關于金沙江上游川藏段水電送河北南網消納研究

汪 良

(華電金沙江上游水電開發有限公司，四川 成都 610041)

1 概 述

金沙江上游為青海省直門達至云南省奔子欄河段，流經青、藏、川、滇4省(區)，分為川青、川藏和川滇三段，上游全長約772 km，落差1 516 m，水電開發規劃為“一庫十三級”，共計1 479萬kW，年發電量約649億kW·h。

金沙江上游川藏段水電開發規劃為崗托、巖比、波羅、葉巴灘、拉哇、巴塘、蘇洼龍、昌波等8級水電站，總裝機容量約950萬kW。目前已核準在建葉巴灘、巴塘、蘇洼龍和拉哇水電站，其余電站計劃在“十三五”期間陸續核準開工。各梯級電站將于2020年開始、陸續在“十四五”期間投產。按照國家“十三五”電力規劃及國家能源局相關文件精神，金沙江上游川藏段水電開發定位為外送電源、首批電源直接外送。隨著電站建設的科學有序推進和發電時間臨近，急需統籌確定電力消納市場并加快送出通道建設。

河北省電網分南部電網和北部電網，主要以火電為主，同時接受陜西、內蒙等地的外來火電。河北省為國家大氣污染嚴控區域，嚴格控制新建燃煤電廠，規劃引進區外清潔電力，逐步改善能源結構。同時，建設雄安綠色智慧新城亦需要大量的清潔能源。

在多方深入研究論證的基礎上，河北省政府支持金沙江上游川藏段水電送冀消納，并已向國家能源局正式上報。2018年5月，國家能源局明確“送端以金沙江上游川藏河段梯級電站為主，受端地區為河北省南部，送電方式為特高壓直流，電壓等級為±800 kV”。 金沙江上游川藏段水電外送已被列為國家“十三五”規劃的重點工程。目前，國家電網公司經研院已在開展輸電工程預可研設計工作。

2 相關區域電力市場分析

根據我國“十三五”電力發展規劃相關成果以及各區域發展情況，深入開展了金沙江上游川藏段水電消納市場研究。現將金沙江上游川藏段水電目標區域電力市場分析結果介紹于后。

2.1 四川電力電量預測

(1)負荷預測。

根據“十三五” 電力規劃，四川省2020年、2025年、2030年全社會用電量預計分別增長4%、2.8%、2.2%，將分別達到2 420億kW·h、2 780 億kW·h與3 100億kW·h；負荷方面：四川省2020年、2025年、2030年預計分別增長4.2%、3.2%、2.5%，最大負荷將分別達到4 620萬kW、5 400萬kW與6 090萬kW。

(2)電源裝機容量預測。

2017年，四川省累計發電量為3 569億kW·h，全社會用電量為2 205億kW·h，同比增長5%，外送電量為1 389億kW·h；2017年棄水電量約為150億kW·h。截止2018年6月底，全省裝機容量為9 678萬kW，其中水電為7 739萬kW，占全省總裝機容量的80%。

考慮到規劃的水電、風電、光伏、抽水蓄能、天然氣電以及生物質等電源以及2016年前已核準開工的火電，四川電網2020年、2025年、2030年電源裝機容量將分別達到10 673萬kW、15 351萬kW與16 353萬kW；若考慮規劃的火電，四川電網2020年、2025年、2030年電源裝機容量將分別達10 873萬kW、15 551萬kW與16 553萬kW。

(3)電力外送。

2017年底，四川電網與外省電網呈“四直八交”聯網格局，輸電能力為2 775萬kW，通過±800 kV復奉直流、錦蘇直流、賓金直流與華東電網相聯，通過±500 kV德寶直流與西北電網相聯，通過交流500 kV洪板雙回、黃萬雙回、資思雙回與重慶電網相聯，通過交流500 kV巴塘-瀾滄江雙回與西藏電網相聯。

按照現有規劃，“十三五”期間將投產川渝第三回交流外送通道、四川第四直流外送特高壓工程，輸電容量合計約1 000萬kW；規劃新增白鶴灘電站外送和金上外送直流工程。

(4)電力平衡預測。

四川省新增水電無論是采取高方案，還是低方案，在充分發揮白鶴灘2回、四川第四直流1回等通道的外送能力后，2020～2030年期間仍將存在水電富余。如金沙江上游川藏段水電全部由省內消納，預計2020、2025、2030年四川電力盈余將分別達到220～600萬kW、820～1 060萬kW、646～1 058萬kW。因此，必須研究并積極推動落實金沙江上游川藏段水電外送消納。國家能源局將金沙江上游川藏段水電定位為外送電源、首批電源直接外送的決定是符合四川省的發展和電力供需實際情況的。

2.2 河北電力電量預測

(1)負荷預測。

根據國家“十三五”電力規劃，河北北部(簡稱“冀北”)電網2020年、2025年、2030年全社會用電量預計分別增長2.6%、1.9%、1.1%，將分別達到1 730億kW·h、1 900億kW·h和2 000億kW·h，全社會負荷預計分別增長4.4%、2%、1.4%，最大負荷分別達到2 620萬kW、2 890萬kW、3 100萬kW。河北南部(簡稱“冀南”)電網2020年、2025年、2030年全社會用電量預計分別增長3.4%、2.7%、1.9%，將分別達到1 950億kW·h、2 230億kW·h和2 400億kW·h，全社會負荷預計分別增長4.9%、3.2%、2.3%，最大負荷將分別達到3 730萬kW、4 360萬kW、4 880萬kW。

(2)電源裝機容量預測。

考慮到已規劃的風電、光伏和抽蓄電站，以及已同意開展前期工作和核準的火電裝機容量，冀北2020年、2025年、2030年電源裝機容量將分別達到4 368萬kW、5 112萬kW、5 785萬kW。

考慮到已規劃的核電、風電、光伏和抽蓄電站投產，以及已同意開展前期工作和核準的火電裝機容量，冀南2020年、2025年、2030年電源裝機容量將分別達到3 454萬kW、4 451萬kW、5 001萬kW。

(3)電力空間預測。

考慮到蒙西至天津南特高壓交流輸電、神木電廠擴建、府谷電廠擴建、盂縣電廠送電、海興核電及易縣抽蓄的容量后，冀南2020年電力缺額將達515萬kW，“十四五”期間電力缺額逐漸增大，至2025年電力缺額將達到902～1 250萬kW；“十五五”期間，隨著海興核電等電源項目與外來電項目的陸續投產，電力缺額較2025年略有減少，2030年電力市場空間約為640萬kW。

近期，中央環保專項督察“回頭看”時指出，石家莊市存在“火電圍城”問題。因此，研究預計河北省將加大煤電的關停力度，從而使水電等清潔能源發展將具有更大的市場空間。

2.3 電力市場簡要分析

(1)四川省。

“十四五”期間，四川省的電力供應總體富裕，豐水期仍然存在棄水壓力。在金沙江下游烏東德、白鶴灘、金沙江上游川藏段、雅礱江中游等水電站陸續外送后，2020、2025年電力仍略有盈余，至2030年電力基本平衡。

(2)京津及冀北地區。

北京市屬于一次能源資源匱乏地區，對外依存度較高。由于其特殊的城市定位，區內新增火電的可能性較小。

天津市主要通過區內建設的火電、少量依賴區外受電來滿足自身的電力需求，屬大氣污染防治行動計劃中的嚴控地區，未來在區內發展火電尤其是煤電的可能性很小。

冀北的張家口地區和承德地區風能資源較為豐富，規劃到2020年，張家口地區的新能源裝機容量將達到2 000萬kW，區域內用電需求較小。

京津及冀北地區“十四五”期間電力仍有一定額度的盈余，不能消納金沙江上游川藏段的水電電力；“十五五”期間，電力市場空間為72～420萬kW，具備消納一部分金沙江上游川藏段水電電力的能力。

(3)河北南部電網地區。

冀南是京津冀區域用電需求增長最快、總量最大的地區，具備消納金沙江上游川藏段梯級電站全部電力的能力。金沙江上游川藏段水電和河北南網具有很好的互補性。河北南網以煤電為主，煤電機組在冬季承擔供暖任務，主要按“以熱定電”的方式運行,機組靈活性和調節能力較差。金沙江上游川藏段水電具有較好的調節性能，豐水期能夠幫助河北電網迎峰度夏，枯水期能對電網進行適度調峰。另外，河北南網“十四五”期間電力市場空間及變化與金沙江上游川藏段水電投產時序匹配度較好。因此，河北南網消納金沙江上游川藏段水電電力的條件較好。

3 金沙江上游川藏段水電送河北南網輸電工程的初步設想

(1)輸電工程。

特高壓直流輸電技術是我國具有的國際領先技術，其特點是技術成熟、輸送容量大、輸電距離長，具備大規模應用的條件。目前，我國已建成投產的哈密-鄭州、寧夏-紹興直流輸電工程均采用±800 kV直流輸電技術，輸電距離分別為1 655 km和1 720 km；在建的錫盟-泰州、晉北-南京、酒泉-湖南、上海廟-山東、扎魯特-青州等多個輸電通道亦采用直流輸電技術，輸電距離已達2 400 km。金沙江上游川藏段水電送河北南網采用±800 kV直流輸電方案，其輸電技術是成熟的。

經開展規劃選站選線研究，在避開自然保護區、生態敏感區和軍事禁區等并考慮線路跨越和礦藏壓覆等系列因素后，金沙江上游直流輸電線路初選北、中、南三條路徑，長度均在2 200 km左右，路徑方案技術可行。

(2)送端換流站。

根據四川電網當前運行和規劃情況，在巴塘縣城附近建設特高壓直流換流站，規模為800萬kW。崗托、波羅、葉巴灘水電站為一組，通過3回、500 kV線路接入送端換流站；拉哇、蘇洼龍、巴塘水電站為一組，通過3回、500 kV線路接入送端換流站；昌波水電站通過1回、500 kV線路接入巴塘500 kV變電站。送端換流站出線2回、接入巴塘500 kV變電站。

(3)受端換流站。

根據河北電網當前投運和規劃情況，受端落點初步擬定在雄安新區西南角或衡滄地區，受端擬采用1 000 kV/500 kV分層接入的方式，新建6回、500 kV線路，分別接入衡北、衡滄和滄西500 kV變電站，新建2回、1 000 kV線路接入石家莊特高壓站。

4 結 論

四川省“十四五”和“十五五”期間存在一定的電力盈余，金沙江上游川藏段梯級水電須研究并積極推動落實外送消納。河北南部電網在“十四五”和“十五五”期間存在較大的電力缺口，具備全部消納金沙江上游川藏段梯級水電的能力，且與金沙江上游川藏段水電具有較好的互補性。金沙江上游川藏段水電送電河北南部電網，擬采用電壓等級為±800 kV的直流輸電，輸電規模確定為800萬kW是科學合理的。

5 建 議

(1)建議加快推進金沙江上游直流輸電工程建設，促進其盡快投產。

金沙江上游川藏段水電是我國建設“西電東送”接續基地和藏電外送的先導工程，其早日投產發電對貫徹落實中央第五次、第六次西藏工作座談會精神、調整國家能源結構、促進藏區經濟社會發展和長治久安等都具有重要意義。蘇洼龍水電站和巴塘水電站將分別于2020年和2021年投產，其余電站正按核準要求科學、有序地推進建設。蘇洼龍水電站投產后，金沙江上游直流輸電工程即具備安全運行條件。同時，四川“十四五”期間豐水期仍然存在一定規模的富裕水電，金沙江上游直流工程投產初期可匯集周邊富裕的水電外送，有助于緩解水電棄水問題，亦能提高金沙江上游直流輸電工程的線路利用率，促進直流輸電工程經濟運行。金沙江上游直流工程早日投產，既能輸送金沙江上游川藏段的水電電力，又能匯集周邊富裕水電電力的外送，有助于緩解四川省的水電棄水問題，同時有利于京津冀污染的防治，有助于雄安新區建設綠色智慧新城。國家發改委和國家能源局近期聯合印發的相關文件也明確要求加快建設金沙江上游水電外送通道建設。因此，筆者建議：金沙江上游直流輸電工程應按2020年投運推進相關工作，確保2021年汛前投運。

(2)建議研究并給予大型水電開發的相關支持政策。

水電是當前最成熟、穩定、可靠的清潔、可再生能源，開發大型水電符合五大發展理念和我國能源發展戰略，其既能促進國民經濟發展，助力打贏脫貧攻堅戰，又有利于節能減排和大氣污染防治，生態效益、社會效益和綜合效益顯著。一方面，開發大型水電已在國家相關層面基本形成共識；另一方面，我國當前尚有大約2億kW容量的水電(大部分屬國家規劃的大型水電)受資源稟賦、地形地質、交通條件、移民環保等因素影響投資較高、經濟性較差；加之我國當前的跨區域交易電價形成機制沒有充分體現出水電的綜合效益以及對生態文明建設的積極作用。種種因素導致當前大型水電開發的積極性不高、進度遲緩，甚至有些大型項目核準后也放緩了開發進度或暫緩建設。為踐行綠色發展、實施國家能源戰略，落實穩增長、穩投資，促進大型水電持續健康發展，除項目業主做好設計優化、強化工程管控外，還需國家研究并給予大型水電開發的相關支持政策，適時建立西部清潔能源開發基金，在增值稅減征、貸款利率優惠、國家投資補助、綠證交易、電量電價等方面給予新增大型水電以特殊支持政策。