吉林省電網(wǎng)抽水蓄能電站需求空間分析

胡亮

（中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林長春130021）

吉林省電網(wǎng)抽水蓄能電站需求空間分析

胡亮

（中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林長春130021）

文章通過“電力系統(tǒng)電源優(yōu)化和生產(chǎn)模擬模型”，對吉林省電網(wǎng)抽水蓄能電站經(jīng)濟(jì)合理的需求空間進(jìn)行分析，為項(xiàng)目投資決策提供依據(jù)。

吉林省電網(wǎng)；抽水蓄能；需求空間

1　電力系統(tǒng)概況

吉林省電網(wǎng)位于東北電網(wǎng)的中部，南連遼寧電網(wǎng)、北接黑龍江電網(wǎng)，現(xiàn)已覆蓋省內(nèi)的長春、吉林、四平、遼源、通化、白山、白城、松原和延邊等9個地區(qū)。2014年全省共有500kV變電站11座，總變電容量為17813MV，500kV輸電線路總長2664km；220kV公用變電站78座，總變電容量19599MVA，220kV輸電線路總長10087km。

2014年底，全省全口徑總裝機(jī)容量為25599.0MW，其中水電3771.9MW，占14.73%；煤電17683.5MW，占69.08%；風(fēng)電4079.8MW，占15.94%；生物質(zhì)及光伏63.8 MW，占0.25%。全年完成發(fā)電量758.28億kW·h，同比增長-1.88%。2014年全省全社會最大負(fù)荷11537MW，同比增長3.4%；統(tǒng)調(diào)最大負(fù)荷8876MW，同比增長3.02%；最大峰谷差為3504MW，同比增長5.1%。

2　電網(wǎng)調(diào)峰運(yùn)行中存在的主要問題

吉林省電網(wǎng)雖然水電裝機(jī)比重較大，但吉林省電網(wǎng)中的大中型水電站均由東北電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度，承擔(dān)東北電網(wǎng)調(diào)峰及備用任務(wù)，分配吉林省的水電容量為東北電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)水電的22.26%，相當(dāng)于省內(nèi)水電裝機(jī)容量的30%。在此前提下，水電比重僅占系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)裝機(jī)的10.9%。所以，緊靠常規(guī)水電不能從根本上解決電網(wǎng)調(diào)峰問題，不得不采用火電機(jī)組進(jìn)行調(diào)峰。在火電裝機(jī)中，熱電機(jī)組比重越來越大，能調(diào)峰的火電機(jī)組十分有限，電網(wǎng)冬季調(diào)峰十分困難。另外，電網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)比重逐年增加，已逐漸成為電網(wǎng)第二大電源，其發(fā)電容量的增加和運(yùn)行的不確定性又進(jìn)一步加劇了吉林省電網(wǎng)的調(diào)峰難度；由于缺少調(diào)峰電源，電網(wǎng)棄風(fēng)嚴(yán)重。為保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，迫切需要建設(shè)一定規(guī)模的抽水蓄能電站。

3　負(fù)荷預(yù)測與電源規(guī)劃

根據(jù)吉林省電網(wǎng)遠(yuǎn)景規(guī)劃，預(yù)測吉林省電網(wǎng)2020年全社會需電量為989億kW·h，綜合最大負(fù)荷為19200 MW，冬、夏季典型日負(fù)荷率（γ）分別為0.769和0.855，最小負(fù)荷率（β）分別為0.578和0.681。

根據(jù)電源建設(shè)規(guī)劃及機(jī)組退役計(jì)劃，到2020年吉林省電網(wǎng)規(guī)劃的總裝機(jī)容量為39000MW，其中水電4508.6 MW，抽水蓄能1700MW，火電18310MW，風(fēng)電10150 MW，核電2500MW，其他1840MW，分別占全網(wǎng)總裝機(jī)的11.6%，4.4%，46.9%，26.0%，6.4%和4.7%。

4　抽水蓄能電站容量配置

4.1計(jì)算參數(shù)及方案擬定

依據(jù)吉林省電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測及電源規(guī)劃，擬定新建不同容量抽水蓄能電站組成若干方案，對吉林省電網(wǎng)2020年負(fù)荷水平進(jìn)行電力電量平衡、生產(chǎn)模擬計(jì)算和系統(tǒng)費(fèi)用現(xiàn)值計(jì)算，以系統(tǒng)費(fèi)用現(xiàn)值最小為原則，分析吉林省電網(wǎng)抽水蓄能容量經(jīng)濟(jì)合理的需求空間。

在費(fèi)用現(xiàn)值計(jì)算中，參照有關(guān)已建工程及設(shè)計(jì)電站成果，取抽水蓄能電站建設(shè)期為7年，靜態(tài)投資4000元/ kW，運(yùn)行費(fèi)率采用2.5%。燃煤火電機(jī)組的投資亦為4000元/kW，建設(shè)期為4年，運(yùn)行費(fèi)率采用4%（不含燃料費(fèi)）。綜合標(biāo)煤單價采用650元/t，計(jì)算期取37年，社會折現(xiàn)率為8%，折現(xiàn)基準(zhǔn)年為工程開工的第一年年初。

4.2參加平衡的電源

1）抽水蓄能電站。目前已建的吉林白山抽水蓄能電站300MW由東北電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)用，所以吉林省電網(wǎng)的電力電量平衡，抽水蓄能電站按新建不同的抽水蓄能容量方案考慮。2020年抽水蓄能容量方案從0～3600MW。

2）常規(guī)水電站?？紤]到吉林水電需要送電遼寧電網(wǎng)，東北電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)水電的22.26%分配給吉林電網(wǎng)，相當(dāng)于省內(nèi)統(tǒng)調(diào)水電裝機(jī)的30%，即白山（1500MW）、紅石（200 MW）、豐滿（1480MW）、云峰（200MW）、渭源（195 MW）、小山（160MW）等水電站自留30%容量，松江河上的雙溝（280MW）、石龍（70MW）及兩江（60MW）、臨江（150MW）等其他水電為吉林省調(diào)用。2020年吉林省電網(wǎng)可調(diào)用的水電容量為1680MW。

3）火電機(jī)組。根據(jù)電源建設(shè)規(guī)劃及機(jī)組退役計(jì)劃，到4）核電機(jī)組。根據(jù)電源規(guī)劃，到2020年，吉林省電網(wǎng)規(guī)劃核電機(jī)組容量為2500MW，為保障核電安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行，一般不要求其承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)。

2020年，吉林省電網(wǎng)火電機(jī)組容量為18310MW，其中能調(diào)峰的火電機(jī)組為6860MW，熱電機(jī)組9061MW，其他2389MW。調(diào)峰火電機(jī)組中：單機(jī)容量200MW機(jī)組800 MW，調(diào)峰幅度按30%考慮；單機(jī)容量300～600MW機(jī)組為6000MW，調(diào)峰幅度45%。

4.3電力電量平衡及經(jīng)濟(jì)比較

依據(jù)上述指標(biāo)，在電力電量平衡、生產(chǎn)模擬計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)費(fèi)用現(xiàn)值計(jì)算，計(jì)算成果見表1。

從表1可以看出，吉林省電網(wǎng)在設(shè)計(jì)水平年2020年各調(diào)峰電源配置方案中，以方案4的系統(tǒng)費(fèi)用現(xiàn)值為最小，表明吉林省電網(wǎng)在現(xiàn)行的分電情況下，到2020年需要新增2400MW抽水蓄能容量才能達(dá)到系統(tǒng)電源的合理配置。屆時，吉林省電網(wǎng)抽水蓄能電站裝機(jī)容量占系統(tǒng)總裝機(jī)容量的比例為10%左右，占最大負(fù)荷的比例為12%左右，與國內(nèi)外以火電為主電網(wǎng)中抽水蓄能容量所占比例相接近，說明吉林省電網(wǎng)2020年配置2400MW的抽水蓄能容量是比較經(jīng)濟(jì)合理的。

表1　吉林省電網(wǎng)2020年抽水蓄能容量配置方案比較表

5　結(jié)　論

1）從電網(wǎng)優(yōu)化配置分析來看，吉林省具有建設(shè)抽水蓄能電站的需求空間。

2）從吉林省資源發(fā)展情況來看，可開發(fā)的調(diào)峰電源十分有限，而抽水蓄能是最直接可行的可開發(fā)能源。

3）吉林省水力資源開發(fā)程度較高，目前全省已開發(fā)的水力資源近80%，除正在開發(fā)的電站外，水力資源開發(fā)已近尾聲，繼續(xù)開發(fā)潛力不大；煤炭資源比較匱乏，自給率不足50%。東北地區(qū)雖然吉林省電網(wǎng)水電裝機(jī)比重較大，但因省內(nèi)水電裝機(jī)容量主要承擔(dān)東北電網(wǎng)的調(diào)峰任務(wù)，吉林省電網(wǎng)實(shí)際可利用的水電容量并不多，按目前關(guān)口調(diào)度模式，水電裝機(jī)僅占總裝機(jī)容量的10%左右，電網(wǎng)不得不以燃煤火電機(jī)組進(jìn)行調(diào)峰。而在火電裝機(jī)中，200MW及以上能調(diào)峰的火電機(jī)組十分有限；另外吉林省地處寒冷地區(qū)，電網(wǎng)中不能調(diào)峰的熱電機(jī)組比重越來越大。盡管名義上吉林省電網(wǎng)水電裝機(jī)容量比重相對較大，但實(shí)際上吉林省電網(wǎng)的調(diào)峰問題是十分突出的。

綜上所述，為解決電網(wǎng)日益嚴(yán)重的調(diào)峰問題，改善電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)，提高供電質(zhì)量，為省間輸送電提供穩(wěn)定的電源保障，為風(fēng)電和核電開發(fā)創(chuàng)造有利條件，建設(shè)一定規(guī)模的抽水蓄能電站意義重大。

TV743

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1002－0624（2015）12－0014－01

2015-09-17