安徽省下滸山抽水蓄能電站建設(shè)必要性分析

(長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限責(zé)任公司， 湖北 武漢 430010)

1 工程概況

1.1 地理位置

安徽省下滸山抽水蓄能電站位于安慶市境內(nèi)菜子湖水系主要支流大沙河中游，大沙河發(fā)源于大別山東南麓，匯流面積1 396 km2，河道長度 90.8 km，平均比降 2.4‰。

上水庫位于下滸山水庫工程壩址上游 3.6 km處大沙河中游左岸山頂，主要淹沒區(qū)屬安慶市桐城市青草鎮(zhèn)，上庫壩址匯流面積 1.77 km2，多年平均流量為 0.042 m3/s。下水庫為2015年開工在建的下滸山水利樞紐工程水庫，位于安慶市潛山縣源潭鎮(zhèn)境內(nèi)大沙河中游處，壩址控制流域面積422 km2，多年平均入庫流量 10.7 m3/s，工程開發(fā)任務(wù)以防洪、灌溉、供水為主，兼顧發(fā)電。

1.2 工程規(guī)模

下滸山抽水蓄能電站工程上庫正常蓄水位475 m，死水位448 m，調(diào)節(jié)庫容為1 661萬m3，設(shè)計洪水位 475.88 m，校核洪水位 476.15 m，總庫容2 218萬m3；下庫下滸山水利樞紐工程水庫正常蓄水位115 m，死水位90 m，調(diào)節(jié)庫容為 1.282億m3，設(shè)計洪水位 115.7 m，校核洪水位117.69 m，總庫容1.96億m3。下滸山抽水蓄能電站擬裝設(shè)4臺單機(jī)300 MW的立式混流式水泵水輪機(jī)組，預(yù)計年均抽水電量 40.7億kW·h，年均發(fā)電量 30.5億kW·h。

下滸山抽水蓄能電站工程屬一等大(1)型工程，額定水頭349.5 m，最大揚(yáng)程與最小水頭比為1.2，距高比約 3.83。上水庫主壩采用混凝土面板壩，壩頂高程480 m，最大壩高74 m，壩頂長727 m；副壩采用土工膜心墻壩，壩頂高程473 m，最大壩高18 m，壩頂長300 m；采用混凝土連接墻連接主壩、副壩；引水系統(tǒng)及尾水系統(tǒng)主洞均采用兩機(jī)一洞的布置，均布置有2條主洞，輸水系統(tǒng)軸線總長約1697.6～1 728.9 m；地下廠房系統(tǒng)采用中部開發(fā)方案，布置于左岸山體中，距上庫主壩右壩肩約430 m；下水庫出(進(jìn))水口位于下滸山水利樞紐工程壩址上游約4 km處。

1.3 工程效益

根據(jù)現(xiàn)階段投資匡算，按2017年6月價格水平，下滸山抽水蓄能電站工程靜態(tài)投資約 56.21億元，單位千瓦靜態(tài)投資4 684元，與近2 a同地區(qū)其他在建、規(guī)劃抽水蓄能電站工程單位千瓦靜態(tài)投資水平相當(dāng)。工程裝機(jī)容量1 200 MW，具有周調(diào)節(jié)性能，建成后主要承擔(dān)安徽電網(wǎng)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用任務(wù)，可提高安徽電力系統(tǒng)的調(diào)峰能力，進(jìn)一步改善電網(wǎng)的供電質(zhì)量，維護(hù)電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行，工程效益顯著。

2 我國抽水蓄能電站的建設(shè)發(fā)展及展望

我國抽水蓄能電站建設(shè)起步較晚，1968年建成的河北崗南抽水蓄能電站，裝機(jī)容量11 MW，1975年北京密云抽水蓄能發(fā)電站投運(yùn)，裝機(jī)容量22 MW。隨著改革開放，我國逐步發(fā)展成為世界貿(mào)易大國和制造業(yè)大國，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高對電力能源的需求迅猛加劇，電力系統(tǒng)對具備儲能、調(diào)峰填谷功能的抽水蓄能電站的需求更加迫切。20世紀(jì)90年代和21世紀(jì)初，國內(nèi)抽水蓄能電站建設(shè)經(jīng)歷了2次發(fā)展高潮，截至2015年底，已建與在建抽水蓄能電站47座，投運(yùn)裝機(jī)規(guī)模約23 000 MW，在建裝機(jī)規(guī)模約11 000 MW。據(jù)水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃，“十三五”期間國內(nèi)抽水蓄能電站開工規(guī)模約60 000 MW。

建設(shè)實(shí)踐積累的技術(shù)和工程經(jīng)驗(yàn)，使我國抽水蓄能電站設(shè)計、制造和建設(shè)水平達(dá)到世界先進(jìn)水平之列。運(yùn)行水頭方面，目前國內(nèi)已建的西龍池抽水蓄能電站運(yùn)行水頭達(dá)640 m(裝機(jī)規(guī)模1 200 MW)；裝機(jī)容量方面，在建的豐寧、仙居抽水蓄能電站機(jī)組裝機(jī)容分別為400 MW與375 MW，在建其他大型抽水蓄能電站主要為300 MW級別機(jī)組；裝機(jī)規(guī)模方面，最大的為在建的豐寧抽水蓄能電站，工程一期、二期合計裝機(jī)容量3 600 MW。據(jù)水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃，我國在“十三五”期間將實(shí)現(xiàn)400 MW級、700 m級超高水頭超大容量抽水蓄能機(jī)組設(shè)計制造的自主化，以及研發(fā)變速抽水蓄能機(jī)組。

3 下滸山抽水蓄能電站開發(fā)的必要性

鑒于抽水蓄能電站的容量效益、調(diào)峰填谷節(jié)煤的靜態(tài)效益，以及事故備用、調(diào)頻調(diào)相、黑啟動、提高電力系統(tǒng)可靠性及穩(wěn)定性的動態(tài)效益，下滸山抽水蓄能電站的建設(shè)將對安徽電力系統(tǒng)乃至華東電網(wǎng)起到重要作用。

據(jù)《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，“十三五”期間，華東地區(qū)除本區(qū)域常規(guī)電源及核、風(fēng)、光等新能源的投產(chǎn)外，還將新增外來電力38 000 MW，遠(yuǎn)距離大規(guī)模輸電需要華東電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行靈活、反應(yīng)快速的良好動態(tài)響應(yīng)特性支撐電源，下滸山抽水蓄能電站具有優(yōu)越的調(diào)峰、填谷功能，運(yùn)行方便靈活、可用率及啟動成功率高、啟?？焖?，具有調(diào)頻、調(diào)相、系統(tǒng)緊急事故備用等功能，有利于穩(wěn)定電網(wǎng)周波、提高電網(wǎng)的電壓合格率水平，有利于華東電網(wǎng)對新能源和外來電力的消納，從而保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定性和可靠性。

安徽電網(wǎng)是以火電為主的電網(wǎng)，截至2013年底，安徽省各類電站總裝機(jī)容量39 331 MW，其中，火電35 967 MW，占比 91.45%，常規(guī)水電1 136 MW，抽水蓄能1 680 MW，風(fēng)電492 MW，其他56 MW。據(jù)預(yù)測，2020年安徽省需電量和最大負(fù)荷為2 470億kW·h、46 000 MW，2025年需電量和最大負(fù)荷為3 380億kW·h、63 000 MW。根據(jù)目前負(fù)荷預(yù)測成果及電源投產(chǎn)計劃， 據(jù)2025年電力盈虧平衡計算成果顯示，全省電力空間為20 163 MW，仍需增加新投電源以滿足用電需要；2025年調(diào)峰容量平衡成果顯示，安徽電網(wǎng)夏季和冬季最大峰谷差為24 570 MW和23 431 MW，根據(jù)安徽電網(wǎng)以火電為主的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，按煤電經(jīng)濟(jì)綜合調(diào)峰幅度35%考慮，則全網(wǎng)夏季、冬季調(diào)峰容量缺口分別為4 730 MW與6 454 MW，考慮接受區(qū)外蒙西風(fēng)電特高壓交流和區(qū)內(nèi)新增新能源，電網(wǎng)調(diào)峰容量缺口將進(jìn)一步加大，電網(wǎng)配備建設(shè)調(diào)峰電源需求較為緊迫。下滸山抽水蓄能電站建設(shè)條件較好，建成后可在安徽電網(wǎng)承擔(dān)調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、黑啟動等任務(wù)，可填補(bǔ)安徽電網(wǎng)調(diào)峰容量缺口，其開發(fā)建設(shè)十分必要。

4 下滸山抽水蓄能電站的建設(shè)機(jī)遇

我國《電力法》第5條明確“國家鼓勵和支持利用可再生能源和清潔能源發(fā)電”，并在第10條指出“電力發(fā)展規(guī)劃應(yīng)當(dāng)根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需要制定……應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)合理利用能源、電源與電網(wǎng)配套發(fā)展、提高經(jīng)濟(jì)效益和有利于環(huán)境保護(hù)的原則”。目前，下滸山抽水蓄能電站面臨不可多得的工程建設(shè)機(jī)遇。

4.1 新時期經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要與工程區(qū)位優(yōu)勢

“十三五”規(guī)劃綱要提出積極適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)，全面推進(jìn)創(chuàng)新發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展、綠色發(fā)展、開放發(fā)展、共享發(fā)展，確保我國全面建成小康社會。

下滸山抽水蓄能電站位于安徽省安慶市境內(nèi)，地處長三角城市群范圍，是我國經(jīng)濟(jì)最具活力、開放程度最高、創(chuàng)新能力最強(qiáng)、吸收外來人口最多的區(qū)域，是“一帶一路”與長江經(jīng)濟(jì)帶的重要交匯地帶。當(dāng)前，實(shí)現(xiàn)區(qū)域更大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)繁榮和發(fā)展需要建設(shè)和發(fā)展相匹配的安全可靠的電力能源保障體系，下滸山抽水蓄能電站作為安徽電網(wǎng)乃至華東電網(wǎng)重要的電網(wǎng)峰谷調(diào)節(jié)器，可為新時期區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展安全穩(wěn)定的能源供應(yīng)提供支撐。

4.2 國家法律法規(guī)及產(chǎn)業(yè)政策鼓勵

我國國民經(jīng)濟(jì)“十三五”規(guī)劃綱要在“建設(shè)現(xiàn)代能源體系”任務(wù)中提出“加強(qiáng)能源儲備和調(diào)峰設(shè)施建設(shè)”，明確“十三五”期間建設(shè)高效智能電力系統(tǒng)，“加快建設(shè)抽水蓄能電站……等優(yōu)質(zhì)調(diào)峰電源，推動儲能電站……示范工程建設(shè)……提高電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力及運(yùn)行效率”。為鼓勵和促進(jìn)抽水蓄能電站健康發(fā)展，發(fā)改價格〔2014〕1763號文決定進(jìn)一步完善抽水蓄能電站價格形成機(jī)制，以充分發(fā)揮抽水蓄能電站綜合效益。因此，目前下滸山抽水蓄能電站面臨國家法律法規(guī)及產(chǎn)業(yè)政策鼓勵的重大機(jī)遇。

4.3 國家電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃機(jī)遇

2016年4月，我國發(fā)布實(shí)施能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃指導(dǎo)意見，提出“積極發(fā)展水電”，“提高清潔能源利用比重”，“建設(shè)配套調(diào)峰電站，提高電網(wǎng)接入消納能力”，“集中攻關(guān)……大容量儲能……等裝備及關(guān)鍵材料的自主研發(fā)應(yīng)用”，規(guī)劃“到2020年，中心城市(區(qū))智能化建設(shè)和應(yīng)用水平大幅提高，供電可靠率達(dá)到 99.99%……供電質(zhì)量達(dá)到國際先進(jìn)水平……保障地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展”。

2016年11月國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布的《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出“加強(qiáng)調(diào)峰能力建設(shè)，提升系統(tǒng)靈活性?！笆濉逼陂g，抽蓄電站開工6 000萬kW左右”。2016年12月國家能源局發(fā)布的《水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出，“抽水蓄能規(guī)模亟待增加……能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級要求抽水蓄能占比快速大幅提高”，“十三五”期間發(fā)展目標(biāo)包括“全國新開工常規(guī)水電和抽水蓄能電站各6 000萬KW左右”，重點(diǎn)任務(wù)包括“滾動調(diào)整抽水蓄能規(guī)劃……對部分已有選點(diǎn)規(guī)劃，經(jīng)論證有增補(bǔ)、調(diào)整站點(diǎn)必要的地區(qū)進(jìn)行滾動調(diào)整……優(yōu)選確定規(guī)劃站點(diǎn)”，以及“加快抽水蓄能電站建設(shè)……加快開工建設(shè)一批距離負(fù)荷中心近、促進(jìn)新能源消納、受電端電源支撐的抽水蓄能電站”。

根據(jù)下滸山抽水蓄能電站工程目前初步設(shè)計成果，工程單位千瓦投資約4 684元(2017年6月價格水平)，與績溪、寧國、桐城、金寨4個站點(diǎn)單位千瓦投資(2010 年價格水平3 500元以上)相比，基本持平，考慮到2010 年以來安徽省固定資產(chǎn)投資價格指數(shù)持續(xù)走高趨勢，另外，近2 a同地區(qū)抽水蓄能電站單位千瓦靜態(tài)投資在4 500～5 000元以上，下滸山站點(diǎn)的靜態(tài)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相對較優(yōu)。國家有關(guān)電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃為該電站提供了巨大的規(guī)劃機(jī)遇。

5 結(jié) 語

下滸山抽水蓄能電站距離安徽省會經(jīng)濟(jì)圈和皖江城市經(jīng)濟(jì)圈等負(fù)荷中心較近，具有有利的區(qū)位優(yōu)勢，工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較優(yōu)，是距離負(fù)荷中心近、促進(jìn)新能源消納、支撐受電端電源的重要抽水蓄能站點(diǎn)。在當(dāng)前我國新時期經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要、國家法律法規(guī)及產(chǎn)業(yè)政策鼓勵、電力“十三五”發(fā)展規(guī)劃等環(huán)境下，工程面臨著不可多得的建設(shè)機(jī)遇。