(長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司, 湖北 武漢 430010)
安徽省下滸山抽水蓄能電站位于安慶市境內(nèi)菜子湖水系主要支流大沙河中游,大沙河發(fā)源于大別山東南麓,匯流面積1 396 km2,河道長(zhǎng)度 90.8 km,平均比降 2.4‰。
上水庫(kù)位于下滸山水庫(kù)工程壩址上游 3.6 km處大沙河中游左岸山頂,主要淹沒(méi)區(qū)屬安慶市桐城市青草鎮(zhèn),上庫(kù)壩址匯流面積 1.77 km2,多年平均流量為 0.042 m3/s。下水庫(kù)為2015年開(kāi)工在建的下滸山水利樞紐工程水庫(kù),位于安慶市潛山縣源潭鎮(zhèn)境內(nèi)大沙河中游處,壩址控制流域面積422 km2,多年平均入庫(kù)流量 10.7 m3/s,工程開(kāi)發(fā)任務(wù)以防洪、灌溉、供水為主,兼顧發(fā)電。
下滸山抽水蓄能電站工程上庫(kù)正常蓄水位475 m,死水位448 m,調(diào)節(jié)庫(kù)容為1 661萬(wàn)m3,設(shè)計(jì)洪水位 475.88 m,校核洪水位 476.15 m,總庫(kù)容2 218萬(wàn)m3;下庫(kù)下滸山水利樞紐工程水庫(kù)正常蓄水位115 m,死水位90 m,調(diào)節(jié)庫(kù)容為 1.282億m3,設(shè)計(jì)洪水位 115.7 m,校核洪水位117.69 m,總庫(kù)容1.96億m3。下滸山抽水蓄能電站擬裝設(shè)4臺(tái)單機(jī)300 MW的立式混流式水泵水輪機(jī)組,預(yù)計(jì)年均抽水電量 40.7億kW·h,年均發(fā)電量 30.5億kW·h。
下滸山抽水蓄能電站工程屬一等大(1)型工程,額定水頭349.5 m,最大揚(yáng)程與最小水頭比為1.2,距高比約 3.83。上水庫(kù)主壩采用混凝土面板壩,壩頂高程480 m,最大壩高74 m,壩頂長(zhǎng)727 m;副壩采用土工膜心墻壩,壩頂高程473 m,最大壩高18 m,壩頂長(zhǎng)300 m;采用混凝土連接墻連接主壩、副壩;引水系統(tǒng)及尾水系統(tǒng)主洞均采用兩機(jī)一洞的布置,均布置有2條主洞,輸水系統(tǒng)軸線總長(zhǎng)約1697.6~1 728.9 m;地下廠房系統(tǒng)采用中部開(kāi)發(fā)方案,布置于左岸山體中,距上庫(kù)主壩右壩肩約430 m;下水庫(kù)出(進(jìn))水口位于下滸山水利樞紐工程壩址上游約4 km處。
根據(jù)現(xiàn)階段投資匡算,按2017年6月價(jià)格水平,下滸山抽水蓄能電站工程靜態(tài)投資約 56.21億元,單位千瓦靜態(tài)投資4 684元,與近2 a同地區(qū)其他在建、規(guī)劃抽水蓄能電站工程單位千瓦靜態(tài)投資水平相當(dāng)。工程裝機(jī)容量1 200 MW,具有周調(diào)節(jié)性能,建成后主要承擔(dān)安徽電網(wǎng)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用任務(wù),可提高安徽電力系統(tǒng)的調(diào)峰能力,進(jìn)一步改善電網(wǎng)的供電質(zhì)量,維護(hù)電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行,工程效益顯著。
我國(guó)抽水蓄能電站建設(shè)起步較晚,1968年建成的河北崗南抽水蓄能電站,裝機(jī)容量11 MW,1975年北京密云抽水蓄能發(fā)電站投運(yùn),裝機(jī)容量22 MW。隨著改革開(kāi)放,我國(guó)逐步發(fā)展成為世界貿(mào)易大國(guó)和制造業(yè)大國(guó),經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高對(duì)電力能源的需求迅猛加劇,電力系統(tǒng)對(duì)具備儲(chǔ)能、調(diào)峰填谷功能的抽水蓄能電站的需求更加迫切。20世紀(jì)90年代和21世紀(jì)初,國(guó)內(nèi)抽水蓄能電站建設(shè)經(jīng)歷了2次發(fā)展高潮,截至2015年底,已建與在建抽水蓄能電站47座,投運(yùn)裝機(jī)規(guī)模約23 000 MW,在建裝機(jī)規(guī)模約11 000 MW。據(jù)水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃,“十三五”期間國(guó)內(nèi)抽水蓄能電站開(kāi)工規(guī)模約60 000 MW。
建設(shè)實(shí)踐積累的技術(shù)和工程經(jīng)驗(yàn),使我國(guó)抽水蓄能電站設(shè)計(jì)、制造和建設(shè)水平達(dá)到世界先進(jìn)水平之列。運(yùn)行水頭方面,目前國(guó)內(nèi)已建的西龍池抽水蓄能電站運(yùn)行水頭達(dá)640 m(裝機(jī)規(guī)模1 200 MW);裝機(jī)容量方面,在建的豐寧、仙居抽水蓄能電站機(jī)組裝機(jī)容分別為400 MW與375 MW,在建其他大型抽水蓄能電站主要為300 MW級(jí)別機(jī)組;裝機(jī)規(guī)模方面,最大的為在建的豐寧抽水蓄能電站,工程一期、二期合計(jì)裝機(jī)容量3 600 MW。據(jù)水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃,我國(guó)在“十三五”期間將實(shí)現(xiàn)400 MW級(jí)、700 m級(jí)超高水頭超大容量抽水蓄能機(jī)組設(shè)計(jì)制造的自主化,以及研發(fā)變速抽水蓄能機(jī)組。
鑒于抽水蓄能電站的容量效益、調(diào)峰填谷節(jié)煤的靜態(tài)效益,以及事故備用、調(diào)頻調(diào)相、黑啟動(dòng)、提高電力系統(tǒng)可靠性及穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)效益,下滸山抽水蓄能電站的建設(shè)將對(duì)安徽電力系統(tǒng)乃至華東電網(wǎng)起到重要作用。
據(jù)《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》,“十三五”期間,華東地區(qū)除本區(qū)域常規(guī)電源及核、風(fēng)、光等新能源的投產(chǎn)外,還將新增外來(lái)電力38 000 MW,遠(yuǎn)距離大規(guī)模輸電需要華東電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行靈活、反應(yīng)快速的良好動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性支撐電源,下滸山抽水蓄能電站具有優(yōu)越的調(diào)峰、填谷功能,運(yùn)行方便靈活、可用率及啟動(dòng)成功率高、啟停快速,具有調(diào)頻、調(diào)相、系統(tǒng)緊急事故備用等功能,有利于穩(wěn)定電網(wǎng)周波、提高電網(wǎng)的電壓合格率水平,有利于華東電網(wǎng)對(duì)新能源和外來(lái)電力的消納,從而保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定性和可靠性。
安徽電網(wǎng)是以火電為主的電網(wǎng),截至2013年底,安徽省各類電站總裝機(jī)容量39 331 MW,其中,火電35 967 MW,占比 91.45%,常規(guī)水電1 136 MW,抽水蓄能1 680 MW,風(fēng)電492 MW,其他56 MW。據(jù)預(yù)測(cè),2020年安徽省需電量和最大負(fù)荷為2 470億kW·h、46 000 MW,2025年需電量和最大負(fù)荷為3 380億kW·h、63 000 MW。根據(jù)目前負(fù)荷預(yù)測(cè)成果及電源投產(chǎn)計(jì)劃, 據(jù)2025年電力盈虧平衡計(jì)算成果顯示,全省電力空間為20 163 MW,仍需增加新投電源以滿足用電需要;2025年調(diào)峰容量平衡成果顯示,安徽電網(wǎng)夏季和冬季最大峰谷差為24 570 MW和23 431 MW,根據(jù)安徽電網(wǎng)以火電為主的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),按煤電經(jīng)濟(jì)綜合調(diào)峰幅度35%考慮,則全網(wǎng)夏季、冬季調(diào)峰容量缺口分別為4 730 MW與6 454 MW,考慮接受區(qū)外蒙西風(fēng)電特高壓交流和區(qū)內(nèi)新增新能源,電網(wǎng)調(diào)峰容量缺口將進(jìn)一步加大,電網(wǎng)配備建設(shè)調(diào)峰電源需求較為緊迫。下滸山抽水蓄能電站建設(shè)條件較好,建成后可在安徽電網(wǎng)承擔(dān)調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、黑啟動(dòng)等任務(wù),可填補(bǔ)安徽電網(wǎng)調(diào)峰容量缺口,其開(kāi)發(fā)建設(shè)十分必要。
我國(guó)《電力法》第5條明確“國(guó)家鼓勵(lì)和支持利用可再生能源和清潔能源發(fā)電”,并在第10條指出“電力發(fā)展規(guī)劃應(yīng)當(dāng)根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要制定……應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)合理利用能源、電源與電網(wǎng)配套發(fā)展、提高經(jīng)濟(jì)效益和有利于環(huán)境保護(hù)的原則”。目前,下滸山抽水蓄能電站面臨不可多得的工程建設(shè)機(jī)遇。
“十三五”規(guī)劃綱要提出積極適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài),全面推進(jìn)創(chuàng)新發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展、綠色發(fā)展、開(kāi)放發(fā)展、共享發(fā)展,確保我國(guó)全面建成小康社會(huì)。
下滸山抽水蓄能電站位于安徽省安慶市境內(nèi),地處長(zhǎng)三角城市群范圍,是我國(guó)經(jīng)濟(jì)最具活力、開(kāi)放程度最高、創(chuàng)新能力最強(qiáng)、吸收外來(lái)人口最多的區(qū)域,是“一帶一路”與長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的重要交匯地帶。當(dāng)前,實(shí)現(xiàn)區(qū)域更大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)繁榮和發(fā)展需要建設(shè)和發(fā)展相匹配的安全可靠的電力能源保障體系,下滸山抽水蓄能電站作為安徽電網(wǎng)乃至華東電網(wǎng)重要的電網(wǎng)峰谷調(diào)節(jié)器,可為新時(shí)期區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展安全穩(wěn)定的能源供應(yīng)提供支撐。
我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)“十三五”規(guī)劃綱要在“建設(shè)現(xiàn)代能源體系”任務(wù)中提出“加強(qiáng)能源儲(chǔ)備和調(diào)峰設(shè)施建設(shè)”,明確“十三五”期間建設(shè)高效智能電力系統(tǒng),“加快建設(shè)抽水蓄能電站……等優(yōu)質(zhì)調(diào)峰電源,推動(dòng)儲(chǔ)能電站……示范工程建設(shè)……提高電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力及運(yùn)行效率”。為鼓勵(lì)和促進(jìn)抽水蓄能電站健康發(fā)展,發(fā)改價(jià)格〔2014〕1763號(hào)文決定進(jìn)一步完善抽水蓄能電站價(jià)格形成機(jī)制,以充分發(fā)揮抽水蓄能電站綜合效益。因此,目前下滸山抽水蓄能電站面臨國(guó)家法律法規(guī)及產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)的重大機(jī)遇。
2016年4月,我國(guó)發(fā)布實(shí)施能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃指導(dǎo)意見(jiàn),提出“積極發(fā)展水電”,“提高清潔能源利用比重”,“建設(shè)配套調(diào)峰電站,提高電網(wǎng)接入消納能力”,“集中攻關(guān)……大容量?jī)?chǔ)能……等裝備及關(guān)鍵材料的自主研發(fā)應(yīng)用”,規(guī)劃“到2020年,中心城市(區(qū))智能化建設(shè)和應(yīng)用水平大幅提高,供電可靠率達(dá)到 99.99%……供電質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平……保障地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展”。
2016年11月國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布的《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出“加強(qiáng)調(diào)峰能力建設(shè),提升系統(tǒng)靈活性?!笆濉逼陂g,抽蓄電站開(kāi)工6 000萬(wàn)kW左右”。2016年12月國(guó)家能源局發(fā)布的《水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出,“抽水蓄能規(guī)模亟待增加……能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)要求抽水蓄能占比快速大幅提高”,“十三五”期間發(fā)展目標(biāo)包括“全國(guó)新開(kāi)工常規(guī)水電和抽水蓄能電站各6 000萬(wàn)KW左右”,重點(diǎn)任務(wù)包括“滾動(dòng)調(diào)整抽水蓄能規(guī)劃……對(duì)部分已有選點(diǎn)規(guī)劃,經(jīng)論證有增補(bǔ)、調(diào)整站點(diǎn)必要的地區(qū)進(jìn)行滾動(dòng)調(diào)整……優(yōu)選確定規(guī)劃站點(diǎn)”,以及“加快抽水蓄能電站建設(shè)……加快開(kāi)工建設(shè)一批距離負(fù)荷中心近、促進(jìn)新能源消納、受電端電源支撐的抽水蓄能電站”。
根據(jù)下滸山抽水蓄能電站工程目前初步設(shè)計(jì)成果,工程單位千瓦投資約4 684元(2017年6月價(jià)格水平),與績(jī)溪、寧國(guó)、桐城、金寨4個(gè)站點(diǎn)單位千瓦投資(2010 年價(jià)格水平3 500元以上)相比,基本持平,考慮到2010 年以來(lái)安徽省固定資產(chǎn)投資價(jià)格指數(shù)持續(xù)走高趨勢(shì),另外,近2 a同地區(qū)抽水蓄能電站單位千瓦靜態(tài)投資在4 500~5 000元以上,下滸山站點(diǎn)的靜態(tài)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相對(duì)較優(yōu)。國(guó)家有關(guān)電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃為該電站提供了巨大的規(guī)劃?rùn)C(jī)遇。
下滸山抽水蓄能電站距離安徽省會(huì)經(jīng)濟(jì)圈和皖江城市經(jīng)濟(jì)圈等負(fù)荷中心較近,具有有利的區(qū)位優(yōu)勢(shì),工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較優(yōu),是距離負(fù)荷中心近、促進(jìn)新能源消納、支撐受電端電源的重要抽水蓄能站點(diǎn)。在當(dāng)前我國(guó)新時(shí)期經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、國(guó)家法律法規(guī)及產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)、電力“十三五”發(fā)展規(guī)劃等環(huán)境下,工程面臨著不可多得的建設(shè)機(jī)遇。