论抽水蓄能电站的经济合理性

李新泉

【摘要】抽水蓄能电站对于提高电力系统安全性、保障电网供电质量和可靠性的重要作用，已得到社会的广泛认同，但是抽水蓄能电站降低能耗、提高资源利用率的节能环保效益和可持续发展效益却没有得到充分的认知。本文分析了抽水蓄能电站在电网稳定经济运行中的作用和效益，指出抽水蓄能电站的效益，进而展望了抽水蓄能电站的发展前景。

【关键词】抽水蓄能电站；经济合理性；必要性；经济效益

1、前言

我国是世界电力生产与消费大国，年发量位居世界第二位。电力工业提供电产品以保证经济和社会发展的同时，也存在效率低下、电源结构不合理、供电靠性不高、行业规划和产业政策薄弱等突出问题。电源结构的单一和不平衡，不仅调节性能差，影响电网的稳定安全运行，而且能源消耗巨大，造成了日趋严重的大气污染和生态破坏。与常规电源相比，抽水蓄能电站具有填谷蓄能作用，运行灵活且启动速度快，可满足电网调峰、事故备用、黑启动等紧急需求，此外，它本身不消耗一次能源，但需要电能将水能储存，利用水能作为能源转换载体，是绿色环保能源。为此，电网急需抽水蓄能电站来保证运行安全。

2、抽水蓄能电站在电网中的作用及效益分析

华北电网是以火电为主的大电网。1991年末，京津唐电网装机容量9 511.4 MW，其中火电装机9 044.5 MW，占95.1%，水电装机466.9 MW，仅占4.9%。华北地区水资源十分贫乏，水电站基本在“以水定电”方式下运行，结合农田灌溉、城市供水综合利用，因此调峰作用不大。

随着国家经济体制改革的不断深化和电网实施“9511工程”，电力市场的供求关系得到平衡，1998年底，京津唐电网装机容量和发电量分别为12 576 MW，579.76亿kW.h，其中水电装机容量和发电量分别为1 405 MW，10.55亿kW.h，所占比例分别为11%和1.8%，抽水蓄能电站占京津唐电网装机容量的比重为8.5%。目前电力基本可以满足需要，但电网仍然存在较大峰谷差。1997年至1998年平均峰谷差为28%～30%，而且负荷变化迅速，需要有高度灵活可靠的调峰手段，电网面临的调峰压力依然很大。十三陵电站投产后主要承担了京津唐电网的调峰、填谷及旋转备用等任务，极大地缓解了调峰紧张局面，为增加供电可靠性，保证电网安全稳定运行发挥了积极的作用。

2.1 容量效益

十三陵電站装机80万kW， 不仅可以替代电网有效装机80万kW， 还可使电网获得160万kW的调峰填谷能力。这部分峰谷差若由火电机组承担，按火电实际可调幅度（25～30）%计算， 需动用535万kW至640万kW的火电机组作变出力运行。十三陵的投入， 可改变电网的电源构成， 减少火电装机容量。根据计算， 可为京津唐电网节省电源建设投资7.88亿元， 折合每年约10550万；节省年运行费用5800万元， 容量效益每年达16350万元。

2.2 能量转换效益

由于抽水蓄能电站的综合效率在0.68～0.74之间， 在抽水时消耗的电量大于发电量， 从这方面看， 它使全网增加耗煤量；但另一方面， 由于顶替火电调峰和改善了火电机组的运行工况， 既可以提高火电机组设备利用率和运行效率延长机组寿命，又能减少运行维护费用降低厂用电和发电煤耗， 因此所节省的煤耗量大于抽水所消耗的煤量， 即存在节煤效益。根据计算， 建设十三陵电站与替代方案相比， 系统每年节省标煤15.3万t 。

2.3 为电网提供备用容量、调频、调相及负荷跟踪， 具有动态效益

十三陵电站投入运行以来， 在京津唐电网的几次事故中， 对电网的稳定起到了关键作用。如1996年6月， 沙岭子电厂4号机（30万kW）掉闸， 电网周波降至49.93Hz， 在周波恢复过程中3号机（30万kW）又掉闸， 导致电网周波降至49.74Hz， 由于迅速启动了十三陵电站1号机和潘家口电站1号机发电， 使电网周波很快恢复稳定， 保证了系统安全运行。

抽水蓄能电站负荷跟踪性能好， 开停机灵活， 工况转换迅速， 升荷速度快， 可满足负荷急剧变化的需要， 因此可代替燃汽轮机工作， 节约燃油消耗， 减少运行成本。由此可见，抽水蓄能电站的动态效益，是指它由于特有的运行灵活性所带来的效益，即它在满足事故旋转备用、调频、调相、负荷调整、快速爬坡跟踪等系统“动态”需要方面，给系统带来的经济效益。也可以说，抽水蓄能电站是在电网统一调度下发挥其优势并实现其最大经济效益的。

2.4 具有一定的环境效益

从十三陵电站还可以看到，抽水蓄能作为“质优价廉”的水利资源，其生产过程不产生“三废”，对环境基本没有污染。如建设火电站来解决同样的调峰问题，则带来的环境影响和环境污染要大得多，环境处理的费用也十分昂贵。因此，在日益重视环保的现代社会，抽水蓄能电站给电网带来的环境效益也是显而易见的。抽水蓄能作为“质优价廉” 的水力资源， 其生产过程不产生“三废”， 对环境基本没有污染， 比建设火电站来解决同样的调峰问题产生的环境影响和污染要小得多。

3、结论与建议

综上所述，加快抽水蓄能电站的发展，是优化电源结构、建设现代化电网的必然趋势，决不是超前发展。目前国家电力发展的重点是调整电力结构，一是电网和电源之间的调整，二是火电、水电以及核电等电源之间的调整。要研究水电发展中的结构调整，应从速度发展型向质量型转变，重点建设有调节能力的大型水电站，流域梯级开发的龙头电站及抽水蓄能电站。根据这一总体要求，抽水蓄能电站正面临加快发展的大好形势，为迎接这一挑战，应开展设计竞争、工程质量管理、经济评价及核算等项工作。建设抽水蓄能站就是解决当前缺电问题的一项最有效的措施，那种认为抽水蓄能只起保电能质量（保周波）作用的看法是不全面的，发展抽水蓄能电站更为迫切和必要，而且更为经济合理。

参考文献：

[1]彭天波，刘晓婷.我国抽水蓄能电站建设经营现状分析 .中国电力，2004，78（2）：44—49

[2]何永秀，关雷，蔡琪，刘小丽，李成仁.抽水蓄能电站在电网中的保安功能与效益分析.电网技术.2004，28（20）：54—57