重慶大中型水電站汛期發(fā)電上網(wǎng)調(diào)查研究

雷佳

【摘要】本文全面介紹了重慶電網(wǎng)各大中型水電站汛期降雨、來水特點(diǎn)，對比重慶電網(wǎng)水電消納、電力外送、調(diào)峰棄水損失電量等情況，分析了重慶電網(wǎng)供需形勢，對當(dāng)前重慶電網(wǎng)及各大中型水電現(xiàn)狀進(jìn)行了研究，提出了提高水能利用水平、減少調(diào)峰棄水損失電量，充分利用水電清潔能源的期盼。

【關(guān)鍵詞】重慶電網(wǎng)；水電；氣候特點(diǎn)；電力消納；供需形勢

1、引言

重慶電網(wǎng)大中型水電站汛期發(fā)電上網(wǎng)調(diào)查研究從氣候、來水、電力消納等各方面進(jìn)行對比研究，闡述了當(dāng)前各大中型水電現(xiàn)狀，提出了提高水能利用水平、減少調(diào)峰棄水損失電量，充分利用水電清潔能源的期盼。

2、重慶電網(wǎng)2015年特點(diǎn)

重慶電網(wǎng)西聯(lián)四川、東聯(lián)湖北，處于西南水電外送通道，既是華中電網(wǎng)的重要組成部分，又對國家電網(wǎng)資源優(yōu)化配置起著十分重要的支撐作用，作為特大城市受端電網(wǎng)，承擔(dān)了西部唯一直轄市的供電任務(wù)。截至2015年11月，重慶電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)裝機(jī)容量為15846.8MW，其中火電11294MW，占總裝機(jī)容量的71.27%，水電4424.5MW，占總裝機(jī)容量的27.92%。重慶電網(wǎng)以火電為主，電網(wǎng)峰谷差大，調(diào)峰任務(wù)重，又是一個外購電比重大的電網(wǎng)，受新投容量快速增長及經(jīng)濟(jì)增速減緩影響，從以前電力電量雙缺的特性轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Ω挥唷㈦娏吭鲩L緩慢的特點(diǎn)，加之網(wǎng)小，負(fù)荷結(jié)構(gòu)中居民、商業(yè)用電比重較大，由于重慶地區(qū)夏季降雨往往伴隨降溫，供電需求減小，而水電站發(fā)電需求加大，客觀上電網(wǎng)難以快速調(diào)整和響應(yīng)。

3、網(wǎng)內(nèi)大中型水電站基本情況

截止2015年11月底，重慶電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)水電站26座，裝機(jī)容量4424.5MW，占全網(wǎng)總裝機(jī)容量的31.37%（約1/3）。地縣調(diào)小水電據(jù)2013年統(tǒng)計(jì)有822座，合計(jì)容量1370.3MW。

3.1 彭水電站

烏江彭水水電站隸屬于大唐重慶分公司，位于烏江干流下游，重慶市與貴州省交界地區(qū)重慶市所轄的彭水縣城上游11km處。電站樞紐工程以發(fā)電為主，兼顧防洪和航運(yùn)， 總裝機(jī)容量1750MW，主要承擔(dān)電網(wǎng)調(diào)峰能力，能有效促進(jìn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行。

3.2 銀盤電站

烏江銀盤水電站隸屬于大唐重慶分公司，位于烏江下游河段重慶市武隆縣境內(nèi)，上距彭水縣城約47.3km，至重慶市主城區(qū)直線距離約160km，是烏江干流水電開發(fā)規(guī)劃的第十一梯級電站，是發(fā)電兼顧彭水電站的反調(diào)節(jié)任務(wù)和渠化航道的樞紐工程，在電力系統(tǒng)中主要承擔(dān)基荷和部分腰荷，電站裝機(jī)容量645MW。

3.3 江口電站

江口水電站隸屬于中電投重慶分公司，位于重慶市武隆縣江口鎮(zhèn)以上1.5km處，距重慶直線距離140km，距涪陵直線距離72km，是芙蓉江干流梯級開發(fā)方案中的最末一級。電站具有季調(diào)節(jié)性能，總裝機(jī)容量300MW。

3.4 酉酬電站

酉酬水電站隸屬于重慶酉水水電開發(fā)有限公司，地處沅水最大支流酉水的中上游河段，壩址位于重慶市酉陽縣酉酬鎮(zhèn)酉酬大橋上游約350m處，距酉陽縣城73km，距重慶市706km。電站具有季調(diào)節(jié)性能，總裝機(jī)容量120MW。

3.5 獅子灘電站

獅子灘水電站隸屬于重慶中電獅子灘發(fā)電有限公司，樞紐工程的主要任務(wù)是以發(fā)電為主，兼顧防洪、灌溉、養(yǎng)殖、航運(yùn)、旅游等綜合利用，電站裝機(jī)容量48MW，汛期防洪限制水位346.50m，設(shè)計(jì)洪水位347.30m，校核洪水位348.90m，正常蓄水位347.00m，死水位328.50m。

3.6 草街電站

草街電站隸屬于重慶航運(yùn)建設(shè)發(fā)展有限公司，地處嘉陵江干流，合川市草街鎮(zhèn)附近，上距合川市27km，下距重慶市68km，工程主要任務(wù)以航運(yùn)為主，兼有發(fā)電、攔沙減淤，裝機(jī)容量500MW，設(shè)計(jì)洪水位217.56m，校核洪水位219.18m，正常蓄水位203.00m，死水位202.00m。水庫總庫容22.18億m3，調(diào)節(jié)庫容0.65億m3，水庫具有日調(diào)節(jié)性能。

3.7 冉家壩電站

冉家壩電站隸屬于重慶巴山水電開發(fā)有限公司，位于重慶市最北端的城口縣境內(nèi)的任河干流上，壩址位于巴山鎮(zhèn)上游1 km的冉家壩處。冉家壩電站為任河干流梯級開發(fā)中的二等控制性工程，為引水式電站，電站裝機(jī)容量為150MW，具有年調(diào)節(jié)性能。

4、降雨、氣溫、電力負(fù)荷關(guān)聯(lián)性分析

重慶市位于中亞熱帶的四川盆地東部，由于太陽輻射、大氣環(huán)流、地形等因素綜合影響，形成了典型的中亞熱帶季風(fēng)氣候。主要特點(diǎn)是：夏熱冬暖春早，熱量資源豐富；降水充沛，時(shí)空分布不均；秋多陰雨，冬多云霧，光能資源少；地域差異大，立體氣候明顯。

歷年降雨與氣溫統(tǒng)計(jì)資料顯示，由于重慶地域較小，水電站分布相對集中，降雨具有同時(shí)性，除遇極端干旱天氣，夏季降雨多以大到暴雨等強(qiáng)降雨天氣為主，受強(qiáng)降雨天氣影響，重慶市氣溫均有明顯下降的過程。

汛期集中降雨會造成氣溫的快速下降，氣溫變化趨勢與電網(wǎng)負(fù)荷變化趨勢具有相似性，電網(wǎng)用電負(fù)荷隨氣溫變化而變化。夏季氣溫升高，用電負(fù)荷則增加；氣溫降低，用電負(fù)荷則降低，進(jìn)一步說明重慶市用電負(fù)荷結(jié)構(gòu)中居民、商業(yè)用電比重較大，依賴夏季空調(diào)降溫負(fù)荷。

5、水庫來水對比分析

由于重慶地域較小，水電站分布相對集中，汛期往往來水同一性較強(qiáng)。全網(wǎng)除草街來水受四川影響較大外，其余水電一旦發(fā)生降雨，幾乎來水同時(shí)增加或者相繼增加。此外，重慶為多山地區(qū)，網(wǎng)內(nèi)大部分流域皆為山區(qū)性河流，坡降大，匯流迅速，洪水漲落快，峰型尖瘦，洪量集中。

6、發(fā)電上網(wǎng)及電力外送分析

從近五年重慶全網(wǎng)用電量統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，由于重慶市汛期用電量增長受制于經(jīng)濟(jì)增長放緩及夏季少高溫連晴天氣影響，重慶市汛期用電量在2013年有一個較大幅度增長外，2014、2015年略有降低，全市用電量增長疲軟，但在2012、2014年來水偏豐年份水電發(fā)電量均有較大幅度增長，占全網(wǎng)用電量比例較大，最高達(dá)33.92%，加之火電裝機(jī)不斷增加及夏季外購電影響，客觀上造成了重慶電網(wǎng)消納網(wǎng)內(nèi)水電電量的困難。

結(jié)合2011-2015年汛期來水及氣溫情況發(fā)現(xiàn)，外送電量的多寡主要受網(wǎng)內(nèi)消納能力、電源結(jié)構(gòu)及汛期來水豐枯的影響。當(dāng)汛期降雨充沛，來水偏豐的情況下，往往伴隨著降溫天氣，網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷隨之下降，由于網(wǎng)內(nèi)水電來水具有同時(shí)性的特點(diǎn)，水電負(fù)荷需求增大，但網(wǎng)內(nèi)消納能力萎縮，唯有通過外送途徑或緊急減少外購電，以及調(diào)整火電、燃機(jī)開機(jī)方式等途徑，全力消納水電電量。

2012、2014年水電整體來水偏多的情況下，外送電量較大，其中2014年外送電量達(dá)19.84億kW.h，為歷年之最。2015年，受夏季少連晴高溫天氣、夏季火電百萬級機(jī)組投產(chǎn)及全市用電增長疲軟等因素影響，在全網(wǎng)水電來水偏少兩成的情況下，外送電量達(dá)到第二多的5.64億kW.h。

7、調(diào)峰棄水損失電量

為全力消納網(wǎng)內(nèi)水電，重慶電網(wǎng)采取了以下措施：1）來水時(shí)及時(shí)調(diào)整火電發(fā)電方式，嚴(yán)格控制火電出力，火電機(jī)組長期按最小開機(jī)方式運(yùn)行，且低谷時(shí)段在運(yùn)有深調(diào)能力的電廠全部深度調(diào)峰。2）充分發(fā)揮天然氣機(jī)組啟停方便的優(yōu)勢，多次安排兩江燃機(jī)電廠啟停調(diào)峰，最大限度的給水電騰出發(fā)電空間。3）在網(wǎng)內(nèi)實(shí)在無法消納的情況下，積極向華中分部匯報(bào)，及時(shí)開展富余水電外送交易。

雖然重慶電網(wǎng)竭盡全力采取了一系列措施消納水電，但來水充沛年份部分時(shí)段仍產(chǎn)生了調(diào)峰棄水損失電量，2014、2015年全網(wǎng)水電調(diào)峰棄水損失電量分別達(dá)2.72億kW.h 、1.62億kW.h。

產(chǎn)生調(diào)峰棄水損失電量主要原因如下：

（1）重慶市地域面積小，水電分布相對集中，來水同一性強(qiáng)，洪水陡漲陡落，洪量集中。電網(wǎng)豐水期降溫負(fù)荷比重大，來水期電網(wǎng)負(fù)荷大幅下跌，低谷水電消納困難。

（2）網(wǎng)內(nèi)主力水電調(diào)節(jié)性能差，裝機(jī)前三的彭水、銀盤、草街三大主力水電豐水期調(diào)節(jié)能力均為日調(diào)節(jié)，遇大規(guī)模來水時(shí)，不利于電網(wǎng)消納。

（3）重慶承擔(dān)有三峽、二灘、錦屏官地等水電消納任務(wù)，外購電比重高，剛性強(qiáng)，且除二灘外基本不參與重慶調(diào)峰，如遇突然降雨導(dǎo)致負(fù)荷驟降，往往導(dǎo)致網(wǎng)內(nèi)水電消納非常困難。

（4）鄂渝聯(lián)絡(luò)線輸送能力不足的問題較為突出，加上豐水期四川水電大量外送，導(dǎo)致集中來水時(shí)重慶外送受阻。

8、重慶電網(wǎng)供需形勢

“十二五”期間，全網(wǎng)最大負(fù)荷1463萬千瓦，同比“十五”末增長42.73%，年均增長達(dá)到8%左右；2015年統(tǒng)調(diào)用電量達(dá)到680億千瓦時(shí)，同比增長1.6%左右。受全球經(jīng)濟(jì)大環(huán)境影響，重慶產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，從2014年開始電力需求增速大幅放緩。加之，從2013年開始，由于雙槐二期、石柱、兩江燃機(jī)、神華、二郎等大型機(jī)組集中投運(yùn)，重慶電網(wǎng)自平衡能力大幅提升，電力供需形勢出現(xiàn)“拐點(diǎn)”，“十二五”期間電力供應(yīng)形勢呈現(xiàn)“前緊后松”態(tài)勢。

結(jié)語：提高水能利用水平，減少或避免調(diào)峰棄水損失電量，大力促進(jìn)水電清潔能源的消納，為節(jié)能減排、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。