安徽省下浒山抽水蓄能电站建设必要性分析

2018-03-26

水利水电快报 2018年8期

(长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉 430010)

1 工程概况

1.1 地理位置

安徽省下浒山抽水蓄能电站位于安庆市境内菜子湖水系主要支流大沙河中游，大沙河发源于大别山东南麓，汇流面积1 396 km2，河道长度 90.8 km，平均比降 2.4‰。

上水库位于下浒山水库工程坝址上游 3.6 km处大沙河中游左岸山顶，主要淹没区属安庆市桐城市青草镇，上库坝址汇流面积 1.77 km2，多年平均流量为 0.042 m3/s。下水库为2015年开工在建的下浒山水利枢纽工程水库，位于安庆市潜山县源潭镇境内大沙河中游处，坝址控制流域面积422 km2，多年平均入库流量 10.7 m3/s，工程开发任务以防洪、灌溉、供水为主，兼顾发电。

1.2 工程规模

下浒山抽水蓄能电站工程上库正常蓄水位475 m，死水位448 m，调节库容为1 661万m3，设计洪水位 475.88 m，校核洪水位 476.15 m，总库容2 218万m3；下库下浒山水利枢纽工程水库正常蓄水位115 m，死水位90 m，调节库容为 1.282亿m3，设计洪水位 115.7 m，校核洪水位117.69 m，总库容1.96亿m3。下浒山抽水蓄能电站拟装设4台单机300 MW的立式混流式水泵水轮机组，预计年均抽水电量 40.7亿kW·h，年均发电量 30.5亿kW·h。

下浒山抽水蓄能电站工程属一等大(1)型工程，额定水头349.5 m，最大扬程与最小水头比为1.2，距高比约 3.83。上水库主坝采用混凝土面板坝，坝顶高程480 m，最大坝高74 m，坝顶长727 m；副坝采用土工膜心墙坝，坝顶高程473 m，最大坝高18 m，坝顶长300 m；采用混凝土连接墙连接主坝、副坝；引水系统及尾水系统主洞均采用两机一洞的布置，均布置有2条主洞，输水系统轴线总长约1697.6～1 728.9 m；地下厂房系统采用中部开发方案，布置于左岸山体中，距上库主坝右坝肩约430 m；下水库出(进)水口位于下浒山水利枢纽工程坝址上游约4 km处。

1.3 工程效益

根据现阶段投资匡算，按2017年6月价格水平，下浒山抽水蓄能电站工程静态投资约 56.21亿元，单位千瓦静态投资4 684元，与近2 a同地区其他在建、规划抽水蓄能电站工程单位千瓦静态投资水平相当。工程装机容量1 200 MW，具有周调节性能，建成后主要承担安徽电网调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用任务，可提高安徽电力系统的调峰能力，进一步改善电网的供电质量，维护电网安全、经济、稳定运行，工程效益显著。

2 我国抽水蓄能电站的建设发展及展望

我国抽水蓄能电站建设起步较晚，1968年建成的河北岗南抽水蓄能电站，装机容量11 MW，1975年北京密云抽水蓄能发电站投运，装机容量22 MW。随着改革开放，我国逐步发展成为世界贸易大国和制造业大国，经济发展和人民生活水平的提高对电力能源的需求迅猛加剧，电力系统对具备储能、调峰填谷功能的抽水蓄能电站的需求更加迫切。20世纪90年代和21世纪初，国内抽水蓄能电站建设经历了2次发展高潮，截至2015年底，已建与在建抽水蓄能电站47座，投运装机规模约23 000 MW，在建装机规模约11 000 MW。据水电发展“十三五”规划，“十三五”期间国内抽水蓄能电站开工规模约60 000 MW。

建设实践积累的技术和工程经验，使我国抽水蓄能电站设计、制造和建设水平达到世界先进水平之列。运行水头方面，目前国内已建的西龙池抽水蓄能电站运行水头达640 m(装机规模1 200 MW)；装机容量方面，在建的丰宁、仙居抽水蓄能电站机组装机容分别为400 MW与375 MW，在建其他大型抽水蓄能电站主要为300 MW级别机组；装机规模方面，最大的为在建的丰宁抽水蓄能电站，工程一期、二期合计装机容量3 600 MW。据水电发展“十三五”规划，我国在“十三五”期间将实现400 MW级、700 m级超高水头超大容量抽水蓄能机组设计制造的自主化，以及研发变速抽水蓄能机组。

3 下浒山抽水蓄能电站开发的必要性

鉴于抽水蓄能电站的容量效益、调峰填谷节煤的静态效益，以及事故备用、调频调相、黑启动、提高电力系统可靠性及稳定性的动态效益，下浒山抽水蓄能电站的建设将对安徽电力系统乃至华东电网起到重要作用。

据《电力发展“十三五”规划》，“十三五”期间，华东地区除本区域常规电源及核、风、光等新能源的投产外，还将新增外来电力38 000 MW，远距离大规模输电需要华东电网建设运行灵活、反应快速的良好动态响应特性支撑电源，下浒山抽水蓄能电站具有优越的调峰、填谷功能，运行方便灵活、可用率及启动成功率高、启停快速，具有调频、调相、系统紧急事故备用等功能，有利于稳定电网周波、提高电网的电压合格率水平，有利于华东电网对新能源和外来电力的消纳，从而保障电网安全稳定性和可靠性。

安徽电网是以火电为主的电网，截至2013年底，安徽省各类电站总装机容量39 331 MW，其中，火电35 967 MW，占比 91.45%，常规水电1 136 MW，抽水蓄能1 680 MW，风电492 MW，其他56 MW。据预测，2020年安徽省需电量和最大负荷为2 470亿kW·h、46 000 MW，2025年需电量和最大负荷为3 380亿kW·h、63 000 MW。根据目前负荷预测成果及电源投产计划，据2025年电力盈亏平衡计算成果显示，全省电力空间为20 163 MW，仍需增加新投电源以满足用电需要；2025年调峰容量平衡成果显示，安徽电网夏季和冬季最大峰谷差为24 570 MW和23 431 MW，根据安徽电网以火电为主的结构特点，按煤电经济综合调峰幅度35%考虑，则全网夏季、冬季调峰容量缺口分别为4 730 MW与6 454 MW，考虑接受区外蒙西风电特高压交流和区内新增新能源，电网调峰容量缺口将进一步加大，电网配备建设调峰电源需求较为紧迫。下浒山抽水蓄能电站建设条件较好，建成后可在安徽电网承担调峰填谷、调频调相、黑启动等任务，可填补安徽电网调峰容量缺口，其开发建设十分必要。

4 下浒山抽水蓄能电站的建设机遇

我国《电力法》第5条明确“国家鼓励和支持利用可再生能源和清洁能源发电”，并在第10条指出“电力发展规划应当根据国民经济和社会发展的需要制定……应当体现合理利用能源、电源与电网配套发展、提高经济效益和有利于环境保护的原则”。目前，下浒山抽水蓄能电站面临不可多得的工程建设机遇。

4.1 新时期经济发展需要与工程区位优势

“十三五”规划纲要提出积极适应经济发展新常态，全面推进创新发展、协调发展、绿色发展、开放发展、共享发展，确保我国全面建成小康社会。

下浒山抽水蓄能电站位于安徽省安庆市境内，地处长三角城市群范围，是我国经济最具活力、开放程度最高、创新能力最强、吸收外来人口最多的区域，是“一带一路”与长江经济带的重要交汇地带。当前，实现区域更大规模的经济繁荣和发展需要建设和发展相匹配的安全可靠的电力能源保障体系，下浒山抽水蓄能电站作为安徽电网乃至华东电网重要的电网峰谷调节器，可为新时期区域经济发展安全稳定的能源供应提供支撑。

4.2 国家法律法规及产业政策鼓励

我国国民经济“十三五”规划纲要在“建设现代能源体系”任务中提出“加强能源储备和调峰设施建设”，明确“十三五”期间建设高效智能电力系统，“加快建设抽水蓄能电站……等优质调峰电源，推动储能电站……示范工程建设……提高电力系统的调节能力及运行效率”。为鼓励和促进抽水蓄能电站健康发展，发改价格〔2014〕1763号文决定进一步完善抽水蓄能电站价格形成机制，以充分发挥抽水蓄能电站综合效益。因此，目前下浒山抽水蓄能电站面临国家法律法规及产业政策鼓励的重大机遇。

4.3 国家电力发展“十三五”规划机遇

2016年4月，我国发布实施能源发展“十三五”规划指导意见，提出“积极发展水电”，“提高清洁能源利用比重”，“建设配套调峰电站，提高电网接入消纳能力”，“集中攻关……大容量储能……等装备及关键材料的自主研发应用”，规划“到2020年，中心城市(区)智能化建设和应用水平大幅提高，供电可靠率达到 99.99%……供电质量达到国际先进水平……保障地区经济社会快速发展”。

2016年11月国家发改委、国家能源局发布的《电力发展“十三五”规划》提出“加强调峰能力建设，提升系统灵活性。“十三五”期间，抽蓄电站开工6 000万kW左右”。2016年12月国家能源局发布的《水电发展“十三五”规划》提出，“抽水蓄能规模亟待增加……能源结构的转型升级要求抽水蓄能占比快速大幅提高”，“十三五”期间发展目标包括“全国新开工常规水电和抽水蓄能电站各6 000万KW左右”，重点任务包括“滚动调整抽水蓄能规划……对部分已有选点规划，经论证有增补、调整站点必要的地区进行滚动调整……优选确定规划站点”，以及“加快抽水蓄能电站建设……加快开工建设一批距离负荷中心近、促进新能源消纳、受电端电源支撑的抽水蓄能电站”。

根据下浒山抽水蓄能电站工程目前初步设计成果，工程单位千瓦投资约4 684元(2017年6月价格水平)，与绩溪、宁国、桐城、金寨4个站点单位千瓦投资(2010 年价格水平3 500元以上)相比，基本持平，考虑到2010 年以来安徽省固定资产投资价格指数持续走高趋势，另外，近2 a同地区抽水蓄能电站单位千瓦静态投资在4 500～5 000元以上，下浒山站点的静态经济指标相对较优。国家有关电力发展“十三五”规划为该电站提供了巨大的规划机遇。