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)

水電運營

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)按照此方式進行大渡河上游電量消納，相當(dāng)于較大的新增電站參與分攤較少的川內(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，受水電新能源裝機容量快速增長，市場需求增速放緩，外送通道嚴重不足，國調(diào)機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峻，全川水電的棄水問題越來越嚴重。同時，因為調(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。

亡羊補牢，為時不晚。在大渡河流域下游電站棄水嚴重的情況下有必要對上游在建乃至前期電站消納問題進行思考，以防出現(xiàn)上游電站投產(chǎn)及嚴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2 310萬kW，西南分部調(diào)度裝機330萬kW，四川省調(diào)裝機5 247萬kW，地方調(diào)度裝機1 221萬kW。

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

2016年省調(diào)機組發(fā)電量累計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)機組平均利用小時為3 007小時，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1 637萬kW，到2017年底，四川省水電裝機將達到7 715萬kW，到2020年，四川全省水電裝機將達到8 642萬kW。

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

新能源：“十三五”規(guī)劃建成投產(chǎn)風(fēng)電裝機300萬kW，投產(chǎn)太陽能光伏發(fā)電36萬kW。預(yù)計2017年風(fēng)電和太陽能總裝機將達到256萬kW，其中風(fēng)電裝機226萬kW，太陽能裝機30萬kW。2020年風(fēng)電和太陽能總裝機將達到451萬kW，其中風(fēng)電裝機401萬kW，太陽能發(fā)電裝機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行需求分析。具體采用電力消費彈性系數(shù)法進行測算。

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”期間電力消費彈性系數(shù)為0.6，明顯低于全國水平。“十三五”電力消費彈性系數(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考慮，枯期在優(yōu)先利用風(fēng)電、光電和水電的情況下，補充系統(tǒng)不足電量，風(fēng)電和光伏發(fā)電年利用小時數(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)機組2 310萬kW，包括官地、錦屏、向家壩、溪洛渡等，執(zhí)行國家計劃，通過川電外送三大直流輸電線路直接外送。國調(diào)機組也參與四川電力市場，但留川電量量價齊保，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5 247萬kW。地調(diào)裝機約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政策。2016年，四川省在省調(diào)燃煤機組按最小運行方式發(fā)電且在來水偏枯的情況下，四川省調(diào)水電機組裝機棄水電量超過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)水電機組利用小時為3 457小時，分別比國調(diào)機組和地方水電機組分別低1 666小時和1 884小時。

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1 274.7萬kW，占四川水電總裝機的18.4%,占省調(diào)水電總裝機的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776.4萬kW(猴子巖、長河壩、沙坪二級在2017年上半年部分機組投產(chǎn)，其余12座電站正開展項目前期工作。

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，同時原計劃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。大唐集團長河壩、黃金坪、國電集團猴子巖、華電集團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達到798.1萬kW(合計22座水電站)，而根據(jù)電網(wǎng)相關(guān)運行安全約束條件，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)總負荷受限將達到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，之前已有負荷約360萬kW，雅安變嚴重過載，導(dǎo)致大崗山電站及其他匯集電站卡口嚴重。

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，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，具有保障外送能力。

超過1 000萬kW裝機包括水、風(fēng)和光伏機組，其中水電機組較多，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，可以較好的滿足外送保障需求。

(3)不管是北上還是東進都避開了地震及眾多自然保護區(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區(qū)之中，建設(shè)困難，造價較高。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線路都避開了地震帶，雖然也存在自然保護區(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)消納形勢仍舊嚴峻，川電不出川永遠無市場。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)按照此方式進行大渡河上游電量消納，相當(dāng)于較大的新增電站參與分攤較少的川內(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)電即棄水的嚴重現(xiàn)象。

TV211.1+4；TM723；F713.3

B

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)