三门峡水库运用方式调整对水电站发电影响及补偿措施

□孟 景（黄河勘测规划设计有限公司）

□马志瑾（黄河水文水资源科学研究院）

□李敬茹（黄河勘测规划设计有限公司）

1.背景

黄河三门峡水利枢纽是新中国成立后在黄河干流上修建的第一座大型综合开发利用水利工程，承担着防洪、防凌、发电和灌溉的任务。三门峡水库运用方式和潼关高程的变化一直受到人们的特别关注。

为加强渭河流域综合治理，控制和降低潼关高程，2002年水利部组织黄委会水科院等单位，成立了关于“潼关高程控制及三门峡水库运用方式”课题研究组，开展了潼关高程控制及三门峡水库运用方式研究，并进行了模型实验和原型试验（2002年11月开始），该项目于2005年11月通过了水利部组织的验收。水库运用方式的调整在一定程度上降低了潼关高程，有利于渭河的防洪综合治理，但同时对水库周边的工农业生产和居民生活用水以及水电站的发电运营将造成直接影响。

2008年，水利部将研究提出的黄河三门峡水库运用方式调整意见以水规计【2008】374号文《水利部关于审批三门峡水库运用方式调整意见的请示》上报国务院，近5年内三门峡水库运用方式调整为：汛期敞泄，非汛期平均水位不超过315m、最高蓄水位不超过318m；遇严重凌情、特大洪水和特殊情况时，三门峡水库仍按原方式运用。

水库运用方式调整后，由于非汛期水库蓄水位下降，汛期敞泄，使电站发电量减少，将引起发电收入减少。

2.调整方案对发电量影响

采用原型试验前的水库运用方式与水利部报国务院的水库运用方式进行比较。原型试验前的水库运用方式为：汛期当潼关流量大于2500m3/s时敞泄，否则按305m控制；非汛期最高运用水位321～322m。水利部报国务院的运用方式为汛期敞泄；非汛期最高水位不超过318m，平均水位不超过315m。

2.1 计算条件

2.1.1 径流资料

根据任务书要求，计算采用的水文资料采用了两个径流系列，一个是1978～1982年+1987～1996年水文系列，简称其为“系列Ⅰ”，另一个是1987～2001年水文系列，简称其为“系列Ⅱ”。两个系列的水量特征值见表1。

表1 两个水文系列的水量表

2.1.2 万家寨引黄入晋水量考虑

由于本次主要是分析未来短期内水库运用方式调整对发电的影响，所以本次计算采用实际引水量值进行估算。根据2004～2009年万家寨实际引水流量，计算出多年平均月引水过程，对计算采用的两个系列中万家寨引水工程生效前的径流系列进行调整。

2.1.3 对潼关至三门峡间水量损耗考虑

实测资料表明，潼关至三门峡间有较多的水量损耗。1996年以来尤为突出，根据1996～2003年实测资料分析，三门峡水文站年水量比潼关站年水量少9.9亿m3～22.3亿m3，平均为16.2亿m3，1998年以来均在14.5亿m3以上。在计算发电量时，为反映这个情况，除了考虑万家寨引黄入晋用水外，再扣除这部分水量，每年按16.2亿m3计。

2.1.4 对防凌、桃汛和汛前调水调沙的考虑

目前小浪底水库有足够的库容可以用于防凌，故目前不考虑三门峡水库承担防凌任务。对于桃汛，要利用其大流量冲刷潼关泥沙降低潼关高程，故三月份要求最高水位不高于315m。根据三门峡枢纽局提供的资料，计算发电量时要扣除桃汛调水调沙及汛前调水调沙弃水水量8亿m3。

2.1.5 发电引用流量

发电机组引用流量，一要受限于规定的汛期流量大于2500m3/s停止发电，二要考虑机组发电预想出力的引用流量限制。

2.1.6 运用方式

根据《关于三门峡水库运用方式调整及补偿方案评估的专家组意见（初稿）》（2007年11月），结合三门峡枢纽局1990～2007年月平均库水位资料，三门峡水库运用方式调整前非汛期月平均水位可按316m计算。三门峡水库运用方式调整前对汛期发电量根据汛期实测流量大于2500m3/s的频率进行折算，水库汛期月平均水位按305m计算；运用方式调整后汛期敞泄不发电，非汛期月平均水位按315m计算。水位在312m以下不考虑6号、7号机组运用。

三门峡水库运用方式调整后，由于汛期敞泄不发电，水位很低，发电机组长时间停运导致发电过流通道严重淤堵，加之汛后来水较小，水库回蓄到正常发电水位需较长时间，从而增加清理淤堵费用并延误汛后发电时间。根据三门峡枢纽局提供的资料，非汛期最高运用水位318m，平均水位315m，计算中最多考虑2个月的平均水位316.5m，其它月份按314.5m考虑，11月份水库蓄水及机组清淤（水位从敞泄蓄至315m）平均水位308m，6月份三门峡配合小浪底进行调水调沙运用，弃水5亿m3，到6月下旬逐步降低水位开始敞泄运用，所以6月份的平均水位较低。11月和6月部分时间水位达不到水轮机的最小工作水位，不能发电运用，进行适当折减。

2.1.7 对电站调峰的考虑

近年来三门峡水电站参加电网调峰，一天中的平、峰、谷时段电价不同。详细模拟电站调峰运行非常复杂，本次按简化法估算其影响。电站汛期不考虑调峰，原因有二，一是汛期水库水位低（不高于305m），库容小；二是发电不保证，当入库流量大于某值或含沙量大于某一值时要停止发电。电站在非汛期参与电网调峰，根据近年来电站调峰运行的最高库水位和平均库水位资料，估算调峰对发电量的影响。

2.1.8 机组大修考虑

三门峡水库运用方式调整前1～5号机每年安排1台机大修，大修时间为3.5-4个月，一般安排于12月-次年4月份，本次按12月至次年3月份考虑。6～7号机汛期不发电，可以安排大修。

运用方式调整后汛期不发电，可安排1～7号机组大修。

2.2 发电量计算结果

根据上述基本资料，三门峡水库运行方式调整前后发电量计算成果见表2。

表2 调整方案前后发电量统计表

从表2中可以看出，由于调整运用方式后汛期不发电，非汛期平均运用水位从316m降低到315m，所以运用方式调整后多年平均发电量减少，而且汛期减少较多。“系列Ⅰ”较调整前减少了37%，其中汛期减少量占70.4%；“系列Ⅱ”较调整前减少了39.9%，其中汛期减少量占73.8%，调整运行方式对发电量的影响较大。

3.对发电收入影响分析

发电收入的多少取决于发电量和上网电价。三门峡水电站的上网电价比较复杂，不同机组、不同季节电价不同，2003年7月起又有一天中的峰、平、谷时段不同电价。

按2009年11月20日开始执行的平均上网电价测算，三门峡水库运用方式调整后减少的发电收入见表3。根据三门峡枢纽局提供的资料，厂用电率和损耗率按3%计算。考虑电厂用电和损耗，两个系列年上网电量减少值相差不大。据此计算，按现行售电价格，两个系列发电收入相差806万元。因为“系列Ⅰ”采用的是平水年水文系列，且“系列Ⅰ”和“系列Ⅱ”发电收入相差不大，因此本次推荐采用“系列Ⅰ”的计算成果作为发电影响补偿的参考依据，即调整运用方式后，三门峡水电站发电收入减少12714万元。

表3 减少电力收入测算表

4.结论及补偿措施

根据三门峡水库运用方式对电站发电的影响分析，三门峡水库运用方式调整后，平水系列计算，电站年发电量减少5.3亿kW·h，按照当前平均上网电价计算，年均减少发电收入12714万元。按减少的发电量核算，相当于发电收入的37%。对三门峡枢纽局造成较大的影响，将造成枢纽局运行困难。针对因调整水库运行方式给三门峡枢纽局造成的发电收入损失，结合具体情况，进行研究。

4.1 经济补偿措施

按现行售电价格，对三门峡枢纽局因运行方式调整造成的损失，可全部由国家直接补偿。

4.2 提高上网电价

发电收入的多少取决于上网电价和发电量。目前枢纽局非汛期上网电价为2009年11月调整后的0.242元/kW·h，三门峡水库运用方式调整后，可通过提高上网电价弥补因调整运用方式带来的发电收入损失。

4.3 增加装机容量

三门峡水库运行方式调整后，汛期敞泄、非汛期水位控制在318m以下，最高库水位较原322m水位降低了4m，水库调节能力大大下降。另外，每年的桃汛和汛前调水调沙期间，水库需要弃水来满足调度要求。水库运用方式调整后，发电收入大幅度减少。因此，可以改扩建2#～5#机组以增强水库非汛期发电调节能力，增强河南电网的水电调峰能力。

4.4 降低或减免税负

鉴于水库运用方式调整后三门峡水库的社会公益性特点更加突出，并随着电力收入的减少将导致社会公益性支出资金减少。作为电力生产损失的补充政策措施，建议降低增值税税率。

[1]吴春华，严大鹏，等.三门峡水库不同运用水位对库区生态环境及社会经济影响分析报告[R].郑州：黄河勘测规划设计有限公司，2004.

[2]梁忠民，钟平安，等，水文水利计算[M].北京：中国水利水电出版社，2006.