以后建筑的各个面都覆盖上了太阳能电池板，它不仅仅可以给建筑供电，也可以给电网送电，这是一个革命式的变化。
所以，挑战是在供应侧和需求侧都发生变化的情况下保持电网的安全稳定，这是电力工业发展以来第一次出现这种情况。如果电动汽车在未来8到10年迎来发展，将会带来更大的变化。
eo：在技术领域，接下来10年哪些领域会迎来突破？
Geraldo Pimentel：第一是储能，电池技术会迎来突破，如何减小电池的体积，提高能量密度，电动汽车的续航里程会继续增加。
另外，在电力系统中，电力设备的数量正越来越多，这一方面增强了系统的鲁棒性（指系统在扰动或不确定的情况下仍能保持其特征行为），但是另一方面，系统也因此变得非常复杂，那么相关的微网技术、大数据技术都有很大的发展空间。一方面电网的复杂性是必须的，另一方面，它的复杂性让我们有很多领域可以研究。
eo：您这次也参观了800KV特高压直流换流站，对特高压直流技术您有何看法？
Geraldo Pimentel：在巴西，我们有三条直流特高压线路，两个已经建成，还有一个正在建设。第一个是伊泰普线路，这是30年前开工建设的，电压等级是600千伏。目前我们还在运的有一个600kv的双极直流输电线，这是从亚马逊区域Madeira河的两个水电站组成的复合体向外输送电力，输送容量为6000MW。目前我们也已开工建造800千伏直流特高压，将亚马逊地区的水电输送到巴西南部的负荷中心，输电距离超过2000公里。目前这个新的特高压项目已经做完了可行性研究，它的经济性很好。
不过在巴西，我们面临的一个最大挑战是重新培训专业的人员，因为伊泰普是30年前建造的输电线，现在我们又要重新开始利用这种技术，所以我们需要培训专业技术人员，800kv的特高压技术会是一个新的挑战。
巴西和中国在这个领域的合作很重要，因为目前在全球真正建成直流特高压项目的只有三个国家，中国、巴西和印度。尤其是南网的系统，和巴西的有相似的特点，我认为在这个领域我们可以很好地交流经验。
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