三峽水利樞紐運(yùn)行方式對(duì)發(fā)電效益的影響

陳曉琪++王必新++胡波

摘要：本文通過(guò)對(duì)三峽水利樞紐各種運(yùn)行方式下的運(yùn)行數(shù)據(jù)計(jì)算分析，得出三峽水利樞紐發(fā)電效益跟樞紐的運(yùn)行方式密切相關(guān)。汛期由于三峽水利樞紐在防洪限制水位附近運(yùn)行，導(dǎo)致三峽電站發(fā)電耗水率增大，發(fā)電效益降低。非汛期由于三峽水利樞紐庫(kù)水位較高，三峽電站發(fā)電耗水率較小，發(fā)電效益增大。并提出汛期在確保三峽水利樞紐自身安全和滿(mǎn)足下游防洪要求的前提下，適當(dāng)抬高三峽庫(kù)水位，降低三峽電站耗水率，可以提高三峽電站的發(fā)電效益。

關(guān)鍵詞：三峽；運(yùn)行方式；發(fā)電效益；影響

1.三峽水利樞紐概況

三峽水利樞紐位于湖北省宜昌市三斗坪鎮(zhèn)，壩址控制流域面積100萬(wàn)km3。三峽水利樞紐屬河道型水庫(kù)，長(zhǎng)570～650km，水面平均寬僅為1.1km[1]。其壩址（宜昌站）多年（1878年～1990年）平均流量為14300m3/s，平均年徑流量為4510億m3，庫(kù)容系數(shù)不足4%。

三峽電站安裝32臺(tái)70萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組和2臺(tái)5萬(wàn)千瓦水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量2250萬(wàn)千瓦，是世界上裝機(jī)容量最大的水電站。水電站采用壩后式布置方案，共設(shè)有左、右兩組廠房，共安裝26臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組。

2.三峽水利樞紐目前各種運(yùn)行方式及對(duì)發(fā)電效益影響分析

三峽水利樞紐運(yùn)行方式主要體現(xiàn)于供水期、主汛期和蓄水期。供水期在兼顧航運(yùn)等綜合用水要求下盡量維持高水位運(yùn)行；主汛期確保樞紐自身安全的前提下，提高下游防洪標(biāo)準(zhǔn)，盡量減少汛期水庫(kù)泥沙淤積；蓄水期時(shí)間短而集中，盡可能蓄至正常高水位。

衡量發(fā)電效益的參數(shù)很多，本文采用2015年三峽水利樞紐運(yùn)行數(shù)據(jù)，主要從電站發(fā)電耗水率這個(gè)參數(shù)分析了三峽水利樞紐各種運(yùn)行方式下對(duì)發(fā)電效益的影響。三峽水利樞紐2015年運(yùn)行情況如圖1。

（1）枯水期向下游補(bǔ)水時(shí)段（從1月～次年4月）。水庫(kù)下泄流量基本按滿(mǎn)足下游航運(yùn)要求，水庫(kù)向下游補(bǔ)水，水庫(kù)水位緩慢消落。由于三峽庫(kù)水位的下降，三峽電站發(fā)電毛水頭也逐漸變小，三峽電站發(fā)電耗水率也逐漸變大。1月1日三峽電站發(fā)電耗水率為3.72m3/kw.h，到4月30日發(fā)電耗水率逐漸增大到4.04m3/kw.h。

（2）汛前集中消落時(shí)段（5～6月中旬），水庫(kù)加大下泄流量使水庫(kù)水位消落到防汛控制水位145.00m，為主汛期防汛安全騰空庫(kù)容。這段時(shí)期由于南方暖濕氣流北移，上游來(lái)水增多，三峽水利樞紐入庫(kù)流量增大；又因三峽水利樞紐要騰空庫(kù)容，用于汛期為長(zhǎng)江下游減輕防洪壓力。通常會(huì)加大下泄流量，將三峽水利樞紐庫(kù)水位消落到防洪限制水位145.00米。

2015年5月1日三峽庫(kù)水位為161.74m，到6月20日庫(kù)水位逐漸降到了145.72m。三峽電站發(fā)電耗水率也由4.07m3/kw.h逐漸增大到5.31m3/KW.h。

（3）主汛期低水位運(yùn)行時(shí)段（6月下旬～9月上旬）。水庫(kù)水位基本控制于144.90～146.50m范圍內(nèi)運(yùn)行，只有在長(zhǎng)江發(fā)生較大洪水、超過(guò)下游防洪標(biāo)準(zhǔn)需要三峽水利樞紐削峰調(diào)洪時(shí)，水庫(kù)才適當(dāng)短時(shí)抬高水位攔蓄洪峰，洪峰后要求及時(shí)消落到144.90～146.50m范圍內(nèi)。

（4）汛末蓄水時(shí)段（9月中旬～10月）。這一時(shí)期三峽水利樞紐通過(guò)減小下泄流量攔蓄來(lái)水，逐步使水庫(kù)水位抬蓄至正常高水位175m。

（5）出入庫(kù)基本平衡水位保持時(shí)段（11、12月）。這一時(shí)期三峽水庫(kù)下泄流量總體按出入庫(kù)平衡控制，以保持較高發(fā)電水頭。

以2015年全年平均耗水率為基準(zhǔn)，對(duì)三峽水利樞紐各個(gè)運(yùn)行時(shí)期耗水率進(jìn)行計(jì)算，對(duì)發(fā)電效益進(jìn)行比較。三峽水利樞紐在蓄水期結(jié)束后的11、12月發(fā)電效益最高，枯季補(bǔ)水期發(fā)電效益次之，主汛期發(fā)電效益最低。三峽水利樞紐各個(gè)運(yùn)行時(shí)期發(fā)電效益情況如表1所示。

3.結(jié)論

三峽水利樞紐發(fā)電效益跟樞紐的運(yùn)行方式密切相關(guān)。汛期由于三峽水利樞紐在防洪限制水位附近運(yùn)行，致使三峽電站的發(fā)電毛水頭較小，從而導(dǎo)致三峽電站發(fā)電耗水率增大，發(fā)電效益減小。非汛期由于三峽水利樞紐庫(kù)水位較高，三峽電站的發(fā)電水頭較大，三峽電站發(fā)電耗水率的也較小，三峽電站發(fā)電效益增大。

因此，在汛期確保樞紐自身安全和滿(mǎn)足下游防洪要求的前提下，適當(dāng)改變?nèi)龒{水利樞紐汛期運(yùn)行方式，降低三峽電站發(fā)電耗水率，可以提高三峽電站的發(fā)電效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]李響 郭生練 趙云發(fā) 胡曉勇，三峽水利樞紐汛限水位動(dòng)態(tài)控制可行性研究[J].水力發(fā)電。2011，37（8）.

[2]三峽（正常運(yùn)行期）—葛洲壩水利樞紐梯級(jí)調(diào)度規(guī)程，批準(zhǔn)單位：水利部2015年9月.