一朵喵

來自雪球
發(fā)布于07-01 10:32
【資料分享】長江沿線水電站調(diào)研：水電機(jī)組已基本滿負(fù)荷

汛期水電能夠帶來多大的邊際增量貢獻(xiàn)？
　　水力發(fā)電是利用水力(具有水頭)推動(dòng)水力機(jī)械(水輪機(jī))轉(zhuǎn)動(dòng)，將水能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。在水輪機(jī)上接上另一種機(jī)械(發(fā)電機(jī))，隨著水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。水力發(fā)電在某種意義上是水的勢能變成機(jī)械能，又變成電能的過程。
　　水電機(jī)組發(fā)電能力=流量×水頭×效率。其中，水頭為上下水位的差值，一般變化不大，汛期水頭較額定水頭小，枯水期水頭較額定水頭大，這主要跟大壩枯水期需要蓄水，而汛期需要排水有關(guān)。
　　事實(shí)上，汛期大壩的上游水位偏低，水頭也相對(duì)偏小，枯水期因蓄水的關(guān)系，上游水位反而較高，水頭也偏大。
　　據(jù)葛洲壩水電站工作人員介紹，葛洲壩重力勢能轉(zhuǎn)換為水輪機(jī)機(jī)械能的效率為95%，水輪機(jī)機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的效率為98%。
　　由于水頭及效率相對(duì)固定，水電發(fā)電量與水流量關(guān)系最大，發(fā)電量會(huì)隨著來水量的變化而呈現(xiàn)季節(jié)性的變化。
　　另據(jù)了解，三峽水電站正常蓄水位為175米，防洪限制水位為145米，最高下游水位為83.1米。一般情況下，6月10日前，水庫蓄水位會(huì)從175米降至145米，9月10日（豐水季中后期）開始，每天以0.5米的速度蓄水，到枯水期，水位基本可至175米。此外，三峽水電站的水頭在71—113米，額定水頭在80.6—85米。其中，左岸為80.6米，右岸為85米。與葛洲壩水電站一樣，三峽水電站也是枯水期上游水位高，水頭大，而汛期上游水位低，水頭小。
　　福能期貨動(dòng)力煤研究員方婕認(rèn)為，水流量影響機(jī)組開機(jī)數(shù)，水頭影響水資源利用率。
　　“汛期，長江水域多數(shù)電站在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，直到汛期結(jié)束，水電站機(jī)組才有機(jī)會(huì)進(jìn)行檢修?！备鹬迚嗡娬竟ぷ魅藛T解釋，葛洲壩機(jī)組的檢修時(shí)間為10月1日至次年5月25日，由于來水量逐漸減少，機(jī)組可輪換著檢修。
　　相比葛洲壩，向家壩水電站機(jī)組規(guī)模小，只有8臺(tái)，檢修時(shí)間相對(duì)短一些，主要集中在11月至次年4月底。正是檢修時(shí)間短，向家壩機(jī)組的可利用小時(shí)數(shù)相對(duì)高一些。
　　數(shù)據(jù)顯示，截至5月，全國規(guī)模以上電廠水電發(fā)電量為3743 億千瓦時(shí)，同比增長 16.7%，水電機(jī)組平均利用小時(shí)數(shù)為1295.15，同比增長13.44%，而年初，水電裝機(jī)容量同比增幅僅4.9%?？梢钥闯觯?—5月水電發(fā)電量增加的主要原因是機(jī)組可利用小時(shí)數(shù)增加。
　　據(jù)了解，1—5 月，降水量最多的地區(qū)依次是江西、廣東、廣西東部、福建、江蘇和浙江，主要集中在長江中下游。前5個(gè)月水電發(fā)電量增幅較大，一是水電淡季基數(shù)較低，可利用小數(shù)時(shí)較低，降雨量增加后，機(jī)組可利用小時(shí)數(shù)有所提升；二是小水電機(jī)組發(fā)力，從主要降雨區(qū)域來看，小水電機(jī)組分布廣，對(duì)水電增加的貢獻(xiàn)也大?！　?br /> “7—9月，汛期到來，降雨量雖然增加，但多數(shù)水電機(jī)組會(huì)滿負(fù)荷運(yùn)行，水電發(fā)電的增量，將更多得益于機(jī)組裝機(jī)容量的提升。預(yù)計(jì)三季度水電發(fā)電量同比增幅在5%—8%，增幅環(huán)比回落。”中信期貨動(dòng)力煤研究員崔春光說。

水流量與發(fā)電量成正比有前提
　　在調(diào)研中，期貨日?qǐng)?bào)記者了解到，洪水來勢過猛，水流量雖然很大，但對(duì)水電站發(fā)電無益。水電站有其全部機(jī)組對(duì)應(yīng)的滿負(fù)荷流量，超過該流量，電站會(huì)開啟泄洪閘口，將過多的水資源釋放。此過程稱為泄洪。
　　水電站有獨(dú)立的泄洪閘口，其位于大壩中部。泄洪閘口數(shù)量×單個(gè)閘口最大流量=大壩最大泄洪量。泄洪閘口兩側(cè)分布發(fā)電機(jī)組。
　　據(jù)葛洲壩水電站工作人員介紹，葛洲壩有27個(gè)泄洪閘口，均位于大壩中部，兩側(cè)分別是葛洲壩左岸發(fā)電站和右岸發(fā)電站，機(jī)組總計(jì)22臺(tái)，總裝機(jī)容量296萬千瓦。大壩全部機(jī)組滿負(fù)荷發(fā)電時(shí)，水流量需1.8萬—2萬立方米/秒。超過該流量，就要考慮開啟泄洪閘口，將過多的水量排出。
　　調(diào)研當(dāng)天，水流量達(dá)到2.4萬立方米/秒，葛洲壩水電站開啟了4個(gè)泄洪閘口。
　　三峽水電站及向家壩水電站也是類似設(shè)計(jì)，大壩的中部為泄洪壩，發(fā)電機(jī)組的壩段位于泄洪壩的兩側(cè)。不同的是，大壩泄洪速度更快。
　　據(jù)三峽水電站工作人員介紹，三峽水利樞紐主要由大壩、水電站和通航建筑物三部分組成，泄洪壩段居中，兩側(cè)為電站廠房和非溢流壩段，當(dāng)汛期水流量達(dá)到3.1萬立方米/秒時(shí)，32臺(tái)機(jī)組就可滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　“向家壩水電站是金沙江梯級(jí)開發(fā)中的最末端一個(gè)電站，2015年竣工，以發(fā)電為主，兼顧防洪、改善通航條件和灌溉，同時(shí)具有攔沙和對(duì)溪洛渡水電站進(jìn)行反調(diào)節(jié)的功能。當(dāng)流水量達(dá)0.6萬立方米/秒時(shí)，向家壩8臺(tái)機(jī)組就可滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)?！毕蚣覊喂ぷ魅藛T介紹。
　　“超過滿負(fù)荷流量，水電站就會(huì)泄洪。泄洪說明該電站全部機(jī)組是滿負(fù)荷發(fā)電的，只是富裕的水資源不便儲(chǔ)存，未能將‘洪水資源化’?！鄙鲜龈鹬迚蜗嚓P(guān)負(fù)責(zé)人表示，為了達(dá)到“洪水資源化”的目的，水電站正在努力，如今已實(shí)現(xiàn)長江四庫聯(lián)調(diào)，共同防御洪水，由國家電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)動(dòng)，最優(yōu)化發(fā)電。
　　聯(lián)調(diào)電站從上游到下游，分別有溪洛渡水電站、向家壩水電站、三峽水電站及葛洲壩水電站。當(dāng)洪水來襲，根據(jù)洪水發(fā)生區(qū)域、發(fā)生時(shí)間，并結(jié)合各水庫當(dāng)時(shí)的水位及蓄水能力，分級(jí)對(duì)洪水進(jìn)行一定的儲(chǔ)蓄，避免水資源的浪費(fèi)。
　　當(dāng)前，三座水電站的水位基本處于滿發(fā)狀態(tài)，后期發(fā)電量提高空間有限。
　　“今年長江洪峰或出現(xiàn)在7月，三峽水電站洪峰時(shí)的水流量預(yù)計(jì)為6.5萬—6.7萬立方米/秒，小于2009年同期的7萬立方米/秒，屬于可控范圍?！鄙鲜鋈龒{水電站工作人員說。
　　此外，降水的區(qū)域和發(fā)電量也有關(guān)系。水力發(fā)電的基本原理是將水的勢能轉(zhuǎn)化為電能。因此，在考慮降雨量時(shí)，必須要考慮降水的區(qū)域。只有當(dāng)降水區(qū)域在水電站上游時(shí)，才能提升發(fā)電量，若降水集中在中下游，反而會(huì)提高中下游水位，造成庫區(qū)水位差下降，進(jìn)而影響發(fā)電效率。
　　“即使7—8月來水量增加，但考慮到當(dāng)前水電站已經(jīng)滿發(fā)，繼續(xù)提高發(fā)電量的空間不大?！眹┚财谪浐谏芯繂T金韜補(bǔ)充說，2012年的來水量并不比1998年小，但在三峽等一系列水利樞紐的提前防控和調(diào)節(jié)下，未造成破壞性影響。此外，本輪汛期的降水并不集中于長江一個(gè)流域，其影響也會(huì)小于之前。


沿海省份水電替代效應(yīng)在增強(qiáng)
　　水電雖為清潔能源，但由于成本偏低，上網(wǎng)電價(jià)較火電低。整體來看，大型電站上網(wǎng)電價(jià)有所不同，這與電站所處的位置及其供電的終端都有關(guān)系。
　　葛洲壩水電站送往湖北的水電，上網(wǎng)電價(jià)為0.195元/千瓦時(shí)，其余為0.255 元/千瓦時(shí)。三峽電站送湖北的水電，上網(wǎng)電價(jià)為0.2506元/千瓦時(shí)，其余為0.2525元/千瓦時(shí)。向家壩通過直流線路將發(fā)電量的80%—90%輸往上海，上網(wǎng)電價(jià)為0.3149元/千瓦時(shí)。
　　若前期投資已收回，或拆遷費(fèi)用較低，在運(yùn)行成本低廉的背景下，水電站的利潤就很可觀了，明顯好于火電廠。以三峽水電站為例，其綜合上網(wǎng)電價(jià)約為0.25元/千瓦時(shí)，利潤近0.125元/千瓦時(shí)，利潤占銷售價(jià)格的50%。
　　崔春光給出一個(gè)例子：江蘇某火電廠6月的燃料長協(xié)價(jià)格為402元/噸，發(fā)電完全成本為0.24元/千瓦時(shí)。其中，燃料成本為0.157元/千瓦時(shí)，設(shè)備折舊、管理費(fèi)用及人工費(fèi)用為0.083元/千瓦時(shí)，扣除稅費(fèi)為0.0695元/千瓦時(shí)，利潤僅剩0.10元/千瓦時(shí)。
　　上網(wǎng)電價(jià)較低，但水電站利潤良好，水電對(duì)火電的替代效應(yīng)逐漸增強(qiáng)。
　　葛洲壩、三峽及向家壩三座水電站中，對(duì)電力消費(fèi)地區(qū)煤炭消耗產(chǎn)生抑制的是三峽和向家壩水電站，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^特高壓及高壓線路，將電能輸送至沿海省份，而葛洲壩的電力資源主要在湖北省內(nèi)消納。
　　三峽水電站最大輸電半徑為1000公里，電能主要送往華東、華中和廣東，輸電占比分別為40%、40%和20%。三峽水電站位于國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)之間，它的建成，促進(jìn)了全國電力聯(lián)網(wǎng)的形成。
　　向家壩水電站主要供電華東地區(qū)，兼顧川、滇兩省。向家壩水電站的電能通過特高壓直流線路，優(yōu)先供應(yīng)上海。向家壩水電站的電能通過500千伏交流變電站發(fā)至800千伏直流變電站，再通過800千伏直流特高壓線路輸送至上海。在此過程中，由于使用直流電輸送，損失較小。
　　“西南水電的特高壓配套建設(shè)，使得水電資源較穩(wěn)定地輸送至華東地區(qū)?！贝薮汗庹f，由于西南富水電，而華東為主要電力消費(fèi)區(qū)域，因此國家在西南建設(shè)大型水電站的時(shí)候，會(huì)配套建設(shè)相應(yīng)的特高壓線路。如2009年11月13日投運(yùn)的向家壩—上海的800千伏直流特高壓線路、2012年12月12日投運(yùn)的錦屏—蘇南的800千伏直流特高壓線路及2014年7月3日投入運(yùn)營的溪洛渡左岸—浙江金華的800千伏直流特高壓線路。通過特高壓線路將水電輸送至沿海省份，以減少當(dāng)?shù)孛禾啃枨??！　?br /> 崔春光算了一筆賬：目前特高壓及高壓對(duì)接的四大電站，通過輸送水電，每年對(duì)華東地區(qū)標(biāo)煤的消費(fèi)量減少約3687萬噸。其中，三峽水電站向華東地區(qū)輸送水電約356億千瓦時(shí)，相當(dāng)于節(jié)省標(biāo)煤1092萬噸；向家壩水電站向上海輸送水電約262億千瓦時(shí)，相當(dāng)于節(jié)省標(biāo)煤804萬噸；溪洛渡左岸水電站每年向浙江地區(qū)輸送水電約400億千瓦時(shí)，相當(dāng)于節(jié)省標(biāo)煤1228萬噸。