云南電力發(fā)展結(jié)構(gòu)研究

付賢婷，陳瑾，蔣翔，方豪

(云南省電力設(shè)計(jì)院，昆明 650051)

1 “十一五”以來(lái)電力發(fā)展分析

云南省是一個(gè)以水電為主的電力系統(tǒng)，水電裝機(jī)規(guī)模占全部電源比重約70%。大多數(shù)為徑流式電站，幾乎沒(méi)有調(diào)節(jié)能力。省內(nèi)電源分布呈現(xiàn)“西水東火”的特點(diǎn)。水電利用小時(shí)數(shù)在4300～4500小時(shí)左右，火電利用小時(shí)均在4600～5300小時(shí)。

圖1 云南省電源裝機(jī)結(jié)構(gòu)圖 單位:10 MW

云南省煤炭資源豐富，但以小型煤礦居多。受連續(xù)礦難影響，煤炭復(fù)產(chǎn)緩慢，電煤市場(chǎng)供應(yīng)量下降，枯期火電發(fā)電能力得不到充分利用。

“十一五”期間云南省水、火電裝機(jī)容量基本滿足云南省內(nèi)負(fù)荷增長(zhǎng)和西電東送需求，但來(lái)水偏少，加之電煤供應(yīng)不足，云南電力供需總體偏緊，2005年至2010年云南省累計(jì)計(jì)劃限電293億千瓦時(shí)，缺電主要發(fā)生在枯期。2011年計(jì)劃限電27.2億千瓦時(shí)，全年平均缺電率為3.13%，缺電程度呈逐年下降趨勢(shì)。

圖2 云南火電逐月利用小時(shí)數(shù)情況

2 “十二五”電力結(jié)構(gòu)研究

為了測(cè)算“十二五”火電建設(shè)空間，以2015年納入云南省電源規(guī)模80740 MW為基礎(chǔ)電源方案 (其中水電61730 MW+火電14440 MW+風(fēng)電4560 MW);基礎(chǔ)負(fù)荷水平考慮為32860 MW，敏感負(fù)荷水平考慮為35020 MW，外送廣西按3000 MW考慮為敏感因素，得到表2結(jié)果。

為了滿足本省枯期用電，在不同的負(fù)荷和外送情況下，“十二五”期間云南省火電建設(shè)空間約900～3600 MW。如果邊界條件為方案4，此情況下火電項(xiàng)目不能按期投產(chǎn)，電力供應(yīng)緊張形勢(shì)可能進(jìn)一步加劇。

圖3 云南統(tǒng)調(diào)歷史限電情況

表2 不同負(fù)荷方案對(duì)火電建設(shè)規(guī)模的要求

2015年云南水電占總裝機(jī)比例超過(guò)70%，平水年豐期棄水電量主要集中在7、8、9三個(gè)月。富集的電力可結(jié)合滇西北、滇西南當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)資源，利用電價(jià)機(jī)制，引導(dǎo)具備季節(jié)性生產(chǎn)能力的黃磷、鐵合金、還原鐵等電爐冶煉產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，把地方水電資源優(yōu)勢(shì)切實(shí)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)勢(shì)，最大限度地就地消納。

云電送桂方面，云南省2015年豐期在滿足省內(nèi)負(fù)荷用電的基礎(chǔ)上，增加3000 MW外送廣西電力沒(méi)有任何困難，并可以滿足按豐枯電量比70%:30%的要求送電。建議推進(jìn)相關(guān)輸變電工程建設(shè)，充分消納云南豐期富余水電，滿足廣西用電要求。

云南省“十二五”期間建成投產(chǎn)的水電站大多是徑流式電站，缺少龍頭水庫(kù)，豐枯期發(fā)電量懸殊較大。建設(shè)龍頭水庫(kù)的補(bǔ)償政策尚未出臺(tái)，電站項(xiàng)目業(yè)主對(duì)建設(shè)龍頭水庫(kù)積極性不高。為了徹底改善云南省“豐盈枯缺”的電力結(jié)構(gòu)矛盾，建議制定龍頭水庫(kù)電站的補(bǔ)償機(jī)制，為今后爭(zhēng)取建成投產(chǎn)一批調(diào)節(jié)性能較好的龍頭水庫(kù)提供政策支持。

3 中長(zhǎng)期電力結(jié)構(gòu)研究

3.1 研究思路

云南省電力結(jié)構(gòu)的主要矛盾已逐漸轉(zhuǎn)化為負(fù)荷發(fā)展和外送需求與電源發(fā)展之間的矛盾。從宏觀角度對(duì)藏東南水電和送電方向和規(guī)模提出建議，歸納總結(jié)未來(lái)云南省水電、火電、風(fēng)電、光伏和核電的發(fā)展思路。

3.2 2020年電力發(fā)展分析

2020年云南省內(nèi)全社會(huì)用電量達(dá)到2937億千瓦時(shí)，最大負(fù)荷46000 MW，外送容量按2015年協(xié)議及規(guī)劃的22350 MW考慮。“十三五”期間水電新增瀾上8830 MW，瀾下的155 MW;金下13100 MW;怒江中下游5650 MW;中小水電2050 MW;風(fēng)電1500 MW。火電基礎(chǔ)裝機(jī)14440 MW考慮。

在滿足省內(nèi)負(fù)荷用電需求，且可在“十二五”外送水平的基礎(chǔ)上新增外送規(guī)模12000 MW，達(dá)到34350 MW，主要送電方向是廣東、廣西。

表3 2020年電源結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)供需形勢(shì)的影響分析

根據(jù)表3，2020年云南火電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到18640 MW以上是較為合適的，可以滿足省內(nèi)負(fù)荷的發(fā)展需要，并適應(yīng)怒江干流電站或白鶴灘電站不能按時(shí)建成投產(chǎn)的情況;可以提高外送通道利用率，優(yōu)化外送電力特性，減少豐期棄水電量，緩解“豐余枯缺”的矛盾。

3.3 2030年電力發(fā)展分析

2030年云南省內(nèi)全社會(huì)用電量預(yù)計(jì)達(dá)到4100億千瓦時(shí)，最大負(fù)荷66000 MW。外送容量按2015年協(xié)議及規(guī)劃的22350 MW考慮。火電基礎(chǔ)裝機(jī)按14440 MW考慮。水電裝機(jī)除向家壩外全部參與平衡，風(fēng)電裝機(jī)按10000 MW參與平衡計(jì)算。

表4 2030年云南供需形勢(shì)

到2030年可以滿足省內(nèi)負(fù)荷用電需求，并維持“十三五“外送34350 MW的規(guī)模。龍頭水電站的開(kāi)發(fā)，特別是龍盤電站的建設(shè)，對(duì)解決云南“豐余枯缺”矛盾的作用較為明顯，對(duì)云南水力資源的利用意義重大，宜優(yōu)先開(kāi)發(fā)。

按火電年最大利用小時(shí)數(shù)不超過(guò)5500考慮，當(dāng)火電裝機(jī)規(guī)模由14440 MW分別提高至1620、1860、20000 MW，云南枯水年和平水年可外送規(guī)模如表5所示。

表5 2030年不同水電外送方案云南電力電量平衡情況

3.4 負(fù)荷特性對(duì)電源結(jié)構(gòu)影響

以2030年負(fù)荷特性為例，通過(guò)改變?nèi)掌骄?fù)荷率，可以減少豐期棄水電量，增加枯期電力盈余。當(dāng)提高夏季日平均負(fù)荷率2%，降低冬季日平均負(fù)荷率2%，可減少棄水電量約35億千瓦時(shí)，增加枯期電力盈余約1200MW。

3.5 藏東南送電規(guī)模與方向分析

經(jīng)測(cè)算，2011年～2030年華東四省一市新增可供藏東南水電競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)空間約180000 MW，華中東四省市場(chǎng)空間約143000 MW。廣東省市場(chǎng)空間約57000 MW。廣西省市場(chǎng)空間約28000 MW。藏東南水電距送電市場(chǎng)距離見(jiàn)圖4。

圖4 藏東南水電送電方向

為保證水電資源得到充分利用，藏東南水電可就近送往貴州電網(wǎng)，部分電力在貴州消納，部分電力利用原貴州西電東送通道接續(xù)送往廣東消納。結(jié)合電站投產(chǎn)進(jìn)度，2020年藏東南水電可送貴州7500 MW，2030年達(dá)到15000 MW。富余的其它藏東南水電可以通過(guò)云南和四川的外送通道向華東、華中、廣州送電。

3.6 云南中長(zhǎng)期電源發(fā)展思路

1)水電:按照規(guī)劃投產(chǎn)進(jìn)度，2030年達(dá)到119260 MW，2030年藏東南水電裝機(jī)規(guī)模約20000 MW。云南及近區(qū)水電應(yīng)優(yōu)先保證云南本省的用電需要，富余電力電量可以通過(guò)外送獲得經(jīng)濟(jì)效益。龍頭水庫(kù)的建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)梯級(jí)電站的聯(lián)合調(diào)度，調(diào)整整個(gè)流域的豐枯出力，提高電站利用效率，有效緩解“豐余枯缺”的矛盾。

2)火電的建設(shè)是保證云南枯期用電的關(guān)鍵措施，并可對(duì)部分地區(qū)起到電源支撐作用，中長(zhǎng)期云南繼續(xù)發(fā)展火電是有必要的。在14440 MW的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加火電裝機(jī)規(guī)模是很有必要的。在水電按計(jì)劃投產(chǎn)的情況下，云南2030年火電裝機(jī)容量達(dá)到20000 MW，可以維持“十三五“外送34350 MW的規(guī)模。考慮到云南省褐煤比重大，電煤開(kāi)采條件差的特點(diǎn)，未來(lái)煤電應(yīng)優(yōu)先考慮循環(huán)流化床、煤矸石電廠等燃料適應(yīng)性強(qiáng)的電廠。

3)風(fēng)電:根據(jù)2030年基礎(chǔ)方案的電力平衡結(jié)果，云南枯期水電存在14000 MW以上的空閑容量，調(diào)峰能力充裕，可以滿足2030年規(guī)劃的20000 MW風(fēng)電規(guī)模的接入，替換火電裝機(jī)容量約7000 MW。

4)光伏:光伏電站規(guī)劃裝機(jī)容量不大，且小方式下光伏電站出力為零，不占用系統(tǒng)調(diào)峰容量，從系統(tǒng)平衡角度來(lái)說(shuō)，對(duì)系統(tǒng)影響不大，而且其發(fā)電量可作為系統(tǒng)的有益補(bǔ)充，但豐期也可能增加水電的棄水電量。

5)核電:核電在系統(tǒng)中帶基荷運(yùn)行，基本不具備調(diào)峰的能力，將占用火電的工作位置，進(jìn)一步擠壓火電的發(fā)展空間。而豐期核電將占用保安開(kāi)機(jī)的份額，由于其不能調(diào)峰運(yùn)行，將增加水電的棄水電量。隨著省內(nèi)電源基本開(kāi)發(fā)完畢，發(fā)展核電可作為云南省遠(yuǎn)景年保障電力供應(yīng)的一種途徑。

4 結(jié)束語(yǔ)

1)加快龍頭水庫(kù)建設(shè)，實(shí)行水電優(yōu)化調(diào)度，推行豐枯峰谷電價(jià)，建立龍頭電站電價(jià)補(bǔ)償機(jī)制

2)合理建設(shè)火電，保障電煤供應(yīng)，優(yōu)化火電運(yùn)行

3)有序建設(shè)風(fēng)電，適當(dāng)發(fā)展光伏電站

4)研究遠(yuǎn)景年建設(shè)核電的可行性

5)具備季節(jié)性生產(chǎn)負(fù)荷，可以在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策允許的范圍內(nèi)，通過(guò)適當(dāng)調(diào)整豐枯電價(jià)，引導(dǎo)上述產(chǎn)業(yè)合理增加規(guī)模，并實(shí)現(xiàn)季節(jié)性生產(chǎn)。

6)云南省中小水電裝機(jī)規(guī)模大，絕大部分沒(méi)有調(diào)節(jié)性能，為解決汛枯出力懸殊，提高電站發(fā)電效率及經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)滇西水電較為富集的地區(qū)送電通道和骨干電網(wǎng)建設(shè)，拓展電力輸送通道送電能力。

［1］云南省電力設(shè)計(jì)院.云南“十二五”輸電網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化研究［Z］.2012，53－X06261K.

［2］云南省電力設(shè)計(jì)院.云南中長(zhǎng)期目標(biāo)網(wǎng)架規(guī)劃 ［Z］.2012，53－X06271.