廣西抽水蓄能電站經(jīng)濟建設(shè)規(guī)模研究

1、第 3 3 卷第 6 期 2 0 1 4年 l 2月 紅水河 Ho n g S h u iRi v e rVo l _ 3 3． No ． 6D e c ． 2 0 1 4廣西抽水蓄能電站經(jīng)濟建設(shè)規(guī)模研究 謝 海林 ( 廣西 電力工業(yè)勘察設(shè)計研 究院 ， 廣西 南 寧 5 3 0 0 2 3 )摘 要： 文章運用電源擴展優(yōu)化 的方法， 在 滿足 廣西電網(wǎng)電力電量平衡 與調(diào)峰 需求前提下 ， 以電力系統(tǒng) 總費用現(xiàn)值 為原 則， 研 究提

2、出廣西 2 0 2 5 年抽水蓄能 電站 的經(jīng)濟建設(shè)規(guī)模約為 3o o oM W， 并分析 了負 荷 特性、 電源結(jié)構(gòu)及燃料價格 等邊界條件 變化對抽水蓄能 電站經(jīng)濟建設(shè) 規(guī)模 的影響。關(guān)鍵詞 ： 抽 水蓄能電站 ； 經(jīng)濟建設(shè)規(guī)模 中圖分類號： F 4 0 7 ． 9文獻標(biāo)識碼： A文章編號： 1 0 0 1 — 4 0 8 X ( 2 0 1 4 ) 0 6 — 0 0 6 5 — 0 50 引言 近年來 ， 隨著人民生活水平提高和電

3、力負荷 的發(fā)展 ， 廣西 電力需求不斷增長 ， 電網(wǎng)峰谷差也在 日 益 加大。廣西屬于能源資源相對匱乏 的省區(qū) ， “ 缺煤 、少油、 無氣” ， 水 電資源雖然 比較豐富 ， 但 已基本接近 開發(fā)尾聲 。為解決廣西長期發(fā)展對能源 的需求 ， 廣 西將加快發(fā)展區(qū)內(nèi)核 電和風(fēng) 電， 并通過跨區(qū)域 電力 合作積極接受西部云貴電力以及緬甸電力。電網(wǎng)峰 谷差加大以及能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整 ， 將使廣西的調(diào)峰 問題愈來愈突出。抽水蓄能電站是 電力系統(tǒng)可靠

4、的調(diào)峰 電源 ， 具 有反應(yīng)迅速 、 運行靈活、 啟停方便的特點 ， 從靜止?fàn)?態(tài) 到滿 載發(fā) 電只需 2 — 4m i n ，從 空載到 滿載 只需 3 0 ～ 3 5s ，從抽水狀態(tài)緊急轉(zhuǎn)換到滿載狀態(tài)也只需 3 ～ 4m i n 。抽水蓄能電站既能削峰又可填谷 ， 并兼具 調(diào)頻 、 調(diào)相 ， 承擔(dān)系統(tǒng)負荷備用 、 緊急事故備用 和黑 啟動等多種功能。 2 0 1 1 年南方 電網(wǎng)公司統(tǒng)一部署完 成的《 廣西 電網(wǎng)中長期調(diào)峰電源規(guī)劃研

5、究》 通過對各 類調(diào)峰電源和調(diào)峰手段的技術(shù)經(jīng)濟性 比較 ， 推薦廣 西 電網(wǎng)調(diào)峰電源應(yīng)重點發(fā)展抽水蓄能電站。根據(jù)廣 西抽水蓄能電站初步選點規(guī)劃成果 ， 廣西抽水蓄能 電站資源儲備豐富 ， 其中開發(fā)條件較好的站址 總裝 機容量達 38 4 0 0M W， 可 以滿足近、 遠期開發(fā)利用的 需要。目前 ， 廣西抽水蓄能電站工作仍處于前期選點 規(guī)劃階段 ， 考慮前期工作推進的時間和工程建設(shè)必 要的周期 ， 本文研究分析的水平年取 2 0 2 5

6、 年。1 廣 西 電力發(fā)展規(guī)劃 1 ． 1 電力 系統(tǒng)概 況 廣西電網(wǎng)位于南方電網(wǎng)中部 ，是南方電網(wǎng)重要 的組成部分 ，目前最高 電壓等級 5 0 0k V 。截止到 2 0 1 2 年底 ，供電廣西的電源總裝機容量為2 94 6 6 ． 1MW， 其 中： 水 電裝機 容量為 1 37 5 5 ． 9M w( 天生橋 一、 二級和龍灘 只計廣西份額 ) ， 占 4 6 ． 7 ％； 火電裝機 容 量 為 1 37 5 5 ． 9M W

7、 ( 含 生物質(zhì) 發(fā) 電 6 0 M w) ， 占 5 3 ． 0 ％； 風(fēng)力發(fā)電裝機 9 9M W， 約 占0 ． 3 ％。 2 0 1 2 年廣 西全社會用電量約為 1 1 53 8 5G W· h ， 全社會最大負 荷約為 2 00 0 0M W， 最大峰谷差為 66 2 5M W。廣西 境 內(nèi) 2 2 0k V電壓等級以上變電站 1 3 8 座 ， 總變電容 量約 5 27 0 0 M V A 。1 ． 2 電力需求預(yù)

8、測 參考廣西 電力工業(yè)發(fā)展 “ 十二五 ” 及 中長期規(guī) 劃 研究成 果 ，預(yù)測 2 0 2 5 年 廣西全社 會用 電量為 3 2 20 0 0G W· h ， 最大負荷為 5 37 0 0M W。1 ． 3 電源發(fā)展規(guī)劃 1 ． 3 ． 12 0 2 5 年廣西相對 明確的電源裝機 根據(jù)廣西已建電源 ，中長期電源發(fā)展規(guī)劃和已開展前期工作的電源項 目情況 ，以及跨區(qū)域電力合 作協(xié)議及規(guī)劃研究情況 ， 2 0 2 5 年廣西相

9、對 比較明確 的電源裝機見表 1 。收稿 日 期 ： 2 0 1 4 — 0 9 — 2 0 ；修回 日期： 2 0 1 4 — 1 1 — 0 6作者簡介： 謝海林( 1 9 7 6 一 ) ， 男， 廣西全州人， 高級工程師， 學(xué)士， 主要從事水電工程規(guī)劃設(shè)計， E — m a i l ： a l l e n x 5 4 6 0 @1 2 6 ． 1 2 0 1 1 1 。6 5謝海林 ： 廣西抽水 蓄能電站經(jīng)濟建設(shè)規(guī)模研究 3 ．

10、 2 ． 2 抽水蓄能電站技術(shù)經(jīng)濟參數(shù) 根據(jù)廣西抽水 蓄能 電站前期工作成果 ，建設(shè) 條件較好 的幾個抽水蓄能 電站 的單位 千瓦投資在 38 2 044 0 0 元 ／ l 【 w 之間 。 廣 西抽水蓄能電站主要 技術(shù)經(jīng)濟參數(shù)見表 6 。表 6 廣西抽水 蓄能電站主要技術(shù)經(jīng)濟參數(shù)表 項 目抽水蓄能電站 單位千 瓦投資 元， k W 3 8 2 O ～ 4 4 0 0電站轉(zhuǎn)換效率 7 5％ 機組檢修 時間d ／ a3 0運行方式

11、 習(xí)調(diào)節(jié) 3 ． 2 ． 3氣電技術(shù)經(jīng)濟參數(shù)燃氣機組主要技術(shù)經(jīng)濟參數(shù)見表 7 。表 7 燃氣機組主要技術(shù)經(jīng)濟參數(shù)表 項 目燃氣 機組 單位千 瓦投 資 3 2 o oY v _ , ／ k W 機組最 小技術(shù) 出力率 O機組平均氣耗 0．21 2m3 ／ k W · h天然氣氣價 元 ／ r n 32 ． 6機組檢修 時間 3 0d ／ a3 ． 2 ． 4 各類電源年運行費( 1 ) 火 電機組 年 運行 費 取

12、項 目建設(shè) 投 資 的 3 ． 5 ％( 不含燃料費 ) 。( 2 ) 抽水蓄能電站年運行 費取項 目建設(shè) 投資 的 2 ％。( 3 ) 燃氣輪機 年運行 費率取項 目建設(shè)投 資的 3 ． 0 ％( 不含燃氣費 ) 。3 ． 3 系統(tǒng)模擬運行和計算原則 ( 1 ) 全網(wǎng)負荷備用取最大負荷的 3 ％， 旋轉(zhuǎn) 、 停 機事故備用分別取最大負荷的 5 ％、 4 ％。( 2 ) 根據(jù)負荷特性 ， 盡量將電源裝機安排在電 網(wǎng)負荷較輕時檢修 ， 并

13、盡量做到檢修安排均衡 ， 使系 統(tǒng)有充足的備用容量。 原則上按照豐水期檢修火電、枯水期檢修水電來安排機組檢修。( 3 ) 根據(jù)廣西電力系統(tǒng)特點 ， 按枯 、 平 、 豐三個 水文代表年分別進行仿真模擬 ，枯水年控制電力平 衡 ， 平水年控制 電量平衡 ， 豐水年控制調(diào)峰平衡 。在 豐水期負荷低谷時段 ，允許系統(tǒng)通過棄水調(diào)峰的措 施達到調(diào)峰平衡 。( 4 ) 模擬運行周期按 5 0 年 ，系統(tǒng)總費用現(xiàn)值 按照社會折現(xiàn)率 8 ％，逐年費用均

14、折現(xiàn)至第 1 年年 初計算 ， 計算期 內(nèi)根據(jù)設(shè)備的壽命期考慮重置投資 。3 ． 4 電源擴展優(yōu)化結(jié)果及分析 根據(jù)前述原則和參數(shù) ， 對擬定的 2 0 2 5 年不同電 源擴展方案進行 電力系統(tǒng)模擬運行 ，并計算統(tǒng)計 主 要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) ， 結(jié)果詳見表 8 。根據(jù)表 8 的模擬運行計算統(tǒng)計成果 ，對各 電源 擴展方案進行初步的技術(shù)經(jīng)濟分析 比較。( 1 ) 在同等滿足系統(tǒng) 電力電量平衡 的情況下 ，方案 Ⅱ方案 V的系統(tǒng) 總裝機容量均

15、比方案 I 小 ，其 中以方案Ⅳ的系統(tǒng)總裝機容量最小 。說 明系統(tǒng)配 置一定規(guī)模調(diào)峰性能好 的燃氣或抽水蓄能電站 ， 具 有較好的容量替代效益。( 2 ) 以平水年為例 ， 方案 Ⅱ～ 方案 V與方案 I相 比， 系統(tǒng)水 電調(diào)峰棄水由 6 ． 0 6 億 k W· h 分別減少 至 3 ． 6 5 億 k W· h和 0 ，火電在汛期 的平均調(diào)峰深度 由 4 3 ． 1 ％分別降至 4 2 ． 4 ％ 一 2 4 ．

16、 4 ％， 火 電裝機年利用 小時由 42 2 6h 分別提高至 43 0 4 ～ 47 6 8h 。說明系 統(tǒng)配置一定規(guī)模的燃氣或抽水蓄能電站 ，可以有效 緩解系統(tǒng)的調(diào)峰壓力 ，減少水電棄水并減輕火電調(diào) 峰深度和提高火 電的利用小時。( 3 ) 根據(jù)電源擴展方案 I ～方案 V的電源建 設(shè)投資、 運行費( 包括燃料費 ) 以及計算周期內(nèi)所需 的設(shè)備重置費等 ， 計算各方案 5 0 年運行期系統(tǒng)總費 用現(xiàn)值。方案 Ⅱ( 擴展燃氣輪機 1

17、2 0 0M W + 燃煤火 電) 的系統(tǒng)總費用現(xiàn)值最高 ， 可見 ， 以廣西的經(jīng)濟發(fā) 展水平和資源條件 ， 發(fā)展燃氣電站調(diào)峰并不經(jīng)濟 。 方 案 Ⅲ～ 1 V( 擴展抽水 蓄能電站 +燃煤火 電) 的系統(tǒng)總 費用現(xiàn)值均較方案 I ( 擴展燃煤火 電) 省 ， 即廣西建 設(shè)一定規(guī)模的抽水蓄能電站可以緩解電網(wǎng)的調(diào)峰需 求與提高電網(wǎng)運行 的經(jīng)濟性 。依據(jù)電力系統(tǒng)總費用 現(xiàn)值最小為優(yōu)選方案的原則 ，電源擴展方案Ⅳ相對 最優(yōu) ， 即廣西電網(wǎng) 2