持續調整電源結構 大力開發水力發電

梁維燕

（哈爾濱電氣集團，黑龍江哈爾濱150040）

1 近十年我國電站裝機容量狀況

2002年末，我國電力工業體制改革，實行廠網分開，建立國家電網公司和南方電網公司，統管全國電網建設和經營。成立五大發電公司分管全國電廠建設與管理,出現國內電力建設新一輪快速發展，各大發電公司認真貫徹國家節能減排方針，大型燃煤火電站積極采用600～1000 MW超臨界（蒸汽參數24 MPa ～566℃/566℃）和超超臨界（蒸汽參數26 MPa ～600℃/600℃）火電機組，沒有掌握的技術由國內企業引進制造技術，結合1981年引進的技術，與外商合作投標，不久即形成具有自主知識產權、達到國際先進水平的產品。國內超超臨界1000 MW、超臨界600 MW投入運行，加快了我國大型火電機組的技術進步。國家實施“上大壓小”的方針是十分正確的,火電站供電煤耗從2000年394 g（/kW·h）降到現在335 g（/kW·h）,實現了“節能減排”。

20世紀末，消化吸收引進三峽工程左岸700 MW水電機組技術，并有創新，其后建設的水電站全由國內供應水電機組，而且機組用鑄鍛件與材料全部立足于國內。核電、風電等也都有長足的發展。

從2000—2010年，我國電站裝機總容量從319000 MW增加到962190 MW,增長2.02倍，居世界第二位，其中水電裝機總容量從79300 MW增加到213400 MW,增長1.69倍，居世界第一位。21世紀前10年，我國電力工業和電力設備制造工業都取得了重大成就，許多單項達到國際領先地位，但這10年電源建設中煤電發展仍快于水電。為降低污染和減少有限的化石資源的消耗，以實現到2020年非化石能源占一次能源消費比重達到15%的承諾，必須大力發展水電。

2 持續大力開發水電

2.1 我國開發水力資源的前景

到2010年末，我國水電開發利用量與技術可開發量相比，按容量統計為39.4%（213400 MW/541640 MW）,（不計其中已建成抽水蓄能機組容量12000 MW為37.2%）,按發電量統計僅為27.7%(6860億kW·h/24740億kW·h),還有大量的清潔的寶貴的水力資源等待開發。世界上工業發達較早的國家都是優先發展水電，100多年來水力資源已開發80%以上。我國水力資源豐富，居世界各國首位，建國六十年，我國水電建設與水電設備制造工業同樣取得了重大成就。特別是21世紀前10年，水電站建設以大型水電站、安裝550 ～700 MW大型機組為主，平均年增裝機13049 MW。正在建設的金沙江溪落渡、向家壩水電站，安裝單機770 ～800 MW機組，今后10年水電站建設平均年增裝機還會增加，加快水電開發和西電東送，對我國經濟建設實屬必要，國家加快審批建設水電站的新項目，以實現我國水電建設的持續快速發展，并改善我國電源結構。

2.2 大力開發水電有利于經濟和社會發展

水力發電是清潔的、沒有污染排放的、廉價的可再生能源，早已為國內外所共識。但有少數人抓住水電建設中曾經發生過的個別問題不放，不贊成發展水電。世界上建設水電站已有100多年的歷史，公認第一座水電站是法國1878年建設的，中國建設的第一座水電站是1905年臺灣龜山水電站，大陸建設第一座水電站是1912年云南石龍壩水電站。我國自行設計制造第一臺800 k W水輪發電機組于1951年裝在四川龍溪河下硐水電站，解決長壽地區用電，后來機組遷建到蘇雄水電站運行至今。1959年新安江水電站首臺72.5 MW機組投運至今已50年,共9臺機組長期為華東地區供電。例不勝舉，現在國內有2億kW水電站機組在安全運行，為祖國經濟發展發揮著重要作用,是有目共睹的。建設水力樞紐具有防洪、發電、航運、節能減排、灌溉、養殖等經濟效益和社會效益，做好水電站勘測規劃和加強管理,“建好一座電站，帶動一方經濟，改善一片環境、造福一批移民”是可以實現的。

2.3 我國水電設備制造工業的發展狀況

哈電和東電自主設計了劉家峽、白山、龍羊峽、葛洲壩、李家峽、巖灘等大型水電機組，有了一定的技術基礎。改革開放后，在用戶采購進口機組時，國內企業分包制造部件，雖然沒有技術轉讓，但在技術和管理上又有所提高，共計有魯布革、五強溪、水口、二灘等大型機組。骨干制造企業有2家，還有4家合資企業和50多家中小型水電設備制造廠，潛力很大。

1983年，國務院重大技術裝備領導小組辦公室和機械部安排，國內一所兩廠合作，自主開發三峽機組總體設計研究，建立水力實驗臺、推力軸承試驗臺和計算手段，為三峽工程論證和樞紐設計提供有關數據。1993年底，國家邀請外商來華技術交流，其后組團出國考察，曾分別完成三峽機組方案設計并經過國內專家評審。1996年,中央確定三峽左岸14臺700 MW水電機組以國外為主,消化吸收引進技術再創新,工廠進行技術改造，國內分包制造。右岸機組由國內廠家設計制造8臺,機組性能和質量優于左岸,特別是哈爾濱電機廠自主開發的定轉子全空氣冷卻發電機技術[1],用戶評價達到國際先進水平,運行良好。金沙江溪落渡770 MW、向家壩800 MW水電機組均采用全空冷技術。說明國內已具有開發擁有自主知識產權的大型水電機組并有國際競爭的能力。而且，大型水電機組的鑄鍛件和材料完全可以立足于國內，對我國水電建設具有了十分有利的條件。

“十二五”將建設的金沙江上白鶴灘水電站最大水頭241 m、烏東德水電站最大水頭163 m(三峽水電站是113 m),適于安裝1000 MW級水電機組。由于水頭高,轉速提高,機組尺寸小于三峽,要求提高強度的鋼板可立足國內。建議白鶴灘和向家壩水電站積極選用1000 MW水電機組,是建設創新性國家的一項新貢獻!

3 加快建設抽水蓄能電站

抽水蓄能電站是具有調峰、填谷、調頻、調相和事故備用等多種作用的特殊電源，具有運行靈活和反應快速的特點，對確保電網質量、安全穩定和經濟運行具有重要作用，為適應核電發展及大容量清潔煤機組建設和風力、太陽能發電等所必需。日本專家認為抽水蓄能電站裝機應占電網總容量的10% ～14%為宜，現在國內只有廣州、浙江天荒坪、北京十三陵等20座抽水蓄能電站、總裝機容量11845 MW在運行，只占電網總量的1.36%,正在建設11座13080 MW,相距甚遠，加快建設抽水蓄能電站是十分必要的。

1）抽水蓄能電站比常規水電站單位造價低40%左右,在需要增加尖峰負荷地區的電網可以優先考慮建設抽水蓄能電站。按照中國水電工程顧問集團公司提出的抽水蓄能電站項目發展規劃,到2020年全國將建成50000 MW機組以上是必要的,國家加快審批抽水蓄能電站建設項目,以適應電網發展的需要。

2）國內開發抽水蓄能機組較晚,現在剛開始設計制造500 m水頭段300 MW機組。日本開發的葛野川電站單級可逆混流式水泵水輪機的揚程達到了778 m、神流川機組單機容量達到450 MW。國外的單級可逆機組的最高效率在抽水和發電2種運行工況下效率均已超過93%,日本大河內電站400 MW機組采用變速恒頻技術早在1993年投入運行,國內抽水蓄能電站機組設計制造水平亟需提高。抽水蓄能機組頻繁起停、變換運行工況,技術要求嚴格,汲取國內外啟動調試中發生的問題,有關企業組織專業隊伍加強研究,有關學會、協會組織培訓交流,迅速提高我國抽水蓄能機組的技術水平,以適應電網發展的需要。

4 加強管理,提高小水電技術水平

小水電（電站裝機容量50 MW及以下）是我國水電建設的重要組成部分,水利部公布現在全國小水電站4.5萬座,總裝機55120 MW,年發電量1600億kW·h,約占全國水電裝機發電量30%,在偏遠農村的生產和生活中發揮著重要作用，以電代薪、保護森林意義深遠。由于小水電站管理的需要，自動化水平有很大提高，但水輪機轉輪受造價影響進步很慢。近年，國內水輪機水力設計與模型轉輪研究有突破性進展，轉輪設計、材料和制造水平有很大提高，應在小水電機組推廣應用。加強行業管理，組織技術交流，實施水輪機轉輪專業化生產，降低成本，以提高小水電機組的效率和壽命。

[1] 梁維燕.電力科技發展與電氣工程學科建設[J].電網與清潔能源,2010,26(8):1-3.