三門峽水庫運用方式調整對水電站發電影響及補償措施

□孟 景（黃河勘測規劃設計有限公司）

□馬志瑾（黃河水文水資源科學研究院）

□李敬茹（黃河勘測規劃設計有限公司）

1.背景

黃河三門峽水利樞紐是新中國成立后在黃河干流上修建的第一座大型綜合開發利用水利工程，承擔著防洪、防凌、發電和灌溉的任務。三門峽水庫運用方式和潼關高程的變化一直受到人們的特別關注。

為加強渭河流域綜合治理，控制和降低潼關高程，2002年水利部組織黃委會水科院等單位，成立了關于“潼關高程控制及三門峽水庫運用方式”課題研究組，開展了潼關高程控制及三門峽水庫運用方式研究，并進行了模型實驗和原型試驗（2002年11月開始），該項目于2005年11月通過了水利部組織的驗收。水庫運用方式的調整在一定程度上降低了潼關高程，有利于渭河的防洪綜合治理，但同時對水庫周邊的工農業生產和居民生活用水以及水電站的發電運營將造成直接影響。

2008年，水利部將研究提出的黃河三門峽水庫運用方式調整意見以水規計【2008】374號文《水利部關于審批三門峽水庫運用方式調整意見的請示》上報國務院，近5年內三門峽水庫運用方式調整為：汛期敞泄，非汛期平均水位不超過315m、最高蓄水位不超過318m；遇嚴重凌情、特大洪水和特殊情況時，三門峽水庫仍按原方式運用。

水庫運用方式調整后，由于非汛期水庫蓄水位下降，汛期敞泄，使電站發電量減少，將引起發電收入減少。

2.調整方案對發電量影響

采用原型試驗前的水庫運用方式與水利部報國務院的水庫運用方式進行比較。原型試驗前的水庫運用方式為：汛期當潼關流量大于2500m3/s時敞泄，否則按305m控制；非汛期最高運用水位321～322m。水利部報國務院的運用方式為汛期敞泄；非汛期最高水位不超過318m，平均水位不超過315m。

2.1 計算條件

2.1.1 徑流資料

根據任務書要求，計算采用的水文資料采用了兩個徑流系列，一個是1978～1982年+1987～1996年水文系列，簡稱其為“系列Ⅰ”，另一個是1987～2001年水文系列，簡稱其為“系列Ⅱ”。兩個系列的水量特征值見表1。

表1 兩個水文系列的水量表

2.1.2 萬家寨引黃入晉水量考慮

由于本次主要是分析未來短期內水庫運用方式調整對發電的影響，所以本次計算采用實際引水量值進行估算。根據2004～2009年萬家寨實際引水流量，計算出多年平均月引水過程，對計算采用的兩個系列中萬家寨引水工程生效前的徑流系列進行調整。

2.1.3 對潼關至三門峽間水量損耗考慮

實測資料表明，潼關至三門峽間有較多的水量損耗。1996年以來尤為突出，根據1996～2003年實測資料分析，三門峽水文站年水量比潼關站年水量少9.9億m3～22.3億m3，平均為16.2億m3，1998年以來均在14.5億m3以上。在計算發電量時，為反映這個情況，除了考慮萬家寨引黃入晉用水外，再扣除這部分水量，每年按16.2億m3計。

2.1.4 對防凌、桃汛和汛前調水調沙的考慮

目前小浪底水庫有足夠的庫容可以用于防凌，故目前不考慮三門峽水庫承擔防凌任務。對于桃汛，要利用其大流量沖刷潼關泥沙降低潼關高程，故三月份要求最高水位不高于315m。根據三門峽樞紐局提供的資料，計算發電量時要扣除桃汛調水調沙及汛前調水調沙棄水水量8億m3。

2.1.5 發電引用流量

發電機組引用流量，一要受限于規定的汛期流量大于2500m3/s停止發電，二要考慮機組發電預想出力的引用流量限制。

2.1.6 運用方式

根據《關于三門峽水庫運用方式調整及補償方案評估的專家組意見（初稿）》（2007年11月），結合三門峽樞紐局1990～2007年月平均庫水位資料，三門峽水庫運用方式調整前非汛期月平均水位可按316m計算。三門峽水庫運用方式調整前對汛期發電量根據汛期實測流量大于2500m3/s的頻率進行折算，水庫汛期月平均水位按305m計算；運用方式調整后汛期敞泄不發電，非汛期月平均水位按315m計算。水位在312m以下不考慮6號、7號機組運用。

三門峽水庫運用方式調整后，由于汛期敞泄不發電，水位很低，發電機組長時間停運導致發電過流通道嚴重淤堵，加之汛后來水較小，水庫回蓄到正常發電水位需較長時間，從而增加清理淤堵費用并延誤汛后發電時間。根據三門峽樞紐局提供的資料，非汛期最高運用水位318m，平均水位315m，計算中最多考慮2個月的平均水位316.5m，其它月份按314.5m考慮，11月份水庫蓄水及機組清淤（水位從敞泄蓄至315m）平均水位308m，6月份三門峽配合小浪底進行調水調沙運用，棄水5億m3，到6月下旬逐步降低水位開始敞泄運用，所以6月份的平均水位較低。11月和6月部分時間水位達不到水輪機的最小工作水位，不能發電運用，進行適當折減。

2.1.7 對電站調峰的考慮

近年來三門峽水電站參加電網調峰，一天中的平、峰、谷時段電價不同。詳細模擬電站調峰運行非常復雜，本次按簡化法估算其影響。電站汛期不考慮調峰，原因有二，一是汛期水庫水位低（不高于305m），庫容小；二是發電不保證，當入庫流量大于某值或含沙量大于某一值時要停止發電。電站在非汛期參與電網調峰，根據近年來電站調峰運行的最高庫水位和平均庫水位資料，估算調峰對發電量的影響。

2.1.8 機組大修考慮

三門峽水庫運用方式調整前1～5號機每年安排1臺機大修，大修時間為3.5-4個月，一般安排于12月-次年4月份，本次按12月至次年3月份考慮。6～7號機汛期不發電，可以安排大修。

運用方式調整后汛期不發電，可安排1～7號機組大修。

2.2 發電量計算結果

根據上述基本資料，三門峽水庫運行方式調整前后發電量計算成果見表2。

表2 調整方案前后發電量統計表

從表2中可以看出，由于調整運用方式后汛期不發電，非汛期平均運用水位從316m降低到315m，所以運用方式調整后多年平均發電量減少，而且汛期減少較多。“系列Ⅰ”較調整前減少了37%，其中汛期減少量占70.4%；“系列Ⅱ”較調整前減少了39.9%，其中汛期減少量占73.8%，調整運行方式對發電量的影響較大。

3.對發電收入影響分析

發電收入的多少取決于發電量和上網電價。三門峽水電站的上網電價比較復雜，不同機組、不同季節電價不同，2003年7月起又有一天中的峰、平、谷時段不同電價。

按2009年11月20日開始執行的平均上網電價測算，三門峽水庫運用方式調整后減少的發電收入見表3。根據三門峽樞紐局提供的資料，廠用電率和損耗率按3%計算。考慮電廠用電和損耗，兩個系列年上網電量減少值相差不大。據此計算，按現行售電價格，兩個系列發電收入相差806萬元。因為“系列Ⅰ”采用的是平水年水文系列，且“系列Ⅰ”和“系列Ⅱ”發電收入相差不大，因此本次推薦采用“系列Ⅰ”的計算成果作為發電影響補償的參考依據，即調整運用方式后，三門峽水電站發電收入減少12714萬元。

表3 減少電力收入測算表

4.結論及補償措施

根據三門峽水庫運用方式對電站發電的影響分析，三門峽水庫運用方式調整后，平水系列計算，電站年發電量減少5.3億kW·h，按照當前平均上網電價計算，年均減少發電收入12714萬元。按減少的發電量核算，相當于發電收入的37%。對三門峽樞紐局造成較大的影響，將造成樞紐局運行困難。針對因調整水庫運行方式給三門峽樞紐局造成的發電收入損失，結合具體情況，進行研究。

4.1 經濟補償措施

按現行售電價格，對三門峽樞紐局因運行方式調整造成的損失，可全部由國家直接補償。

4.2 提高上網電價

發電收入的多少取決于上網電價和發電量。目前樞紐局非汛期上網電價為2009年11月調整后的0.242元/kW·h，三門峽水庫運用方式調整后，可通過提高上網電價彌補因調整運用方式帶來的發電收入損失。

4.3 增加裝機容量

三門峽水庫運行方式調整后，汛期敞泄、非汛期水位控制在318m以下，最高庫水位較原322m水位降低了4m，水庫調節能力大大下降。另外，每年的桃汛和汛前調水調沙期間，水庫需要棄水來滿足調度要求。水庫運用方式調整后，發電收入大幅度減少。因此，可以改擴建2#～5#機組以增強水庫非汛期發電調節能力，增強河南電網的水電調峰能力。

4.4 降低或減免稅負

鑒于水庫運用方式調整后三門峽水庫的社會公益性特點更加突出，并隨著電力收入的減少將導致社會公益性支出資金減少。作為電力生產損失的補充政策措施，建議降低增值稅稅率。

[1]吳春華，嚴大鵬，等.三門峽水庫不同運用水位對庫區生態環境及社會經濟影響分析報告[R].鄭州：黃河勘測規劃設計有限公司，2004.

[2]梁忠民，鐘平安，等，水文水利計算[M].北京：中國水利水電出版社，2006.