沙河抽水蓄能电站发电形势分析

李云峰，陶晓光

（江苏沙河抽水蓄能发电有限公司，江苏 溧阳 213333）

1 概况

沙河抽水蓄能电站（简称沙河电站）是江苏省第一座抽水蓄能电站，位于江苏省溧阳市天目湖镇境内，距溧阳市区18 km，距南京市120 km。电站装机容量100 MW，以一回220 kV输电线路接入江苏省电网茶亭变，承担常州和溧阳市的调峰、填谷任务。设计年发电量1.82亿kW·h，年抽水电量2.44亿kW·h。电站主体工程于1998年9月开工建设，于2002年7月投产并网发电。沙河电站主机设备由原法国ALSTOM制造。经多年检修与改造，除调速器电气控制柜、1号SFC系统仍为进口设备外，其余主要辅助设备如调速器机械柜、励磁系统、机组保护等均已进行国产化改造，并与南瑞继保合作开发了2号SFC系统，提高了运行可靠性，目前全站主辅设备运行状况良好。

2 2003年～2021年发电形势与电量分析

2.1 投产以来各年发电电量

2003年～2021年投产19年间，平均年发电量19 023万kW·h。自2002年投产以来，2003年、2004年、2005年以及2008年的年度上网电量均超过了2亿kW·h。上网电量较好的主要原因是电网增容速度低于同期社会用电量的发展速度，导致电力供应紧张，机组发电利用小时数较高。2009年后由于电网冗余度逐步加大，经济持续走低，发电利用小时数有所下降。近几年上网电量已到达一个新的稳定点，年均1.9亿kW·h左右。2021年由于1号机组第二次A级检修，减少电量约1 050万kW·h。

图1 投产以来各年发电电量曲线

图2 中国GDP年度增长率曲线

2.2 分析

下面分3个阶段对沙河电站历年电量进行详细分析：

（1）第1阶段（2003年～2008年）

年平均发电量20 303万kW·h，日平均发电量55.57万kW·h。见表1所示。

表1 2003年～2008年发电量统计

2004年发电量为历年最高，主要原因为当年社会用电量增长较快，电力紧缺，同时设备检修时间较短。2008年在电网情况并不太好的情况下，上网电量达20 647万kW·h，为历年的第二好成绩，主要原因为设备缺陷治理得当，总体运行状态良好；生产人员工作责任心得到提高，设备巡查工作的加强均有效地减少了机组非正常的退备时间。

（2）第二阶段（2009年～2016年）

年平均发电量18 088万kW·h，日平均发电量49.52万kW·h。见表2所示。

表2 2009年～2016年发电量统计

历年来，发电高峰期主要集中在夏季7月、8月、9月，机组启动频繁，中午、晚间抽水概率较大，电量增益明显。2009年受金融危机影响，之后社会经济增长放缓，电网电能冗余进一步加大，社会用电量同比有所下降，夏季开机次数减少，出现“旺季不旺”的情况，发电电量下降。2012年1号机组A修历时67 d，全年机组退备时间同比增加近21 d，另外受经济增长减缓、区域电网基建工作、下水库蓄水位上升等不利因素的影响，导致较大的电量损失。2013年2号机组A修，同时受电网潮流及运行方式调整的影响，月度发电电量均有所减少。2014年～2016年由于电网冗余度逐步加大，经济持续低迷，特别是夏季高温天气期间电网不再需要中午抽水运行，这几年发电量到达一个新的稳定点。

（3）第三阶段（2017年～2021年）

年平均发电量18 958万kW·h，平均日发电量51.94万kW·h。见表3所示。

表3 2017年～2021年发电量统计

由于区外来电逐渐增多，光伏、风电等新能源装机规模不断增加，中午时段多余电能需要吸纳，故从2017年11月起，中午时段抽水已成为常态，机组启停次数也大幅增加，2018年机组启停次数创历史纪录，发电电量也创近10年新高。2020年因新冠肺炎疫情及电网线路潮流受限影响，省调多次临时改变发电计划，减少电量约350万kW·h。2021年因1号机组A级检修，检修天数同比增加26 d，损失电量约1 050万kW·h。

3“十四·五”电量预测与发电形势分析

3.1 “十四·五”电量预测

“十四·五”期间年发电量预测见表4所示。

表4 年发电量预测

3.2 “十四·五”期间面临的内、外部环境

（1）外部环境

1）世界经济深度调整、增长乏力、复苏曲折。中美竞争愈演愈烈，贸易战不断深化；新冠疫情席卷全球，世界经济不可避免加速回落，甚至可能出现负增长。

2）中国经济是世界经济重要组成部分，与世界各国紧密相连。虽然国内新冠疫情得到有效控制，但外防输入、内地局部爆发将成为常态。中国经济正处于高速发展向高质量发展转型期，人口红利逐渐消失，创新发展、绿色发展势在必行，新冠疫外防输入、内地局部爆发将成为常态，中国经济增速将放缓。电力工业是国民经济的重要支柱，当前，我国电力工业的历史使命从“用电需求与落后电力生产之间的矛盾”向“多元化用电需要和电力工业不平衡不充分发展矛盾”切换。

3）经济增速放缓，而江苏省装机容量在不断增长，区外来电越来越多，机组平均利用小时逐年下降；光伏、风电等新能源爆发式增长，发电的随机性严重影响区域电网供需平衡，电网调峰难度加大；江苏“强直弱交”电网特性愈发显著，区域结构性矛盾依然尖锐；新版国标《电力系统安全稳定导则》的实施，将对电网安全运行及地区供电能力影响较大。随着双碳目标的提出，抽水蓄能电站发展仍有较大空间。

（2）内部环境

1）由于电网调峰需求的增长，沙河电站机组频繁启动已成为常态；受天目湖高位蓄水的影响，机组运行水头降低、效率下降，机组安全运行风险加大、可靠性降低。

2）机组已运行20年，机械设备磨损、电气设备老化、故障多发趋势有所显现。2023年沙河电站将进行2号机组扩大性A级检修工作，220 kV升压站适时开展GIS改造，机组停运时间长，发电量降低，营收减少，而检修、改造费用需求将大幅增长。

3）1号机组转轮2021年已完成国产化改造，有效提升了机组效率；2号机于2023年进行国产化改造，风险与机遇并存。一方面需要密切跟踪、监督转轮制造全过程，按照标准验收，严格安装工艺，科学进行修前、修后试验，减少风险；另一方面，转轮改造成功将会彻底消除目前转轮裂纹隐患，提升机组效率与运行稳定性。