重慶大中型水電站汛期發電上網調查研究

雷佳

【摘要】本文全面介紹了重慶電網各大中型水電站汛期降雨、來水特點，對比重慶電網水電消納、電力外送、調峰棄水損失電量等情況，分析了重慶電網供需形勢，對當前重慶電網及各大中型水電現狀進行了研究，提出了提高水能利用水平、減少調峰棄水損失電量，充分利用水電清潔能源的期盼。

【關鍵詞】重慶電網；水電；氣候特點；電力消納；供需形勢

1、引言

重慶電網大中型水電站汛期發電上網調查研究從氣候、來水、電力消納等各方面進行對比研究，闡述了當前各大中型水電現狀，提出了提高水能利用水平、減少調峰棄水損失電量，充分利用水電清潔能源的期盼。

2、重慶電網2015年特點

重慶電網西聯四川、東聯湖北，處于西南水電外送通道，既是華中電網的重要組成部分，又對國家電網資源優化配置起著十分重要的支撐作用，作為特大城市受端電網，承擔了西部唯一直轄市的供電任務。截至2015年11月，重慶電網統調裝機容量為15846.8MW，其中火電11294MW，占總裝機容量的71.27%，水電4424.5MW，占總裝機容量的27.92%。重慶電網以火電為主，電網峰谷差大，調峰任務重，又是一個外購電比重大的電網，受新投容量快速增長及經濟增速減緩影響，從以前電力電量雙缺的特性轉變為電力富余、電量增長緩慢的特點，加之網小，負荷結構中居民、商業用電比重較大，由于重慶地區夏季降雨往往伴隨降溫，供電需求減小，而水電站發電需求加大，客觀上電網難以快速調整和響應。

3、網內大中型水電站基本情況

截止2015年11月底，重慶電網統調水電站26座，裝機容量4424.5MW，占全網總裝機容量的31.37%（約1/3）。地縣調小水電據2013年統計有822座，合計容量1370.3MW。

3.1 彭水電站

烏江彭水水電站隸屬于大唐重慶分公司，位于烏江干流下游，重慶市與貴州省交界地區重慶市所轄的彭水縣城上游11km處。電站樞紐工程以發電為主，兼顧防洪和航運， 總裝機容量1750MW，主要承擔電網調峰能力，能有效促進電網經濟安全運行。

3.2 銀盤電站

烏江銀盤水電站隸屬于大唐重慶分公司，位于烏江下游河段重慶市武隆縣境內，上距彭水縣城約47.3km，至重慶市主城區直線距離約160km，是烏江干流水電開發規劃的第十一梯級電站，是發電兼顧彭水電站的反調節任務和渠化航道的樞紐工程，在電力系統中主要承擔基荷和部分腰荷，電站裝機容量645MW。

3.3 江口電站

江口水電站隸屬于中電投重慶分公司，位于重慶市武隆縣江口鎮以上1.5km處，距重慶直線距離140km，距涪陵直線距離72km，是芙蓉江干流梯級開發方案中的最末一級。電站具有季調節性能，總裝機容量300MW。

3.4 酉酬電站

酉酬水電站隸屬于重慶酉水水電開發有限公司，地處沅水最大支流酉水的中上游河段，壩址位于重慶市酉陽縣酉酬鎮酉酬大橋上游約350m處，距酉陽縣城73km，距重慶市706km。電站具有季調節性能，總裝機容量120MW。

3.5 獅子灘電站

獅子灘水電站隸屬于重慶中電獅子灘發電有限公司，樞紐工程的主要任務是以發電為主，兼顧防洪、灌溉、養殖、航運、旅游等綜合利用，電站裝機容量48MW，汛期防洪限制水位346.50m，設計洪水位347.30m，校核洪水位348.90m，正常蓄水位347.00m，死水位328.50m。

3.6 草街電站

草街電站隸屬于重慶航運建設發展有限公司，地處嘉陵江干流，合川市草街鎮附近，上距合川市27km，下距重慶市68km，工程主要任務以航運為主，兼有發電、攔沙減淤，裝機容量500MW，設計洪水位217.56m，校核洪水位219.18m，正常蓄水位203.00m，死水位202.00m。水庫總庫容22.18億m3，調節庫容0.65億m3，水庫具有日調節性能。

3.7 冉家壩電站

冉家壩電站隸屬于重慶巴山水電開發有限公司，位于重慶市最北端的城口縣境內的任河干流上，壩址位于巴山鎮上游1 km的冉家壩處。冉家壩電站為任河干流梯級開發中的二等控制性工程，為引水式電站，電站裝機容量為150MW，具有年調節性能。

4、降雨、氣溫、電力負荷關聯性分析

重慶市位于中亞熱帶的四川盆地東部，由于太陽輻射、大氣環流、地形等因素綜合影響，形成了典型的中亞熱帶季風氣候。主要特點是：夏熱冬暖春早，熱量資源豐富；降水充沛，時空分布不均；秋多陰雨，冬多云霧，光能資源少；地域差異大，立體氣候明顯。

歷年降雨與氣溫統計資料顯示，由于重慶地域較小，水電站分布相對集中，降雨具有同時性，除遇極端干旱天氣，夏季降雨多以大到暴雨等強降雨天氣為主，受強降雨天氣影響，重慶市氣溫均有明顯下降的過程。

汛期集中降雨會造成氣溫的快速下降，氣溫變化趨勢與電網負荷變化趨勢具有相似性，電網用電負荷隨氣溫變化而變化。夏季氣溫升高，用電負荷則增加；氣溫降低，用電負荷則降低，進一步說明重慶市用電負荷結構中居民、商業用電比重較大，依賴夏季空調降溫負荷。

5、水庫來水對比分析

由于重慶地域較小，水電站分布相對集中，汛期往往來水同一性較強。全網除草街來水受四川影響較大外，其余水電一旦發生降雨，幾乎來水同時增加或者相繼增加。此外，重慶為多山地區，網內大部分流域皆為山區性河流，坡降大，匯流迅速，洪水漲落快，峰型尖瘦，洪量集中。

6、發電上網及電力外送分析

從近五年重慶全網用電量統計發現，由于重慶市汛期用電量增長受制于經濟增長放緩及夏季少高溫連晴天氣影響，重慶市汛期用電量在2013年有一個較大幅度增長外，2014、2015年略有降低，全市用電量增長疲軟，但在2012、2014年來水偏豐年份水電發電量均有較大幅度增長，占全網用電量比例較大，最高達33.92%，加之火電裝機不斷增加及夏季外購電影響，客觀上造成了重慶電網消納網內水電電量的困難。

結合2011-2015年汛期來水及氣溫情況發現，外送電量的多寡主要受網內消納能力、電源結構及汛期來水豐枯的影響。當汛期降雨充沛，來水偏豐的情況下，往往伴隨著降溫天氣，網內負荷隨之下降，由于網內水電來水具有同時性的特點，水電負荷需求增大，但網內消納能力萎縮，唯有通過外送途徑或緊急減少外購電，以及調整火電、燃機開機方式等途徑，全力消納水電電量。

2012、2014年水電整體來水偏多的情況下，外送電量較大，其中2014年外送電量達19.84億kW.h，為歷年之最。2015年，受夏季少連晴高溫天氣、夏季火電百萬級機組投產及全市用電增長疲軟等因素影響，在全網水電來水偏少兩成的情況下，外送電量達到第二多的5.64億kW.h。

7、調峰棄水損失電量

為全力消納網內水電，重慶電網采取了以下措施：1）來水時及時調整火電發電方式，嚴格控制火電出力，火電機組長期按最小開機方式運行，且低谷時段在運有深調能力的電廠全部深度調峰。2）充分發揮天然氣機組啟停方便的優勢，多次安排兩江燃機電廠啟停調峰，最大限度的給水電騰出發電空間。3）在網內實在無法消納的情況下，積極向華中分部匯報，及時開展富余水電外送交易。

雖然重慶電網竭盡全力采取了一系列措施消納水電，但來水充沛年份部分時段仍產生了調峰棄水損失電量，2014、2015年全網水電調峰棄水損失電量分別達2.72億kW.h 、1.62億kW.h。

產生調峰棄水損失電量主要原因如下：

（1）重慶市地域面積小，水電分布相對集中，來水同一性強，洪水陡漲陡落，洪量集中。電網豐水期降溫負荷比重大，來水期電網負荷大幅下跌，低谷水電消納困難。

（2）網內主力水電調節性能差，裝機前三的彭水、銀盤、草街三大主力水電豐水期調節能力均為日調節，遇大規模來水時，不利于電網消納。

（3）重慶承擔有三峽、二灘、錦屏官地等水電消納任務，外購電比重高，剛性強，且除二灘外基本不參與重慶調峰，如遇突然降雨導致負荷驟降，往往導致網內水電消納非常困難。

（4）鄂渝聯絡線輸送能力不足的問題較為突出，加上豐水期四川水電大量外送，導致集中來水時重慶外送受阻。

8、重慶電網供需形勢

“十二五”期間，全網最大負荷1463萬千瓦，同比“十五”末增長42.73%，年均增長達到8%左右；2015年統調用電量達到680億千瓦時，同比增長1.6%左右。受全球經濟大環境影響，重慶產業結構優化調整，從2014年開始電力需求增速大幅放緩。加之，從2013年開始，由于雙槐二期、石柱、兩江燃機、神華、二郎等大型機組集中投運，重慶電網自平衡能力大幅提升，電力供需形勢出現“拐點”，“十二五”期間電力供應形勢呈現“前緊后松”態勢。

結語：提高水能利用水平，減少或避免調峰棄水損失電量，大力促進水電清潔能源的消納，為節能減排、經濟可持續發展貢獻力量。