“西電東送”與水電裝機容量選擇
2、水電站保證率偏低對電力系統(tǒng)危害甚大,水電站保證率的大小,對水電站工作容量大小影響極大, 目前 水電站設(shè)計保證率定得較低,對電力系統(tǒng)的危害甚大,在水電站設(shè)計中,選擇水電站的設(shè)計保證率時,要求 分析 水電站所在電力系統(tǒng)的用戶組成和負(fù)荷特性,電力系統(tǒng)中水火電站的比重,河川經(jīng)流特性及水庫的調(diào)節(jié)性能,以及保證系統(tǒng)用電可能采取其他備用措施等,由于情況復(fù)雜,不易用數(shù)字來準(zhǔn)確表達(dá),一般都采用規(guī)程推薦的數(shù)字來選用。目前水利水電工程設(shè)計規(guī)范所推薦的數(shù)字比較低,如規(guī)程規(guī)定,電力系統(tǒng)中水電容量比重為25%以下,采用80%-90%;比重在25%-50%時,采用90%-95%;比重為50%以上時,采用95%-98%。現(xiàn)在一方面知識經(jīng)濟,信息經(jīng)濟的蓬勃 發(fā)展 對供電可靠性提出越來越高的要求,另一方面氣候的異常變化和人類活動對 自然 環(huán)境的影響使河川經(jīng)流發(fā)生很大的變化,水電站一旦遇到枯水年和特枯水年,將對國民造成巨大損失。
美國加州2000年夏季天氣酷熱、負(fù)荷劇增,而酷熱的天氣往往降雨量大大減少,水電站的發(fā)電能力和發(fā)電量大減;火力發(fā)電廠由于天然氣價格暴漲也減少發(fā)電,結(jié)果促成了加州電力危機。我國四用省原來發(fā)電能力有富裕,2000年二灘水電站投產(chǎn)后,電能無法消納,全國嘩然;但是到2001年春季,四川省卻出現(xiàn)了缺電,原因是全省水電站出現(xiàn)了枯水。還有湖北省,原來是我國電力供應(yīng)最富足的省區(qū)之一,但自2001年12月份以來,湖北持續(xù)寒冷的氣溫,使用電負(fù)荷陡增,由于火電廠燃料嚴(yán)重不足和水電站來水不足,(2001年6月中旬至10月15日,湖北降雨量偏少,承擔(dān)湖北電力45%供應(yīng)量的各大水庫,蓄水同比減少四至五成,有的接近死水位,相當(dāng)部分水電機組難以發(fā)電), 出現(xiàn)了嚴(yán)重缺電和拉閘限電,幸好鄰近地區(qū)給予支持,遂使缺電局面的深度有所降低。
在垂直壟斷,統(tǒng)收統(tǒng)支的計劃經(jīng)濟體制下,發(fā)電、輸電、配電統(tǒng)一核算,反正肉爛在鍋里,由電力系統(tǒng)統(tǒng)一負(fù)責(zé),對電力用戶拉閘限電造成的經(jīng)濟損失由用戶自己負(fù)擔(dān),水電站碰到枯水年,特枯水年保證率破壞,電力系統(tǒng)不致于造成多大損失。但是隨著電力體制改革的進行,實行廠網(wǎng)分開,竟價上網(wǎng),健全合理的電價形成機制以后,水電站保證率破壞所造成的經(jīng)濟損失,就應(yīng)當(dāng)由水電站來負(fù)擔(dān);一方面對鄰近電網(wǎng)支持的電力要支付高價,對用戶拉閘限電要進行賠償。因此,對于水電站設(shè)計保證率的選取要持慎重態(tài)度,對降低水電站設(shè)計保證率要進行經(jīng)濟分析和風(fēng)險評價。
3、水電站增加重復(fù)容量要考慮季節(jié)性電能的消納。為了減少水電站的棄水,設(shè)置重復(fù)容量,多發(fā)季節(jié)性電能,以減少棄水是對的。特別是由于將來在上游梯極水電站水庫的修建,對河川經(jīng)流進行補償調(diào)節(jié),可以提高水電站的保證出力,有可能使重復(fù)容量和季節(jié)性電能部分或全部轉(zhuǎn)化為工作容量和保證電能。但是水電站設(shè)置重復(fù)容量必須考慮電力系統(tǒng)吸收季節(jié)性電能的能力,這個問題在水電比重小的東北、華北、華東等地區(qū)不突出、但是對于水電比重大、季節(jié)性電能多的西南地區(qū)問題就很突出。前面介紹確定水電站重復(fù)容量的動能經(jīng)濟計算的缺點,是不考慮電網(wǎng)對季節(jié)性電能的吸收能力,凡是電網(wǎng)不能吸收的季節(jié)性電能,是沒有節(jié)約大電廠發(fā)電煤耗的效益的,其價值為零;另一個問題是,在重復(fù)容量的動能計算中,其投入部分只考慮水電站增加的投資和年運行費用,包括輸電損失。正是由于在確定水電站重復(fù)容量的 動能計算中存在一些問題,使得水電站的重復(fù)容量過多過大,在水電比重大的電力系統(tǒng)中出現(xiàn)大量棄水電能。目前 我國南方一些水電比重大的省份,每年訊期都為減少棄水電能費盡心機,有的省區(qū)確實有一些該停發(fā)的火電沒有停下來,增加了棄水電能;但也有些省、區(qū)確實無法消納全部季節(jié)性電能引起棄水。在水電比重大,重復(fù)容量多的電網(wǎng),要想做到完全不棄水是不可能的。1984年當(dāng)時中央領(lǐng)導(dǎo)同志視察劉家峽水電站,廠長匯報時說,劉家峽水電站每年要棄掉電能8億多千瓦時,浪費了水能資源。當(dāng)時中央領(lǐng)導(dǎo)指示將棄水電能送到蘭州和十八個干旱縣用于電炊,蘭州每千瓦時4分,干旱縣 農(nóng)村 每千瓦時3分,后來發(fā)現(xiàn)所謂棄水電能大部分屬于不能過機發(fā)電的洪水,少部分是由于劉家峽訊期調(diào)峰棄掉的后夜低谷電能,這部分棄水電能在后夜,是不可能用于居民電炊的(因為居民不可能在半夜里做飯用電)。南方有些省水電站重復(fù)容量過多,出現(xiàn)夏季水電站被迫棄水棄電,而冬季又出現(xiàn)出力和電量不足;小水電調(diào)節(jié)性能差,有雨就有電,無雨就無電,季節(jié)性電能很多;大中型水電站調(diào)節(jié)性能差,季節(jié)性電能也不少,結(jié)果在訊期只能采取等比例棄水,以求得公平合理。正是由于這個原因,有的省就是提出水火比例失調(diào),要求增加火電比重,以吸納水電站季節(jié)性電能。實際上解決辦法有兩條,一條是放慢水電開發(fā),增加火電比重;另一條是繼續(xù)加大水電開發(fā),減少水電站的重復(fù)容量。從能源資源合理利用,節(jié)省煤炭、石油、天然氣等化石燃料,保護生態(tài)環(huán)境出發(fā),還是加大水電開發(fā),多建調(diào)節(jié)性能好的水電站,減少水電站的重復(fù)容量為好。總之,要改進水能設(shè)計 方法 ,水電站增加重復(fù)容量要考慮季節(jié)性電能的消納 問題
二、“西電東送”要改進水電站裝機容量選擇
西部水電站就地利用與西部水電站“西電東送”,在裝機容量選擇上是有差別的。西部水電就地利用時,可以承擔(dān)系統(tǒng)尖峰負(fù)荷,承擔(dān)電力系統(tǒng)的備用容量,還可以根據(jù)當(dāng)?shù)貙竟?jié)性電能接納程度,增加重復(fù)容量;當(dāng)西部水電站“西電東送”時,由于要通過長距離高壓輸電線輸送,要增加輸變電工程投資和運行費用,所以一般不宜送尖峰負(fù)荷和備用容量(水電站可以承擔(dān)廠內(nèi)備用),至于季節(jié)性電能,要看受端電網(wǎng)的年負(fù)荷曲線形狀,如受端電網(wǎng)負(fù)荷夏季高、冬季低,在 經(jīng)濟 合理的條件下,可以輸送部分比較穩(wěn)定可靠的季節(jié)性電能。總之,要根據(jù)受端電網(wǎng)的需求和經(jīng)濟合理性來選擇裝機容量;也就是要根據(jù)受端電網(wǎng)能接納的容量、電量和相應(yīng)的電價來確定水電站裝機容量的動能經(jīng)濟 計算 。最好能在水電站設(shè)計前與受端電網(wǎng)簽訂購售電合同,作為水電站選擇裝機容量的依據(jù)。也就是要以市場為導(dǎo)向來決定水電站的裝機容量。這就使得水電站裝機容量選擇變得復(fù)雜起來了。
1、當(dāng)水電站電能全部外送時,水電站裝機容量要按照受端電網(wǎng)的要求,在考慮水電站的投資加超高壓遠(yuǎn)距離輸變電工程投資,來選擇裝機容量和其他各項水電站的重要參數(shù)(包括正常高水位,死水位等)。
2、當(dāng)水電站電能部分外送,部分滿足當(dāng)?shù)仉娏π枨髸r,就要相應(yīng)按照外送的滿足當(dāng)?shù)仉娏π枨髢煞N要求來進行裝機容量的選擇和設(shè)計。
3、如果水電站外送是暫時舉措,將來水電站的電能要轉(zhuǎn)為滿足當(dāng)?shù)匦枨蟮模敲此娬狙b機容量選擇是,既要考慮近期外送的裝機容量選擇和遠(yuǎn)期轉(zhuǎn)為內(nèi)需時的裝機容量選擇,在工程設(shè)計中要留有將來轉(zhuǎn)為內(nèi)需時進行擴機的可能。如廣西水能資源和化石能源都不算豐富,近期開發(fā)龍灘水電站需要外送,從遠(yuǎn)期來看就有可能完全轉(zhuǎn)為本身用電,在這類水電站設(shè)計中心必須考慮兩種情況。
當(dāng)然水電站裝機容量選擇還必須考慮河流梯級開發(fā)和綜合利用的要求。
三、結(jié)語
西部水電大開發(fā),西部地區(qū)水電比重必將上升。在“西電東送”的情況下,東部地區(qū)相應(yīng)的水電比重也會有一定程度的上升。大型、特大型水電站裝機容量的選擇是一個值得深入探討的問題,總的原則是呀以市場為導(dǎo)向,按照市場的要求,經(jīng)濟合理地選擇水電站的裝機容量,凡是市場不能消納的容量和電量是毫無意義的。水電站的經(jīng)濟性不是表現(xiàn)在單位千瓦投資大小,關(guān)鍵是要看水電站的實際經(jīng)濟效益。其次,既要注意打破省間和地區(qū)間電力市場壁壘,也要避免片面強調(diào)水能資源的充分利用,因為水能資源的充分利用,例如季節(jié)性電能的充分利用要考慮具體條件,要增加輸變電設(shè)備和投資,有時充分利用是得不償失的;當(dāng)大型、巨型水電站裝機容量過大時,水電站建成初期發(fā)生一定數(shù)量的棄水電能是不可避免的。三是我國東南沿海省區(qū)市的高峰負(fù)荷出現(xiàn)的夏季,有可能消納一部分西部的季節(jié)性電能;但是東南沿海地區(qū)獲得天然氣供應(yīng)之后,就有可能 發(fā)展 熱電聯(lián)產(chǎn),熱電冷聯(lián)產(chǎn)、冷電聯(lián)產(chǎn),使電力負(fù)荷曲線的形狀發(fā)生變化;隨著電力市場的發(fā)展,電力需求側(cè)管理的推進,也可能使負(fù)荷特性發(fā)生變化;不要對東部地區(qū)消納西部水電季節(jié)性電能寄予過高的期望。四是在西部水電大開發(fā)時,要仔細(xì) 研究 水電站的設(shè)計保證率,要認(rèn)真吸取四川、湖北水電枯水出現(xiàn)缺電和拉閘限電的教訓(xùn),在大規(guī)模的“西電東送”實施之后,如果發(fā)生枯水年,受 影響 的將不是幾個省,而是大半個 中國 。因此,一方面要適當(dāng)提高水電站的設(shè)計保證率,要做好水電站的調(diào)度運行工作,另一方面受端電網(wǎng)一定要有足夠的備用容量,以防不側(cè)。
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