譚 嘯， 尹 林 果

(國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司，四川 成都 610041)

水電運(yùn)營

關(guān)于大渡河上游電站電量消納的思考

譚 嘯， 尹 林 果

(國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司，四川 成都 610041)

大渡河上游雙江口等電站原規(guī)劃通過阿壩―綿陽特高壓輸電通道接入四川主網(wǎng)，同時(shí)建設(shè)雅安—綿陽特高壓。但隨著雅武特高壓送出工程的取消和四川電網(wǎng)消納供大于需形勢加劇，這種規(guī)劃的依據(jù)已經(jīng)發(fā)生了較大的改變。在新形勢下，若繼續(xù)按照此方式進(jìn)行大渡河上游電量消納，相當(dāng)于較大的新增電站參與分?jǐn)傒^少的川內(nèi)用電量增長，必將帶來川內(nèi)既有存量電站的棄水增多，也會帶來新投電站發(fā)電即棄水的嚴(yán)重現(xiàn)象。

大渡河上游電站；電量平衡；開發(fā)及送出；建議

0 引 言

近年來，受水電新能源裝機(jī)容量快速增長，市場需求增速放緩，外送通道嚴(yán)重不足，國調(diào)機(jī)組留川電量大幅增加以及受端省市接納意愿減弱等因素的影響，四川電力市場形勢嚴(yán)峻，全川水電的棄水問題越來越嚴(yán)重。同時(shí)，因?yàn)檎{(diào)度關(guān)系的不同，川內(nèi)棄水主要由省調(diào)電站承擔(dān)。大渡河流域各站是省調(diào)電站的骨干電源，占據(jù)著大比例份額，棄水尤其明顯。

亡羊補(bǔ)牢，為時(shí)不晚。在大渡河流域下游電站棄水嚴(yán)重的情況下有必要對上游在建乃至前期電站消納問題進(jìn)行思考，以防出現(xiàn)上游電站投產(chǎn)及嚴(yán)重棄水的局面以及上游投產(chǎn)加劇下游棄水的情況出現(xiàn)。

1 四川省“十三五”電力電量平衡狀況

1.1 四川電力結(jié)構(gòu)及發(fā)電情況

截至2016年12月底，全省發(fā)電裝機(jī)9 108萬kW，同比增長5%。按照調(diào)度關(guān)系劃分，其中：國調(diào)裝機(jī)2 310萬kW，西南分部調(diào)度裝機(jī)330萬kW，四川省調(diào)裝機(jī)5 247萬kW，地方調(diào)度裝機(jī)1 221萬kW。

四川省調(diào)裝機(jī)5 247萬千瓦中：水電3 699萬千瓦，占70.5%；燃煤機(jī)組1 202萬千瓦，占22.9%；天然氣、垃圾、風(fēng)、光發(fā)電等機(jī)組占6.6%。

2016年省調(diào)機(jī)組發(fā)電量累計(jì)1 507.1億kWh，同比增加1.8%，其中水電完成發(fā)電量1 216.6億kWh，同比增加7%。火電完成發(fā)電量213.64億kWh，同比減少23.31%。省調(diào)機(jī)組平均利用小時(shí)為3 007小時(shí)，同比減少383 h，其中：水電為3 457 h，同比減少308 h。

2016年全社會用電量2 101億kWh，同比增長5.5%。

近年來，隨著四川水電高速增長，在用電需求增速放緩的背景下，隨電源結(jié)構(gòu)變化以及錦屏、官地、向家壩、溪洛渡等電站枯期留川電量增加，四川電網(wǎng)供需局面已由多年來“豐余枯缺”變化為“豐裕枯余”，即在現(xiàn)有外送通道情況下豐期電力電量仍然大量富余，枯期若電煤供應(yīng)不發(fā)生異常，電力電量也將有余。

1.2 “十三五”電力供需情況

1.2.1 “十三五”新增發(fā)電能力預(yù)測

據(jù)四川能源協(xié)會研究成果：

水電：“十三五”期，四川將投產(chǎn)水電裝機(jī)1 637萬kW，到2017年底，四川省水電裝機(jī)將達(dá)到7 715萬kW，到2020年，四川全省水電裝機(jī)將達(dá)到8 642萬kW。

火電：四川省“十三五”期間退役20萬kW以下火電機(jī)組總計(jì)100萬kW，新增裝機(jī)470萬kW，凈增裝機(jī)370萬kW。預(yù)計(jì)到2017年底，四川省火電裝機(jī)約為1 608萬kW；到2020年，四川全省火電裝機(jī)約為1 943萬kW。

新能源：“十三五”規(guī)劃建成投產(chǎn)風(fēng)電裝機(jī)300萬kW，投產(chǎn)太陽能光伏發(fā)電36萬kW。預(yù)計(jì)2017年風(fēng)電和太陽能總裝機(jī)將達(dá)到256萬kW，其中風(fēng)電裝機(jī)226萬kW，太陽能裝機(jī)30萬kW。2020年風(fēng)電和太陽能總裝機(jī)將達(dá)到451萬kW，其中風(fēng)電裝機(jī)401萬kW，太陽能發(fā)電裝機(jī)50萬kW。

綜合上述，“十三五”新增發(fā)電能力2 343萬kW。主要包括：金沙江攀枝花河段金沙、銀江電站(各投產(chǎn)部分機(jī)組)，觀音巖電站；雅礱江兩河口、牙根一級、楊房溝電站；大渡河雙江口、金川、巴底、黃金坪、安谷電站，猴子巖、長河壩、硬梁包、沙坪二級、下爾呷、巴拉、達(dá)維電站。

1.2.2 “十三五”用電需求預(yù)測

結(jié)合用電量歷年變化情況，設(shè)置“十三五”期間四川省GDP年均增長速度8%(高方案)、7.5%(中方案)、7%(低方案)三種方案，參考全國用電情況進(jìn)行需求分析。具體采用電力消費(fèi)彈性系數(shù)法進(jìn)行測算。

四川省2000—2015年16年彈性系數(shù)均值約為0.86，“十二五”期間電力消費(fèi)彈性系數(shù)為0.6，明顯低于全國水平。“十四川省2000—2015年16年彈性系數(shù)均值約為0.86，“十二五”期間電力消費(fèi)彈性系數(shù)為0.6，明顯低于全國水平。“十三五”電力消費(fèi)彈性系數(shù)暫考慮為0.75-0.85。

根據(jù)GDP增長率及電力消費(fèi)彈性系數(shù)，可以測算用電量增長率為高水平6.8%、低水平5.25%，由此可以計(jì)算出規(guī)劃年份的用電量，2020年四川省全社會用電量高水平為2 946億kWh，低水平為2 738億kWh。

1.2.3 “十三五”省內(nèi)電力電量平衡分析

豐期(5月-10月)，枯期(11月-12月、次年1月-4月)。水電豐枯比2:1，火電豐期按最小開機(jī)考慮，枯期在優(yōu)先利用風(fēng)電、光電和水電的情況下，補(bǔ)充系統(tǒng)不足電量，風(fēng)電和光伏發(fā)電年利用小時(shí)數(shù)分別按2 000 h和1 700 h考慮。

豐期外送電量按目前外送通道送電能力190億kWh考慮，枯期未考慮外購電。川內(nèi)電力平衡情況如下：

表1四川省電量平衡匯總表(枯水，用電增長率5%)

經(jīng)過上述分析，可以定性的看出，十三區(qū)期間在現(xiàn)有外送通道下，四川基本上處于棄水越來越多的趨勢。

2 四川水電現(xiàn)有調(diào)度關(guān)系及主要電力企業(yè)經(jīng)營情況

目前，四川電力主要存在國調(diào)、網(wǎng)調(diào)、省調(diào)和地調(diào)四種調(diào)度關(guān)系。國調(diào)機(jī)組2 310萬kW，包括官地、錦屏、向家壩、溪洛渡等，執(zhí)行國家計(jì)劃，通過川電外送三大直流輸電線路直接外送。國調(diào)機(jī)組也參與四川電力市場，但留川電量量價(jià)齊保，且不參與省內(nèi)調(diào)峰調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用。網(wǎng)調(diào)機(jī)組即國網(wǎng)西南分部調(diào)度，目前是二灘電站330萬kW，主要是送重慶和留川。四川省調(diào)裝機(jī)5 247萬kW。地調(diào)裝機(jī)約1 221萬kW，主要是小水電，相對自由發(fā)電，不參與調(diào)峰調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用。

省網(wǎng)統(tǒng)調(diào)電站承擔(dān)調(diào)峰調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用等輔助服務(wù)功能，且必須執(zhí)行四川省富余電量、留州電量等各類降價(jià)政策。2016年，四川省在省調(diào)燃煤機(jī)組按最小運(yùn)行方式發(fā)電且在來水偏枯的情況下，四川省調(diào)水電機(jī)組裝機(jī)棄水電量超過380億kWh，棄水壓力基本全部由省調(diào)水電承擔(dān)。2016年省調(diào)水電機(jī)組利用小時(shí)為3 457小時(shí)，分別比國調(diào)機(jī)組和地方水電機(jī)組分別低1 666小時(shí)和1 884小時(shí)。

3 大渡河流域開發(fā)及送出

大渡河干流從足木足河到岷江匯合口規(guī)劃建設(shè)梯級水電站28座，容量約2 700萬kW，截至目前已投產(chǎn)黃金坪、瀘定、大崗山、龍頭石、瀑布溝、枕頭壩一級、深溪溝、龔嘴、銅街子、沙灣及安谷共11座電站，裝機(jī)1 274.7萬kW，占四川水電總裝機(jī)的18.4%,占省調(diào)水電總裝機(jī)的34.46%；在建雙江口、猴子巖、長河壩、沙坪二級及硬梁包共5座電站，裝機(jī)776.4萬kW(猴子巖、長河壩、沙坪二級在2017年上半年部分機(jī)組投產(chǎn)，其余12座電站正開展項(xiàng)目前期工作。

大渡河流域電力主供四川電網(wǎng)，余量參與川電外送。大渡河中游電站(長河壩260萬kW、黃金坪85萬kW、瀘定92萬kW，硬梁包120萬kW，大崗山260萬kW、猴子巖170萬kW，共計(jì)987萬kW)規(guī)劃通過1 000 kV雅武特高壓送出，雅礱江兩河口、楊房溝等電站也通過甘孜—雅安送出。

表2 大渡河干流梯級水電開發(fā)概況

大渡河上游雙江口、金川、安寧等電站及甘孜州北部電源通過阿壩～綿陽特高壓輸電通道接入四川主網(wǎng)。同時(shí)建設(shè)雅安—綿陽特高壓。

大渡河下游電站瀑布溝、深溪溝、枕頭壩共同出線，通過眉山東坡變電站接入四川主網(wǎng)。龍頭石接入雅安變電站。沙坪電站通過樂山南天變電站接入主網(wǎng)。龔嘴、銅街子通過220 kV線路接入四川主網(wǎng)。

但隨著雅武特高壓送出工程的取消，原有規(guī)劃被打破，同時(shí)原計(jì)劃2015年投產(chǎn)的2回雅安—樂山—重慶1 000 kV交流特高壓線路也未動工，致使猴子巖、長河壩、黃金坪、大崗山等水電工程送出卡口問題嚴(yán)重。

目前長河壩、黃金坪水電站電能通過康定500 kV變電站4回線路送至成都崇州500 kV蜀州變電站。大唐集團(tuán)長河壩、黃金坪、國電集團(tuán)猴子巖、華電集團(tuán)瀘定水電站均通過康定500 kV變電站送出至蜀州變電站，使“甘康”區(qū)域內(nèi)通過康定變送出的電源裝機(jī)達(dá)到798.1萬kW(合計(jì)22座水電站)，而根據(jù)電網(wǎng)相關(guān)運(yùn)行安全約束條件，康定至蜀州500 kV變電站的4回線路現(xiàn)有輸送能力僅為300萬kW，最大為320萬kW，該斷面內(nèi)總負(fù)荷受限將達(dá)到57%至63%。在該斷面內(nèi)水電站面臨“發(fā)的出，送不出”的局面。

雅武交流特高壓輸變電工程暫取消后，大崗山的電力送出改接到500 kV雅安變電站，而該變電站500 kV輸電斷面安控策略表限值為460萬kW，之前已有負(fù)荷約360萬kW，雅安變嚴(yán)重過載，導(dǎo)致大崗山電站及其他匯集電站卡口嚴(yán)重。

4 四川電網(wǎng)外送情況

目前四川電網(wǎng)與西北電網(wǎng)和華東電網(wǎng)形成±500 kV—±800 kV的多電壓等級、共4回直流的聯(lián)網(wǎng)規(guī)模。

5 建 議

5.1 在新形勢下，需要開創(chuàng)性的思考大渡河上游電站電量消納

按照相關(guān)資料分析，全國電力形勢平衡分析的結(jié)果是，華中區(qū)域十三五期間清潔用能壓力較大。同時(shí)，按照國家能源十三五規(guī)劃，需要明確消納市場后方可開展送出線路論證。按此思路，關(guān)于雙江口等上游電站送出建議爭取上游梯級水電站打捆規(guī)劃建設(shè)1 000 kV的西電東送專用通道。不再按照阿壩—綿陽1 000 kV特高壓線路，以避開擁堵受限的川內(nèi)電網(wǎng)。

表3 四川電網(wǎng)外送情況及規(guī)劃

具體送出走向可分為兩種分別探討：一是北上與青海、甘肅新能源聯(lián)網(wǎng)送出至華北電網(wǎng)，目前西北新能源消納繼續(xù)受到高度重視，國家正在考慮多種送出規(guī)劃；二是東進(jìn)經(jīng)廣元直至華中電網(wǎng)南陽、襄陽等供應(yīng)緊張區(qū)域。

5.2 打捆專線送出

(1)該區(qū)域資源豐富，數(shù)量較大，滿足專線外送體量需要。阿壩州西部水電資源豐富，足木足河流域干流梯級規(guī)劃裝機(jī)容量190萬kW、支流水電35萬kW；綽斯甲河干流梯級103萬kW、支流水電47萬kW；此外，該地區(qū)有大渡河干流雙江口、金川、安寧、巴底、丹巴5梯級電站共504萬kW，以及梭磨河梯級和金川境其它支流水電約40萬kW。綜上所述，該地區(qū)各大中小型水電容量共約900萬kW。

此外，在大渡河以西，阿壩州西部、甘孜州北部水電、太陽能、風(fēng)電及雅礱江上游部分水電裝機(jī)需通過該通道升壓送出，總?cè)萘考s為230萬kW。

上述超過1 000萬kW裝機(jī)與雅礱江中游、向家壩、溪洛渡等專線送出有過之而無不足。

(2)電站調(diào)節(jié)性能強(qiáng)，具有保障外送能力。

超過1 000萬kW裝機(jī)包括水、風(fēng)和光伏機(jī)組，其中水電機(jī)組較多，且雙江口是年調(diào)節(jié)電站，上游各站聯(lián)合調(diào)度，水風(fēng)光互補(bǔ)，可以較好的滿足外送保障需求。

(3)不管是北上還是東進(jìn)都避開了地震及眾多自然保護(hù)區(qū)，無明顯制約因素。

原規(guī)劃線路阿壩—綿陽地處眾多崇山峻嶺和臥龍等各級自然保護(hù)區(qū)之中，建設(shè)困難，造價(jià)較高。更為不可預(yù)測的是阿壩—綿陽線路須經(jīng)過龍門山地震帶，2017年6月疊溪大滑坡等充分說明了地震區(qū)地質(zhì)的復(fù)雜性。而不管是北上還是東進(jìn)線路都避開了地震帶，雖然也存在自然保護(hù)區(qū)，但是數(shù)量較少，此外按照北上方案，地勢也較為平坦。

6 結(jié) 語

通過上述分析，可以看出未來5年，川內(nèi)消納形勢仍舊嚴(yán)峻，川電不出川永遠(yuǎn)無市場。在水電基地消納方面，大渡河基地送出規(guī)劃及消納明顯滯后。在西電東送方面，四川地處中部通道，還有較大空間。

大渡河上游雙江口等電站原規(guī)劃通過阿壩―綿陽特高壓輸電通道接入四川主網(wǎng)，同時(shí)建設(shè)雅安—綿陽特高壓。但隨著雅武特高壓送出工程的取消和四川電網(wǎng)消納供大于需形勢加劇，這種規(guī)劃的依據(jù)已經(jīng)發(fā)生了較大的改變。在新形勢下，若繼續(xù)按照此方式進(jìn)行大渡河上游電量消納，相當(dāng)于較大的新增電站參與分?jǐn)傒^少的川內(nèi)用電量增長，必將帶來川內(nèi)既有存量電站的棄水增多，也會帶來新投電站發(fā)電即棄水的嚴(yán)重現(xiàn)象。

TV211.1+4；TM723；F713.3

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1001-2184(2017)06-0112-04

2017-11-07

譚 嘯(1986-)，男，湖北宜昌人，助理工程師，長期從事電力生產(chǎn)及電站送出工程協(xié)調(diào)管理工作；

尹林果(1981-)，男，年出生，河南鄧州人，工程師，碩士研究生，現(xiàn)就職于國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司，主要從事電力營銷及市場管理工作.

卓政昌)