从湖南水电扩机增容析水电站装机容量选择

卜继勘（水利部湖南省水利水电勘测设计研究院 湖南长沙 410007）  

(亚太小水电中心网站/行业信息　7月22日)

[文  摘] 根据湖南省水电站扩机增容情况，分析水电站扩机增容的必要性，并对装机容量选择存在的问题进行探讨，提出了解决问题的几点建议，即在装机容量选择时要充分考虑梯级的补偿调节作用，认真研究电力市场的发展要求，适应我国市场经济的需要，以及水资源优化配置等因素。

   湖南省水能资源较为丰富，主要分布在湘西及湘西北的河流中上游地区，其中沅水最大，依次是湘水、资水、澧水。根据2003年湖南省水力资源复查成果（初稿），全省水能资源蕴藏量15694.75MW，技术可开发量1620处13232.31MW，相应发电量532.65亿kW·h。截止到1999年全省已建水电站装机容量5710MW，占全省技术可开发量的43.2%，年发电量183亿kW·h。占全省技术可开发量的34.4%。说明湖南省水电资源开发前景广阔，但从资源的量级看，主要以中小型为主，占75.5%（300MW以下）。

   2001年湖南电网统调电厂水电装机容量约3600MW，占总装机容量的48%左、右，如果把为华中电网调峰的东江水电站500MW扣除，则电网水电比重降到42%，湖南电网最大负荷约7000MW，峰谷差约1800MW，调峰问题较为突出。目前火电多为国产机组，平均调峰容量约为开机容量的16.8%，水电站调节性能在季调节以上的约占75%。（统调部分），这些水库基本上都有防洪任务，汛期预留有防洪库容，且装机利用小时数高达5000h左右，不但洪水期要弃水调峰，枯水期亦要弃水调峰，这种运行方式很不经济。为了电网的稳定、安全、经济运行，为向用户提供优质可靠的电能，广泛开展电力系统的调峰电源研究和弃水电能的利用研究，以缓解和满足电力负荷日益增长的需要是十分必要的。

1 装机容量选择现状及存在的问题

   水电站装机容量选择主要取决于二个方面的因素，其一是河川径流大小及其分配特性，水库调节性能，水电站利用水头等特征；其次是水电站的供电范围、电力系统负荷发展规模及其各项负荷特性指标。地区能源资源、电源组成及其水电比重等。从已有的资料和情况来看，由于湖南省电力系统或地方电网负荷的不断增长，河流（河段）梯级开发情况的变化，以及过去一些电站的水能参数选择，是在特定的政治、经济、历史条件下的产物，客观规划决策受阻，使设计成果受到影响，使得目前一些已建水电站存在装机容量偏小，而存在扩机增容的问题。除此以外，因综合利用开发目标的调整，水资源优化配置，而需要扩机增容，综合而言，在装机容量选择上主要存在以下问题。为便于分析，将湖南省拟扩机增容水电站的主要水能指标与扩机原因（见表1）。

1）在水电站装机容量选择时，特别是中小型水电站的装机容量选择时，研究电力市场较少。随着社会主义计划经济向市场经济转变，电力市场开始由“数量型”向“质量型”转变，水电站也由过去的放开“发”发展到规定上网指标限制“发”。因此在水电站的装机容量选择时要认真研究电力市场的变化，包括供电范围可能的变化对装机容量的影响，对于中型及以上的水电工程，不能简单的用年利用小时数和水量利用系数来确定装机容量，而应认真研究设计负荷水平年，供电范围、电源结构、三峡向湖南送电的影响等因素，通过电力电量平衡，技术经济比较后综合确定。

2）在电站装机容量选择时，上游规划梯级的建设对设计水电站的影响分析较少，近远期结合考虑得不够。

3）受建设资金和政策的影响，人为降低装机规模，在实施中又未预留扩机位置，给扩机带来困难。

4）水电站在建设过程中，业主更换，供电范围变化，由小电网改供大电网，电站的调峰容量将加大，有利于扩大装机容量，充分发挥电站效益，但业主为减少麻烦没有对装机容量进行重新论证。从而造成装机容量偏小。

5）综合利用水库电站，因灌区节水意识增强、种植结构调整，灌溉面积缩小等原因综合用水锐减，为实现水资源优化配置，电站扩机增容成为必然。

2 对装机容量选择的几点建议

2.1在装机容量选择时要充分考虑梯级开发的补偿调节作用

对装机容量的论证，以设计水平年时的必需容量为主来确定装机规模，同时要考虑设计水平年前后，后续电站对设计电站装机容量的影响，通过逐年电力电量平衡，加以动态的经济比较、选择经济合理的方案。对于水能资源相对较少的地区，论证设计装机时，一方面应根据供电范围和负荷预测进行电力电量平衡，另一方面要分析供电范围内可能开发的水能资源的丰富程度，远景电力系统对设计水电站可能提出的要求。以及枢纽布置方面扩大装机的条件，必要时在枢纽设计中考虑为远景扩机留有余地，避免造成难以解决的困难。因此应加强宏观战略规划，研究合理的预留扩机位置和扩建方式，在经济合理的条件下留有余地。如湖南三江口水电站位于澧水流域下游，上游已建有江垭水库，该水库调节库容11.64亿m³，坝址控制流域面积3711km²，装机容量300MW，具有年调节性能，皂市水库控制流域面积300MW，调节库容9.66亿m³，具有年调节能力，该工程已开工建设，另外还有宜冲桥、黄虎港、新街等一批有一定调节性能的水库正待建设，由于上游水库的“拦洪蓄水”作用明显，使得三江口电站的绝大部分重复容量转化为工作容量或必需容量，三江口电站的季节性电能转化为保证电能，为三江口电站扩机创造了有利条件。上游已建的渔潭、江垭和皂市水电站满发下泄流量为870m³/s，大于三江口现有机组的过流量565m³/s，由于三江口水库仅有日调节能力，如不扩机将造成弃水。在三江口水电站建设时，由于上游梯级电站规划和建设时间的不确定性，加之建设资金缺口较大等原因，选择的装机规模偏小，也没有预留扩机位置，给扩机带来一定困难。

2.2装机容量选择应充分研究电力系统和电力市场的发展要求

电力系统和电力市场是影响电站装机容量的重要因素，负荷参数和负荷预测亦是装机容量论证的基本资料，直接影响装机规模，对电力系统运行的历史资料，要像对待径流资料一样进行整编，剔除人为因素，用长系列统计负荷参数编制负荷曲线，较好的反映电力系统的特点。使未来负荷发展基本与预测的结果相符合，电站的设计规模在设计水平年内不致于随着时间的推移而有大的变化。为使决策更准确，在负荷和市场预测时，应考虑各种不确定因素变化，进行敏感性分析，对大小电网有重大作用的电站，应认真坚持进行电力电量平衡，以研究装机规模的合理范围及其必要性和合理性。

2.3装机容量的选择应适应社会主义市场经济的发展需要

随着经济体制改革的不断深化，如何处理好中央与地方，大网与小网的利益，业主要求与行业规定、标准、规程规范的关系，是当前经济、技术政策要解决的课题。在社会主义市场经济条件下，多渠道融资与偿还贷款本息、项目业主负责制等政策的实施，有时业主对工程主要参数，如对装机容量提出具体要求，也是可以理解的。但是合理开发水能资源是设计者应遵循的基本原则，因此需要制定正确处理两者关系的政策和法规、修订或补充现行的行业规程规范。以适应市场经济的需要，例如：最近承担的一小型水电站工程设计，该电站具有季调节性能，经技术经济比较，装机容量20MW较合理，但业主为争取小水电的一些优惠政策而控制投资，只要求装机容量13MW，将使一部分水能资源得不到利用。

2.4   对中小型水电站装机容量选择需要考虑联网的影响

湖南省是一个大小电网并存的省份，对中小型水电站而言，由于投资主体的变更和利益的不同。大小电网的联网和改供，使得选择的装机容量偏小，如已建的高滩、白云等电站，在设计时只考虑供小电网，在建设中，业主更换后，改供大电网，供电范围扩大后为扩大装机规模提供了有利条件，但因种种原因，而没有重新进行装机规模的论证工作。使原有装机容量偏小。因此，对于中小水电站供电范围发生变化的电站要进行必要的装机容量补充论证工作，尽可能在水电站的施工中更改装机规模，或为将来发展留有余地，对边远地区相对独立运行的电站，特别是一些调节性能好的电站，在当地水能资源丰富且近期负荷水平较低的情况下，要认真研究联网的必要性和可能性，以提高水电站的运行条件、供电质量和经济效益。

2.5   用水资源优化配置的观点选择装机容量

综合利用多目标开发水库均存在水资源优化配置的问题。而实现水资的优化配置离不开市场经济手段。从过去已建的一些水库电站来看，由于开发目标的调整，灌溉面积减少，节水意识增强，灌溉制度改变，富余水量增加，对这部分富余水资源进行重新配置，必然存在优化问题。对于距城区较远的水库电站，扩大装机容量，增加发电量，解决电网的调峰问题是一种理性选择。如湖南欧阳海水库电站，坝址多年平均来水量41亿m³，总库容4.25亿m³，具有季调节性能，设计灌溉面积72.99万亩，装机容量3×12MW。由于灌溉面积减小，灌区节水配套设施建设，富余水量增加，水量利用系数仅60%（包括灌溉），年平均有15亿m³水量被弃置，弃水电量约1亿kW·h。由于该电站所在的郴州电网峰谷矛盾突出，急需调峰容量，欧阳海电站扩机后可增加调峰容量，经论证，电站扩机42MW，总装机容量为78MW。

3 结语

    水电站的经济性不单纯是表现在单位千瓦投资和单位度电投资上，关键是要看水电站的实际经济性效益。其次在选择装机容量时要认真考虑梯级开发的补偿调节作用，大小电网联网、社会主义市场经济的发展，水资源优化配置等对装机容量选择的影响。做到近远期结合，为水电站扩机创造良好的条件。

湖南省拟扩机水电站主要水能指标表

表1

（刊登于《小水电》2003年第4期)

来源：《小水电》编辑部编辑供稿