高嘉，趙岳恒，盧苗

(1.中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司，廣州 510620；2.云南省電力設(shè)計院，昆明 650051)

云南季節(jié)性水電產(chǎn)生原因及時空分布

高嘉1，趙岳恒2，盧苗2

(1.中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司，廣州 510620；2.云南省電力設(shè)計院，昆明 650051)

介紹 “十二五”中后期，云南省金沙江中下游水電集中投產(chǎn)，云南水電裝機(jī)容量和占省內(nèi)電源裝機(jī)比重迅速增加。由于新增水電調(diào)節(jié)性能較差，加之金中直流等配套送出工程推遲投產(chǎn)，導(dǎo)致云南豐水期出現(xiàn)大量季節(jié)性水電盈余。對云南季節(jié)性水電產(chǎn)生的原因進(jìn)行了深入分析，并對 “十二五”末期云南季節(jié)性水電的時空分布進(jìn)行了測算，為消納云南季節(jié)性水電提供參考。

季節(jié)性水電；時空分布；水電消納，西電東送，電力系統(tǒng)規(guī)劃

0 前言

“十二五”中后期，隨著云南三江干流水電集中投產(chǎn)，云南豐水期水電盈余規(guī)模急速增加。2013年在云南電網(wǎng)在來水偏枯、云電送粵增加60億kWh、省內(nèi)用電增加20億kWh的情況下，依然出現(xiàn)了10億kWh左右的調(diào)峰棄水，預(yù)計隨著后續(xù)金沙江中游電站密集投產(chǎn)，2014和2015年云南電網(wǎng)豐水期調(diào)峰棄水壓力將進(jìn)一步增加。文中以2015年為例，對云南季節(jié)性水電產(chǎn)生的原因進(jìn)行了深入分析，對季節(jié)性水電的時空分布情況進(jìn)行測算，為今后制定云南季節(jié)性水電外送及消納方案提供了依據(jù)[1-3]。

1 季節(jié)性水電盈余產(chǎn)生原因

1.1 電源結(jié)構(gòu)不合理

云南省電源以水電為主， “十一五”以來，云南水電裝機(jī)占云南電源裝機(jī)比例不斷提高，2013年隨著龍開口、魯?shù)乩?、溪洛渡等電站集中投產(chǎn)，云南水電占電源總裝機(jī)比例急速增加，達(dá)到73%，預(yù)計2014～2015年云南水電占電源總裝機(jī)的比例將達(dá)到75%以上。

圖1 云南歷史及預(yù)測水電裝機(jī)

云南電源結(jié)構(gòu)不合理，水電裝機(jī)比重過大，而水電豐、枯期出力懸殊，造成云南豐期水電大量盈余，枯期供電壓力較大，豐余枯缺的電力供應(yīng)矛盾嚴(yán)重。這是云南季節(jié)性水電產(chǎn)生的根本原因。

1.2 水電出力特性與負(fù)荷特性不匹配

目前云南已建或在建水電，主要為金沙江中下游、瀾滄江中下游電站以及中小水電。其中到2015年金沙江中下游水電和中小水電裝機(jī)將占云南水電裝機(jī)的70%，該部分水電調(diào)節(jié)特性較差，豐枯電量比例約為80%：20%，豐枯期電量分布懸殊，其中豐期的7～9月水電發(fā)電量占全年水電發(fā)電量的45%左右。豐期水電出力集中，造成水電消納困難。

云南自身需電量呈現(xiàn)枯期多、豐期少的特點，11月～12月份需電量最多，3月～5月為全年需電量的次高峰，豐期6月～9月受降雨較多，工礦企業(yè)停工影響，需電量最少，約為最大月需電量的90%。經(jīng)測算，云南水電出力集中的7～9月全社會需電量僅約占全年需電量的24%左右。

云南水電以調(diào)節(jié)性能較差的金沙江中下游水電和中小水電為主，整體調(diào)節(jié)性能差，豐期出力集中，而同時云南自身需電量下降。云南水電出力特性與負(fù)荷特性不匹配，是造成云南豐期水電大量盈余的主要原因。

1.3 云電外送規(guī)模不合理

2015年云電外送規(guī)模將達(dá)到1 850萬kW，由于在擬定云電外送曲線時，以保證云南枯水年用電需要為主要依據(jù)，而云南枯水年電量盈余僅為平水年電量盈余的65%左右，當(dāng)外送電量按照枯水年來校核時，平水年豐期勢必產(chǎn)生較多的水電盈余。

另外，在制定云南外送電力電量時，為保證新建外送通道一定利用效率，外送最大電力利用小時按照4 500小時左右考慮，而云南水電出力集中位于7～9月，該部分水電利用小時約為2 000小時左右，新建外送通道利用效率要求較高，使得云南豐期大量利用小時較低的水電不能送出。

圖2 云南平水年電量盈余示意圖

1.4 云電外送曲線不合理

云電送粵送電曲線中，豐期送電電量是按照受端廣東電網(wǎng)的負(fù)荷特性擬定的，并沒有考慮廣東電網(wǎng)腰荷方式消納云南水電的能力。如果考慮在廣東電網(wǎng)腰荷方式下，增送云南水電，云電送粵豐期送電平均負(fù)荷率可由82%提高至90%，按照增加外送3個半月 (7月～10月中旬)可減少云南棄水38億kWh左右。云電外送曲線不合理，加劇了豐期水電盈余壓力。

1.5 電源與電網(wǎng)建設(shè)不協(xié)調(diào)

原規(guī)劃2013年建成金中直流送電廣西工程，新增云南送電廣西300萬kW，年送電量135億kWh，其中豐期7～10月送電廣西72億kWh。受金中直流推遲投產(chǎn)影響，2015年原規(guī)劃豐期送廣西電量，需留存云南消納，進(jìn)一步增加了云南水電盈余。電源與電網(wǎng)建設(shè)不協(xié)調(diào)是 “十二五”末期云南水電凸顯的重要原因之一。

表1 原規(guī)劃金中直流送電廣西豐期送電電量

綜上所述，云南電源結(jié)構(gòu)不合理、水電出力特性與負(fù)荷特性不匹配、外送規(guī)模和外送曲線不合理、新建外送通道滯后等因素，造成了 “十二五”末期云南大量季節(jié)性水電盈余。

2 季節(jié)性水電盈余的時空分布

2.1 云南季節(jié)性水電盈余的時間分布

云南豐期水電盈余主要分布在7～9月，本文按照2015年平水年為例進(jìn)行分析，由于2015年8～10月水電集中投產(chǎn)，2015年平水年10月亦有較多水電盈余，則2015年豐期云南共計盈余水電314億kWh，其中8月水電盈余最多，約盈余126億kWh，最大盈余電力約為1 100萬kW。

表2 2015年平水年云南水電盈余逐月分布

根據(jù)云南典型日盈余水電分布情況，按照能否替代火電開機(jī)容量，將盈余水電分為滿負(fù)荷盈余和控制時段外棄水兩部分，其中滿負(fù)荷盈余部分具備24小時滿送能力，控制時段外棄水部分則僅存在于負(fù)荷控制時段以外。本文將具備24小時滿送能力部分定義為 “季節(jié)性水電”，控制時段外棄水統(tǒng)稱為 “小方式棄水”。

圖3 2015年8月云南典型日盈余水電分布

2015年云南季節(jié)性水電235億kWh，小方式棄水79億kWh。

表3 2015年平水年云南季節(jié)性水電逐月分布

2.2 云南季節(jié)性水電盈余的空間分布

對云南省進(jìn)行分片區(qū)電力電量平衡，其中云電送粵電力電量在各自片區(qū)扣除，2015年平水年云南季節(jié)性水電主要分布在滇西北和滇西南地區(qū)，其中滇西北約有160億kWh季節(jié)性水電，季節(jié)性電力750萬kW左右；滇西南約有75億kWh季節(jié)性水電，季節(jié)性電力350萬kW左右。

3 結(jié)束語

文中深入從電源建設(shè)、水電出力、省內(nèi)消納、外送消納等多方面分析了 “十二五”末期云南季節(jié)性水電產(chǎn)生的原因，并以2015年平水年為例，對云南季節(jié)性水電時空分布情況進(jìn)行了分析，為云南季節(jié)性水電外送和消納提供參考。

[1] 云南季節(jié)性水電外送方式研究 [R].2013，12.

[2] 陳漢雄.四川電網(wǎng)季節(jié)性電能外送曲線優(yōu)化 [J].中國電力，2013，12(46)：144-150.

[3] 陳謙，劉世宇.“十二五”期間云南向南方電網(wǎng)送電曲線研究 [J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2011，6(5)：51-54.

The Causes and Spatial and Temporal Distribution of Seasonal Hydro-electricity in Yunnan Province

GAO Jia1，ZHAO Yueheng2，LU Miao2
(1.EHV Power Transmission Company，China Southern Power Grid，Guangzhou 510620；2.Yunnan Electric Power Design Institute，Kunming 650051)

In the mid and late“the 12th 5-year”，with the large hydropower stations on the middle and lower reaches of jinsha river put into production，the capacity and proportion of hydropower increasing dramatically.On one hand the regulation performance of the new hydropower station is very poor，on the other hand the jinzhong DC delivery projects delayed，these result in a large number of seasonal hydro-electricity in flood season in Yunnan Province.To provide a reference for Yunnan hydropower utilization，in this paper，the cause of seasonal hydro-electricity in yunnan are analyzed，and the spatial and temporal distribution of seasonal hydro-electricity in Yunnan was calculated.

seasonal hydro-electricity；spatial and temporal distribution；hydropower utilization；West-East electricity transmission project；power system planning.

TM73

B

1006-7345(2014)05-0028-03

2014-04-14

高嘉 (1982)，男，工程師，從事電網(wǎng)規(guī)劃管理工作 (email)gaojia82＠sohu.com。

趙岳恒 (1983)，男，云南電力設(shè)計院，工程師，從事電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計工作 (e-mail)634433701＠qq.com。

盧苗 (1989)，女，云南電力設(shè)計院，工程師，從事電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計工作 (e-mail)498197903＠qq.com。