剖析瀑布沟水电站的优良品质

易娜

(中船重工集团公司第709研究所,湖北武汉 430074)

剖析瀑布沟水电站的优良品质

易娜

(中船重工集团公司第709研究所,湖北武汉 430074)

瀑布沟水电站的建设、投产对电力系统、流域环境以及国民经济等具有多方面促进作用。本文就瀑布沟水电站在电力系统中的地位和作用、在流域开发中的效益、对环境的影响以及在社会综合效益方面的品质做全面的剖析,以说明瀑布沟水电站投产后对四川省国民经济发展的积极贡献,进一步论证瀑布沟水电站具有优良使用价值和价值。

地位和作用 辅助服务 资源效益 社会效益

Construction and commissioning of Pubugou Hydropower Station has brought obvious benefits to the society on various aspects, including the power system, the valley environment as well as the national economy. This paper provides a complete description on the role and function of Pubugou Hydropower Station in the power system, its benefit in the valley development, its environmental impact as well as its comprehensive social benefits, so as to verify its active contribution on the national economic development of Sichuan province after its commissioning, and to further demonstrate the excellent use value and value of Pubugou Hydropower Station.

Role and function auxiliary service resource benefit social benefit

1 瀑布沟水电站概况

瀑布沟水电站是国家“十五”重点工程和西部大开发标志性工程，是四川省本世纪以来投产的单机和总装机容量最大的水电站，也是大渡河中游的控制性水库，是一座以发电为主，兼有防洪、拦沙等综合效益的特大型水利水电枢纽工程。该电站装设6台混流式机组，单机容量600MW，多年平均发电量130亿kw.h。水库总库容53.9亿m3，具有不完全年节能力。工程于2003年1月批准立项，2004年3月开工建设，2005年截流，2009年12月首批两台机组发电，2010年全部投产。

2 瀑布沟水电站在电力系统中的地位和作用

瀑布沟水库具有较好的调节作用，可以改善四川电力系统的电源结构。该电站是四川腹地的重要电源点，是四川电网骨干调峰、调频、调压和备用电源；地理位置优越，靠近川渝负荷中心，输电距离成都约230千米，距重庆约400千米，供电范围为四川电网，并通过电网调度参与“西电东送”。对四川国民经济建设和发展的作用是其他电站难以替代的。

2.1 季节性电能转化为常年性电能

瀑布沟水电站系高坝大库，总库容53.90亿m3，调节库容38.82亿m3，库容系数0.1，具有较强的季调节能力，水库一般6～11月为蓄水期，12月至翌年5月为供水期，枯水年枯水期平均出力可达到92.6万kW，其分时电量如下表所示。由此可见，瀑布沟水电站全年能在枯水期供给电量36.50亿kWh，占全年供电量129.82亿kWh的28.12%(表1）。

目前四川省内绝大部分水电站的调节能力差，瀑布沟水电站的投产能较大程度减少全网弃水调峰损失电量，能够改善四川电网枯水期的发电调度状况，将水电季节性电能转化为常年性电能，减少系统的运营成本，为解决电网调峰能力不足和提高电网安全可靠性做出较大贡献。

表1 瀑布沟水电站分时电量(单位:亿kWh)

2.2 在电网中发挥快速“反应部队”的作用

为了确保电站的快速动态反应能力，瀑布沟水轮发电机组、变压器、开关、励磁和调速器、监控系统、通信系统等主要发供电设备均采用或进口同期世界最先进的设备和技术。电站电气主接线和厂用电系统均按调峰调频电厂设计的，配备自动发电控制(AGC)、自动电压控制(AVC)、电能自动采集计量和进相运行等控制调节功能，所有辅助设备亦按PLC智能化控制设计，电站全部实现了计算机监测监控，自动化程度高，负荷调节和开停机动态响应速度快捷。开停机一般只要2～4分钟，从发开机令到并网只要2分钟，从发停机令到解列只要1分钟，整个停机过程6分钟，而火电站开机一般16小时/次；负荷调节响应速度快，而自动化程度高的火电一般2～4MW/分钟；其增减负荷及开、停机附加损耗小。机组并网后，可在90秒钟左右将有功出力从零调增到额定出力。

2.3 具有常规水火电难以替代的调峰、调频、调压、备用等辅助服务功能

瀑布沟水电站靠近四川电力系统负荷中心，为电网的安全稳定运行发挥重要的调峰、调频作用。平枯水期调峰调频幅度达0～360万kW。2010年枯水期，瀑布沟水电站承担系统峰荷的26.3%至36.3%；在汛期承担其中的11.9%至45.6%。作为电网主要的旋转备用和事故备用电源。一旦电网上有机组因故障强迫停运，则由瀑布沟这样旋转备用和冷备用的机组快速顶上电网所缺的电力负荷，避免大面积停电的故障发生。

调压作用显著。瀑布沟水电站处于四川电网“西电东送、南北互供”的枢纽中心和负荷中心，其单机进相运行深度在全有功负荷区均可达290MVAR，将为电网发挥重要电压支撑作用。

2.4 能有效地改善水火电运行工况和提高电网综合效益

由于瀑布沟水电站的调峰调频等作用，可有效地减少火电的开停机次数、变负荷调峰和投油调峰的机率，改善火电机炉运行工况，使火电机组在高效区运行，降低火电运行煤耗，节约燃煤和运行费用；减少火电机组磨损，延长火电机组寿命。同时，参与电网联合优化运行，可有效地减少雅砻江、金沙江、岷江等水电群弃水调峰损失电量(特别是径流式水电站)，增加水电群发电计划的准确性，改善水电群的运行工况。

2.5 改善四川网架结构,进一步提高电网安全稳定水平

通过瀑布沟水电站的建设，加快了四川500kV电网的建设步伐。瀑布沟水电站建成投产后，将开通乐山至成都的500kV电气通道，并形成围绕成都、德阳的双回500kV网络，大大提高四川省主要负荷中心的供电可靠性。同时，随着500kV骨干网架的加强和扩展，增加四川电网的覆盖范围和输电能力，为雅安、乐山等地区丰富的水电资源的开发和上网创造条件；并且能够促进电网覆盖范围的中、小型水电站的开发兴建。

3 瀑布沟水电站在流域开发中效益显著

大渡河河道全长1062km，天然落差4177m，可开发容量约23000MW，其流域是我国十二大水电基地之一，距离四川省的用电负荷中心最近。瀑布沟水电站是实现大渡河梯级“流域、梯级、滚动、综合”开发的关键工程。该电站地处大渡河中游，水库库容大，其坝址控制集水面积68512km2，占全流域面积的88.5%，具有优良动能经济指标，在整个大渡河流域开发中具有显著效益。

3.1 瀑布沟水电站对下游来水的积极影响

瀑布沟水电站水库正常蓄水位850.00m，汛期运行限制水位841.00m，死水位790.00m，总库容53.90亿m3，其中防洪库容8.43亿m3、调节库容38.82亿m3，为季调节水库。坝前最大壅水高度173m，干流回水至石棉县城过河大桥处，回水长72km；支流流沙河回水长12km；水库面积84.14km2。经瀑布沟水电站的调节，可使下游各梯级水电站入库流量进一步均衡，以增加其保证出力，以进一步提高效益显著。

3.2 瀑布沟水电站的多方位防洪效益

(1)根据国务院审定的《长江流域综合利用规划要点报告》，瀑布沟水库作为大渡河的控制性水库，属长江上游防洪体系的重要组成部分，汛期与长江流域削峰错峰，可发挥更大的防洪、航运等效益，降低整个国民经济的运营成本。(2)由于多种原因，龚嘴电站地面厂房尾水位实际值较设计值高，防洪能力仅能达到抵御100年一遇洪水。经瀑布沟水电站水库调节后，龚嘴电站地面厂房防洪标准可提高到设计标准抵御500年一遇洪水。(3)通过修建瀑布沟水电站水库，可以有效解决由于龚嘴水库淤积降低成昆铁路峨边沙坪路段防洪标准的问题，使该路段基本恢复原防洪标准。(4)铜街子到乐山河段的40余个江心洲(居民5万多人)的防洪标准从不足2年一遇提高到抵御20年一遇，并在一定程度上减轻乐山市的洪灾损失。

4 瀑布沟水电站具有优良的资源效益

4.1 提高水能利用率

大渡河径流充沛、稳定，瀑布沟水电站机组建成投产后，其年利用小时数和枯水期电量较高，分别达到4420小时和36.50亿千瓦时。加之瀑布沟水电站自身调节能力和适应负荷能力强，水能利用率高。到2015年，高负荷水平枯水年的水能利用率可达到93.1%，低负荷平水年的水能利用率也可达到87.5%。

4.2 资源替代、减少环境污染,实现国家节能减排政策

瀑布沟水电站不仅有利于国家退耕还林政策的实施，对长江上游的水土保持、生态环境改善具有不可替代的作用。同时，瀑布沟水电站也具有显著的替代效益，瀑布沟水电站机组全部投产后，可以替代火电机组307万kW，替代火电电能123.29亿kWh，每年可节省标准煤407万吨，减少SO2排放量16.5万吨，减少氮氧化物排放量6.7万吨，减少CO2排放量240万吨，大量节约一次能源消耗，并减少环境污染及其它火电配套工程的投资及运行费，符合节能减排政策，降低四川省的国民经济运营成本。

5 瀑布沟水电站的社会综合效益

5.1 拦沙效益

瀑布沟水电站坝址控制大渡河流域82.6%的径流量和85.3%的泥沙量，年输沙量3150万吨。水库建成后，有明显的拦沙效益，推移质将被拦在库底，在其运行50年间，泥沙出库率仅为13.1%。通过拦沙和调蓄的共同作用，能有效地解决下游龚嘴和铜街子水电站水库泥沙淤积危害，并可缓减龚嘴水库因泥沙淤积而对成昆铁路产生的不利影响。

5.2 拉动区域经济发展

瀑布沟水电站位于四川省汉源县、石棉县与甘洛县境内。区内资源开发利用程度不高，特别是水资源利用程度较低。随着瀑布沟水利水电工程及其配套基础设施的建设和完工，库区对外、对内交通条件和电网建设将得到明显改善，为改善地方财政状况、发展库区经济创造良好的机遇。

综上所述，瀑布沟水电站的投产可以有力促进四川电力系统电源结构的改善，在四川电网将发挥骨干调峰、调频、调压和备用电源的作用；通过配套输电系统建设，进一步加强四川输电网络，提高电网稳定水平和供电可靠性；通过瀑布沟水电站水库的调节，有效地减少龚嘴、铜街子两电站的入库泥沙量，提高两电站的发电效益，并恢复龚嘴库段成昆铁路防洪标准；使大渡河“流域、梯级、滚动、综合”开发步入良性轨道；降低能源消耗，提高水能利用率，减少环境污染，符合节能减排政策；改善地方财政状况，为当地国民经济发展创造良好的机遇；具有显著的经济效益和社会效益，是四川省响应国家西部大开发战略、实施“西电东送”、发展水电支柱产业的重要工程。

[1]余祥钊,凌世河.增强发电企业在电力市场中的竞争实力浅析[J].水力发电,1999(6):1-5.