广西建设抽水蓄能电站必要性及经济性分析

广西建设抽水蓄能电站　必要性及经济性分析　卢冰　（广西电力工业勘察设计研究院，广西南宁５３００２３）　【摘要】随着广西电网电力需求迅速增长，负荷峰谷差日益扩大，系统迫切需要调峰容量。文章首先阐述了广西电　网建抽水蓄能电站的必要性，而后采用等效替代法分析抽水蓄能电站的容量效益、电量（节煤）效益及环保效益，并　通过与替代火电厂的费用比较来说明建抽水蓄能电站的经济性。　【关簟调】．峰谷差；调峰；抽水蓄能；必要性；经济效益　【中圈分类号】ＴＶ７４３　【文献标识码】Ａ　【文章编号】１６７４一ｏ６８８（２００８）１ｏ—ｏ２３ｏ—ｏ３　Ａｎａｌｙｓｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ　ａｎｄ　Ｅｃｏｎｏｍｙ　ｏｆ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｐｕｍｐｅｄ・—－ｓｔｏｒａｇｅ　Ｄｏｗｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｍａｎ　・　‘　＾　、ｒ’１　　Ｌｕ　Ｂｉｎｇ　（ＧｕａｒＩｇｘｉ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｉｎｄｕｓｔ￣Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｎｉｎｇ　Ｇｕａｎｇｘｉ　５３００２３）　【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｆａｓｔ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｏｆ　ｐｏｗｅｒ　ｄｅｓｉｒｅ　ｉｎ　Ｇｕａｎｇｘｉ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｎｌａｒｇｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏａｄ　ｐｅａｋ　ａｎｄ　ｏｆｆ－ｐｅａｋ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ，ｓｙｓｔｅｍ　ｎｅｅｄｓ　ｐｅａｋ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｕｒｇｅｎｔｌｙ、Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ　ｆｏｒ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｐｕｍｐｅｄ—ｓｔｏｒａｇｅ　ｆｏｒ　Ｇｕａｎｇｘｉ　ｐｏｗｅｒ　ｄ　ａｔ　ｆｉｒｓｔ，ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｔｈｅ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｂｅｎｅｆｉｔ，ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｉｒｃｉｔｙ　ｑｕａｎｔｉｔｙ（ｃｏａｌ　ｓａｖｉｎｇ）ｂｅｎｅｆｉｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｂｅｎｅｆｉｔ　ｏｆ　ｐｕｍｐｅｄ—ｓｔｏｒａｇｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｂｙ　ａｄｏｐｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ　ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ　ｅｘｐｌａｉｎｓ　ｔｈｅ　ｅ—　ｃｏｎｏｍｙ　ｏｆ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｐｕｍｐｅｄ－ｓｔｏｒａｇｅ　ｐｏｗｅｒ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｂｙ　ｃｏｍｐａｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｎｓｅｓ　ｗｉｈ　ｔｔｈａｔ　ｆ　ｂｕｉｏｌｄｉｎｇ　ｔｈｅ￣ｐｌａｃｅｄ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ、　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】ｌｏａｄ　ｐｅａｋ　ｎｄ　ａｏｆｆ－ｐｅａｋ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ；ｐｅａｋ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ；ｐｕｍｐｅｄ－ｓｔｏｒａｇｅ；ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ；ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｂｅｎｅｆｉｔ　广西电网负荷峰谷差将分别达到９８００ＭＷ和１５０００ＭＷ．为确　保电网的安全稳定运行，系统迫切需要足够的调峰容量。　自新中国成立以来，广西电力工业得到了长足的发展。截　至２００６年底，广西境内装机容量为１３０５８、１ＭＷ，水火电装机　比例为５８．４：４１．６．其中，电网统调装机容量为８８４３．５ＭＷ，　广西电网现状　广西电网常规水电多为日调节或径流式电站，调节性能　差，丰枯出力悬殊。目前．龙滩水电站虽已逐步投产发电，但　也无法满足负荷增长的需要．丰水期为了充分利用水能．水电　站应在基荷运行。电网调峰应由火电承担．但其调峰能力较　占总装机的６７．７％；广西境内年发电量为５２３．３５亿ｋＷ・ｈ．水　火电发电量比例为４６．６：５３．４．其中，电网统调发电量为　３９８．３９亿ｋＷ・ｈ．占７６．１％。　低．为满足峰荷容量平衡．迫使水电进行调峰．则产生大量弃　水。而且，广西水电开发程度已达８０％以上．特别是调节性　随着国民经济的发展，居民生活条件的改善．产业结构的　调整，电力需求也不断增长，至２００６年广西电网最大负荷达　１０３００ＭＷ．其中统调最大负荷为７７０３ＭＷ，电力负荷峰谷差　日益扩大．呈现逐年增加的趋势，统调电网峰谷差从１９９６年　的１３５９ＭＷ上升到２００６年的３２４８ＭＷ，占负荷的５０％左右。　能好的水电项目已全部开发。今后新增调峰电源主要是火电调　峰机组和抽水蓄能电站。　广西电网今后计划新建的火电机组将是高参数、高效率、　超临界或超超ｌ临界的大机组，可调容量较大．基本可达到　５０％。火电机组设计时．从经济性考虑．火电出力一般要求在　额定出力的高效区及其附近运行．装机年利用小时在５０００～　５５００小时。但火电机组调峰运行时，由于不能在额定　力的高　二、广西建设抽水蓄能电站必要性分析　随着广西社会经济的持续快速发展，电力需求不断增长，　广西电网负荷峰谷差也将越来越大，预计２０１５年和２０２０年．　效区稳定运行．增加了单位发电煤耗，同时降低了系统火电机　组的装机年利用小时．从而降低了火电运行的经济性．并增加　【作者简介】卢冰（１９７９－），女，福建漳平人，广西电力工业勘察设计研究院助理工程师，硕士，主要从事水利水电工程水能设计工作。　２３０　企业科技与发展２００８１０　．维普资讯 http://www.cqvip.com

了设备的磨损和事故率，缩短了机组的检修周期和使用寿命。　抽水蓄能电站是一种特殊形式的水电站，它既是电源，又　是负荷，既能调峰，又能填谷。即电网负荷高峰可作为水电站　参与调峰，减少火电机组的调峰幅度；电网负荷低谷时消耗电　网的低谷电量，减少水电弃水电量，从而缩小电力系统负荷峰　谷差、改善电力系统日负荷特性和大型火电以及常规水电的运　行条件，减少火电煤耗和水电弃水，从而提高整个电网运行的　经济性。抽水蓄能电站还可以承担电网的调频、调相、事故备　用、黑启动任务，获得调频、事故备用等动态效益，对电力市　场的安全起着重要的作用。　因此，抽水蓄能电站是广西电网最理想的调峰电源，广西　电网建设抽水蓄能电站是必要的。　三、广西建设抽水蓄能电站经济效益分析　（一）窖量效益　抽水蓄能电站在电力系统负荷高峰时，可以像常规水电站　一样发电，承担系统高峰负荷，从而减少电力系统其他电源的　装机容量，由此产生的经济效益称为容量效益。　本次分析采用等效替代法计算广西建抽水蓄能电站（假定　装机容量为１２００ＭＷ）的容量效益。抽水蓄能电站的等效火电　容量，是通过有、无抽水蓄能电站两种情况下的电力电量平衡　来确定的。　２０１５、２０２０年广西电网建抽水蓄能电站的容量效益见表ｌ。　表１　广西电网建抽水蓄能电站容量效益　类别　项　目　单位　２０１５年　２０２０年　电网蓑机容量　Ｍｗ　３３６５５　４８６７９　其中：水电　Ｍｗ　１４４５４　１４４５４　无　抽　火电　ＭＷ　１９２Ｏ１　３４２２５　水　抽水蓄能　Ｍｗ　Ｏ　Ｏ　蓄　电网负荷峰谷盖　Ｍｗ　９８００　１４５５０　能　常规水电调峰容量　Ｍｗ　６２７２　６３９５　（１）　火电｛目峰容量　Ｍｗ　３５２９　８１５５　抽水蓄能调峰　Ｍｗ　Ｏ　Ｏ　抽　电网蓑机容量　Ｍｗ　３３５９８　４８６２２　水　其中：水电　１４４５４　１４４５４　蓄　火电　ＭＷ　１７９４４　３２９６８　能　抽水蓄能　Ｍｗ　１２００　１２００　蓑　机　电网负荷峰谷盖　Ｍｗ　９ｌ７２　１３８２４　１２００　常规水电调峰容量　Ｍｗ　５９３９　６０１６　ＭＷ　火电调峰容量　Ｍｗ　２Ｏ３３　６６０７　（２）　抽水蓄能调峰　Ｍｗ　１２００　１２００　电网蓑机容量　Ｍｗ　一５７．１　－５７．５　其中：水电　Ｍｗ　Ｏ　Ｏ　盖　火电　ＭＷ　一１２５７．１　—１２５７．５　抽水蓄能　Ｍｗ　１２００　１２００　电网负荷峰谷盖　Ｍｗ　－６２８　－７２６　额　常规水电调峰容量　Ｍｗ　－（２）一（１）　３３２　－３７９　火电褥峰容量　Ｍｗ　—－１４９６—・１５４７　抽水蓄能调峰　Ｍｗ　１２００　１２００　注：龙滩正常蓄水位３７５ｍ，装机容量４２００ＭＷ。　可见，抽水蓄能电站的调峰填谷作用可以降低电网负荷峰　谷差，减少常规水电及火电调峰容量，提高电网运行的平稳　性，具有很明显的容量效益。　（：）电量（节煤）效益　抽水蓄能电站的电量（节煤）效益，也是通过有、无抽水蓄　能电站两种情况下的电力电量平衡来确定的。　２０１５、２０２０年广西电网建抽水蓄能电站的节煤效益见表２。　由表２可知：　２０１５、２０２０年广西电网建抽水蓄能电站１２００ＭＷ，常规　水电低谷弃水电量分别分别减少４．１９、２．２４亿ｋＷ・ｈ，火电发　电量分别减少２．０４、０．４５亿ｋＷ・ｈ，标煤耗量分别减少２４．８４、　３３．７８万ｔ，燃料费相应分别减少１３６６２、１８５７９万元，火电装　机利用小时分别提高约３２０、１８０ｈ。　表２广西电网建抽水蓄能电站的电量（节煤Ｊ效益　类别　项　目　单住　２０１５董　２０２０董　抽水蓄能电站发电量　亿ｋＷ・ｈ　Ｏ　Ｏ　无　抽水蓄能电站用电量　亿ｋＷ・ｈ　Ｏ　Ｏ　抽　常规水电低谷弃水电量　亿ｋＷ・ｈ　９０３　３．８９　．水　蓄　火电年发电量　亿ｋＷ・ｈ　＂９１３．２１　１６３８．０７　能　火电标煤耗量　万ｔ　２７２５．７８　４９３９．８４　（１）　燃料费　万元　１４９９１７９　２７１６９１２　火电年装机利用小时　ｈ　４７５６　４７８６　抽　抽水蓄能电站发电量　亿ｋＷ・ｈ　６　４５　５．３６　水　抽水蓄能电站用电量　亿ｋＷ・ｈ　８．６　７．１５　蓄　能　童规水电低谷弃水电量　亿ｋＷ・ｈ　４．８４　１　６５　蓑　火电年发电量　亿ｋＷ・ｈ　９１１．１７　１６３７　６２　机　火电标煤耗量　万ｔ　２７ｏ０．９４　４９０６０６　１２００　燃料费　万元　１４８５５１７　２６９８３３３　ＭＷ　（２）　火电年蓑机利用小时　ｈ　５０７７　４９６７　抽水蓄能电站发电量　亿ｋＷ・ｈ　６．４５　５．３６　盖　抽水蓄能电站用电量　亿ｋＷ・ｈ　８－６　７　１５　常规水电低谷弃水电量　亿ｋＷ・ｈ　－４．１９　－２．２４　火电年发电量　亿ｋＷ・ｈ　－２．０４　－０．４５　颇　火电标煤耗量　万ｔ　－２４．８４　－３３　７８　（２）一（１）　燃料费　万元　一１３６６２　—１８５７９　火电年装机利用小时　ｈ　３２１　１８１　注：龙滩正常蓄水位３７５ｍ，装机容量４２００ＭＷ。　可见，抽水蓄能电站参与系统联合运行，能改善火电机组　的运行条件，提高机组发电利用小时数，从而降低火电发电煤　耗、运行维护成本和环保成本，提高机组运行的经济性；能减　少水电站的低谷调峰弃水电量，提高水能利用率和水电站的经　济效益。　（三）广西电同ｔ设抽水蓄ｔ电站环境效益　在当前电力行业深入贯彻科学发展观的大背景下，节能减　排已成为电力行业遵循的重要准则。建设适当容量的抽水蓄能　电站，对实现电力系统的节能减排、优化电源结构、提高系统　总体经济效益具有重要意义，对促进我国社会经济协调发展、　环境保护和资源节约利用等将发挥巨大作用。　维普资讯 http://www.cqvip.com

经计算，２０１５、２０２０年广西电网建１２００ＭＷ抽水蓄能电　表３广西电网建抽水蓄能电站与替代火电厂费用比较表　站后，火电标煤耗量每年分别节省２４．８４、３３．７８万ｔ，每年减　类别　项　目　单位　２０１５董　２０２０牟　排二氧化硫分别为２４８４、３３７８ｔ。　抽水蓄能装机容量　ＭＷ　１２　ｒｘ）　（四）广西电罔建抽水蓄能电站与警代火电厂叠用比较　工程投资　万元　３　ＸＸｘ】　目前．广西设计的火电厂单位千瓦投资一般为３８００～　抽　年固定运行费用　万元　５４（】０　水　４５００元，ｋｗ，现采用３８００元／ｌ（ｗ；抽水蓄能电站工程较为简　蓄　抽水用电量　亿ｋ８．６　７１５　能　（其中：水电／火电）　Ｗｈ　单，主要由上库、下库、引水系统、厂房、开关站等组成，而　（４　１９／４　４１）　（２．２４／４．９１）　电　抽水电价（水４／火电）　元／ｋＷｈ　０．２６／０　３７　０．２６／０　３７　且基本没有水库淹没。因此，单位千瓦投资较低，一般为　站　２５００～３０００元／ｌ（ｗ．现采用３０００元，ｋｗ。　（１）　抽水电费　万元　２７２１１　２３９９１　火电厂的年固定运行费用暂取投资的３％；抽水蓄能电站　总运行费用　万元　３２６１１　２９３９１　年固定运行费用参考惠州抽水蓄能电站的年固定运行费用４２．７　费用现值　万元　￣４７２４　４７４５７６　元／ｌ（ｗ，现暂取４５元／ｌ（ｗ。　替代火电厂装机容量　ＭＷ　１２６０　由于抽水蓄能电站与火电站厂用电率的差别，替代火电厂　替　工程投资　万元　４７８ｆ；（】０　代　装机容量近似考虑容量系数１．０５。　火　年固定运行费用　万元　１４３６４　广西电网建抽水蓄能电站与替代火电厂费用比较见表３。　电　燃料费　万元　１３６６２　１８５７９　由表３可知：　（２）　总运行费用　万元　２８（｝２６　３２９４３　广西电网建抽水蓄能电站１２００ＭＷ的工程投资为３６００００　费用现值　万元　５５６０８５　５８６８５１　万元．年固定运行费用为５４００万元，替代火电厂投资为　费用现值差额（２）一（１）　万元　－６１３６１　—１１２２７４　４７８８００万元，年固定运行费用１４３６４万元。　注：抽水电价暂采用目前广西水电与火电相应的标杆电价。　２０１５、２０２０年广西建抽水蓄能１２００ＭＷ的抽水电费分别为　２７２１１、２３９９１万元，总运行费用分别为３２６１１、２９３９１万元，　水蓄能电站比火电经济。　费用现值分别为４９４７２４、４７４５７６万元；替代火电厂燃料费分　四、结语　别为１３６６２、１８５７９万元，总运行费用分别为２８０２６、３２９４３万　元，费用现值分别为５５６０８５、５８６８５１万元。建抽水蓄能电站　抽水蓄能电站特有的调峰填谷作用可改善电网火电、核电　比替代火电厂的费用现值分别节省６１３６１、１　１２２７４万元。　以及水电机组的运行条件，减少火电煤耗和水电弃水，从而提　需要说明的是：一是抽水蓄能电站利用低谷电量抽水，　高整个电网运行的经济性，并减少火电燃煤产生的二氧化硫等　其电价应低于标杆电价，则经济性更明显；二是若采用高参　污染物的排放，同时承担电力系统的调频、调相和紧急事故备　数火电机组进行调峰，其装机利用小时将比设计值减少　用任务，对确保电力系统安全可靠运行将发挥其他电源不可替　２００～３００ｈ，为保证财务上可行，则上网电价将提高约０．０１　代的作用，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。依据　元／ｌ（Ｗ・ｈ。　广西电网电源结构特点，从优化电源结构出发，适当配置一定　综上所述，广西２０１５、２０２０年兴建调峰电站时，选择抽　比例的抽水蓄能电站是必要的、经济的。　征　稿　启　事　《企业科技与发展》杂志由广西科学技术厅主管、广西科学技术情报研究所主办，１９８５年创刊，国内统一刊号　ＣＮ　４５—１３５９／＇１＂，国际标准刊号ＩＳＳＮ　１６７４—０６８８，国内外公开发行，半月刊，上半月刊邮发代号４８—５０，下半月刊邮发代　号４８—１５８。《企业科技与发展》杂志为中国期刊网（ｅｎｋｉ）全文收录期刊、《中国核心期刊（遴选）数据库》收录期刊、中国科技　论文统计源期刊、中国学术期刊（光盘版）全文收录期刊、清华同方数据库收录期刊、万方数据资源系统收录期刊、维普　数据库收录期刊。本刊是全国企业科技类重点刊物之一，是企业学术交流和探讨企业科技创新的重要载体，是谋求企业　发展与进步的主流媒体。同时，也是企业对外宣传的重要窗口。　欢迎广大读者向本刊投寄优秀学术性文章！　《企业科技与发展》编辑部　２３２　企业科技与发展２００８．１０