持续调整电源结构 大力开发水力发电

梁维燕

（哈尔滨电气集团，黑龙江哈尔滨150040）

1 近十年我国电站装机容量状况

2002年末，我国电力工业体制改革，实行厂网分开，建立国家电网公司和南方电网公司，统管全国电网建设和经营。成立五大发电公司分管全国电厂建设与管理,出现国内电力建设新一轮快速发展，各大发电公司认真贯彻国家节能减排方针，大型燃煤火电站积极采用600～1000 MW超临界（蒸汽参数24 MPa ～566℃/566℃）和超超临界（蒸汽参数26 MPa ～600℃/600℃）火电机组，没有掌握的技术由国内企业引进制造技术，结合1981年引进的技术，与外商合作投标，不久即形成具有自主知识产权、达到国际先进水平的产品。国内超超临界1000 MW、超临界600 MW投入运行，加快了我国大型火电机组的技术进步。国家实施“上大压小”的方针是十分正确的,火电站供电煤耗从2000年394 g（/kW·h）降到现在335 g（/kW·h）,实现了“节能减排”。

20世纪末，消化吸收引进三峡工程左岸700 MW水电机组技术，并有创新，其后建设的水电站全由国内供应水电机组，而且机组用铸锻件与材料全部立足于国内。核电、风电等也都有长足的发展。

从2000—2010年，我国电站装机总容量从319000 MW增加到962190 MW,增长2.02倍，居世界第二位，其中水电装机总容量从79300 MW增加到213400 MW,增长1.69倍，居世界第一位。21世纪前10年，我国电力工业和电力设备制造工业都取得了重大成就，许多单项达到国际领先地位，但这10年电源建设中煤电发展仍快于水电。为降低污染和减少有限的化石资源的消耗，以实现到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%的承诺，必须大力发展水电。

2 持续大力开发水电

2.1 我国开发水力资源的前景

到2010年末，我国水电开发利用量与技术可开发量相比，按容量统计为39.4%（213400 MW/541640 MW）,（不计其中已建成抽水蓄能机组容量12000 MW为37.2%）,按发电量统计仅为27.7%(6860亿kW·h/24740亿kW·h),还有大量的清洁的宝贵的水力资源等待开发。世界上工业发达较早的国家都是优先发展水电，100多年来水力资源已开发80%以上。我国水力资源丰富，居世界各国首位，建国六十年，我国水电建设与水电设备制造工业同样取得了重大成就。特别是21世纪前10年，水电站建设以大型水电站、安装550 ～700 MW大型机组为主，平均年增装机13049 MW。正在建设的金沙江溪落渡、向家坝水电站，安装单机770 ～800 MW机组，今后10年水电站建设平均年增装机还会增加，加快水电开发和西电东送，对我国经济建设实属必要，国家加快审批建设水电站的新项目，以实现我国水电建设的持续快速发展，并改善我国电源结构。

2.2 大力开发水电有利于经济和社会发展

水力发电是清洁的、没有污染排放的、廉价的可再生能源，早已为国内外所共识。但有少数人抓住水电建设中曾经发生过的个别问题不放，不赞成发展水电。世界上建设水电站已有100多年的历史，公认第一座水电站是法国1878年建设的，中国建设的第一座水电站是1905年台湾龟山水电站，大陆建设第一座水电站是1912年云南石龙坝水电站。我国自行设计制造第一台800 k W水轮发电机组于1951年装在四川龙溪河下硐水电站，解决长寿地区用电，后来机组迁建到苏雄水电站运行至今。1959年新安江水电站首台72.5 MW机组投运至今已50年,共9台机组长期为华东地区供电。例不胜举，现在国内有2亿kW水电站机组在安全运行，为祖国经济发展发挥着重要作用,是有目共睹的。建设水力枢纽具有防洪、发电、航运、节能减排、灌溉、养殖等经济效益和社会效益，做好水电站勘测规划和加强管理,“建好一座电站，带动一方经济，改善一片环境、造福一批移民”是可以实现的。

2.3 我国水电设备制造工业的发展状况

哈电和东电自主设计了刘家峡、白山、龙羊峡、葛洲坝、李家峡、岩滩等大型水电机组，有了一定的技术基础。改革开放后，在用户采购进口机组时，国内企业分包制造部件，虽然没有技术转让，但在技术和管理上又有所提高，共计有鲁布革、五强溪、水口、二滩等大型机组。骨干制造企业有2家，还有4家合资企业和50多家中小型水电设备制造厂，潜力很大。

1983年，国务院重大技术装备领导小组办公室和机械部安排，国内一所两厂合作，自主开发三峡机组总体设计研究，建立水力实验台、推力轴承试验台和计算手段，为三峡工程论证和枢纽设计提供有关数据。1993年底，国家邀请外商来华技术交流，其后组团出国考察，曾分别完成三峡机组方案设计并经过国内专家评审。1996年,中央确定三峡左岸14台700 MW水电机组以国外为主,消化吸收引进技术再创新,工厂进行技术改造，国内分包制造。右岸机组由国内厂家设计制造8台,机组性能和质量优于左岸,特别是哈尔滨电机厂自主开发的定转子全空气冷却发电机技术[1],用户评价达到国际先进水平,运行良好。金沙江溪落渡770 MW、向家坝800 MW水电机组均采用全空冷技术。说明国内已具有开发拥有自主知识产权的大型水电机组并有国际竞争的能力。而且，大型水电机组的铸锻件和材料完全可以立足于国内，对我国水电建设具有了十分有利的条件。

“十二五”将建设的金沙江上白鹤滩水电站最大水头241 m、乌东德水电站最大水头163 m(三峡水电站是113 m),适于安装1000 MW级水电机组。由于水头高,转速提高,机组尺寸小于三峡,要求提高强度的钢板可立足国内。建议白鹤滩和向家坝水电站积极选用1000 MW水电机组,是建设创新性国家的一项新贡献!

3 加快建设抽水蓄能电站

抽水蓄能电站是具有调峰、填谷、调频、调相和事故备用等多种作用的特殊电源，具有运行灵活和反应快速的特点，对确保电网质量、安全稳定和经济运行具有重要作用，为适应核电发展及大容量清洁煤机组建设和风力、太阳能发电等所必需。日本专家认为抽水蓄能电站装机应占电网总容量的10% ～14%为宜，现在国内只有广州、浙江天荒坪、北京十三陵等20座抽水蓄能电站、总装机容量11845 MW在运行，只占电网总量的1.36%,正在建设11座13080 MW,相距甚远，加快建设抽水蓄能电站是十分必要的。

1）抽水蓄能电站比常规水电站单位造价低40%左右,在需要增加尖峰负荷地区的电网可以优先考虑建设抽水蓄能电站。按照中国水电工程顾问集团公司提出的抽水蓄能电站项目发展规划,到2020年全国将建成50000 MW机组以上是必要的,国家加快审批抽水蓄能电站建设项目,以适应电网发展的需要。

2）国内开发抽水蓄能机组较晚,现在刚开始设计制造500 m水头段300 MW机组。日本开发的葛野川电站单级可逆混流式水泵水轮机的扬程达到了778 m、神流川机组单机容量达到450 MW。国外的单级可逆机组的最高效率在抽水和发电2种运行工况下效率均已超过93%,日本大河内电站400 MW机组采用变速恒频技术早在1993年投入运行,国内抽水蓄能电站机组设计制造水平亟需提高。抽水蓄能机组频繁起停、变换运行工况,技术要求严格,汲取国内外启动调试中发生的问题,有关企业组织专业队伍加强研究,有关学会、协会组织培训交流,迅速提高我国抽水蓄能机组的技术水平,以适应电网发展的需要。

4 加强管理,提高小水电技术水平

小水电（电站装机容量50 MW及以下）是我国水电建设的重要组成部分,水利部公布现在全国小水电站4.5万座,总装机55120 MW,年发电量1600亿kW·h,约占全国水电装机发电量30%,在偏远农村的生产和生活中发挥着重要作用，以电代薪、保护森林意义深远。由于小水电站管理的需要，自动化水平有很大提高，但水轮机转轮受造价影响进步很慢。近年，国内水轮机水力设计与模型转轮研究有突破性进展，转轮设计、材料和制造水平有很大提高，应在小水电机组推广应用。加强行业管理，组织技术交流，实施水轮机转轮专业化生产，降低成本，以提高小水电机组的效率和寿命。

[1] 梁维燕.电力科技发展与电气工程学科建设[J].电网与清洁能源,2010,26(8):1-3.