關(guān)于金沙江上游川藏段水電送河北南網(wǎng)消納研究

汪 良

(華電金沙江上游水電開發(fā)有限公司，四川 成都 610041)

1 概 述

金沙江上游為青海省直門達(dá)至云南省奔子欄河段，流經(jīng)青、藏、川、滇4省(區(qū))，分為川青、川藏和川滇三段，上游全長約772 km，落差1 516 m，水電開發(fā)規(guī)劃為“一庫十三級”，共計1 479萬kW，年發(fā)電量約649億kW·h。

金沙江上游川藏段水電開發(fā)規(guī)劃為崗?fù)小r比、波羅、葉巴灘、拉哇、巴塘、蘇洼龍、昌波等8級水電站，總裝機(jī)容量約950萬kW。目前已核準(zhǔn)在建葉巴灘、巴塘、蘇洼龍和拉哇水電站，其余電站計劃在“十三五”期間陸續(xù)核準(zhǔn)開工。各梯級電站將于2020年開始、陸續(xù)在“十四五”期間投產(chǎn)。按照國家“十三五”電力規(guī)劃及國家能源局相關(guān)文件精神，金沙江上游川藏段水電開發(fā)定位為外送電源、首批電源直接外送。隨著電站建設(shè)的科學(xué)有序推進(jìn)和發(fā)電時間臨近，急需統(tǒng)籌確定電力消納市場并加快送出通道建設(shè)。

河北省電網(wǎng)分南部電網(wǎng)和北部電網(wǎng)，主要以火電為主，同時接受陜西、內(nèi)蒙等地的外來火電。河北省為國家大氣污染嚴(yán)控區(qū)域，嚴(yán)格控制新建燃煤電廠，規(guī)劃引進(jìn)區(qū)外清潔電力，逐步改善能源結(jié)構(gòu)。同時，建設(shè)雄安綠色智慧新城亦需要大量的清潔能源。

在多方深入研究論證的基礎(chǔ)上，河北省政府支持金沙江上游川藏段水電送冀消納，并已向國家能源局正式上報。2018年5月，國家能源局明確“送端以金沙江上游川藏河段梯級電站為主，受端地區(qū)為河北省南部，送電方式為特高壓直流，電壓等級為±800 kV”。 金沙江上游川藏段水電外送已被列為國家“十三五”規(guī)劃的重點(diǎn)工程。目前，國家電網(wǎng)公司經(jīng)研院已在開展輸電工程預(yù)可研設(shè)計工作。

2 相關(guān)區(qū)域電力市場分析

根據(jù)我國“十三五”電力發(fā)展規(guī)劃相關(guān)成果以及各區(qū)域發(fā)展情況，深入開展了金沙江上游川藏段水電消納市場研究。現(xiàn)將金沙江上游川藏段水電目標(biāo)區(qū)域電力市場分析結(jié)果介紹于后。

2.1 四川電力電量預(yù)測

(1)負(fù)荷預(yù)測。

根據(jù)“十三五” 電力規(guī)劃，四川省2020年、2025年、2030年全社會用電量預(yù)計分別增長4%、2.8%、2.2%，將分別達(dá)到2 420億kW·h、2 780 億kW·h與3 100億kW·h；負(fù)荷方面：四川省2020年、2025年、2030年預(yù)計分別增長4.2%、3.2%、2.5%，最大負(fù)荷將分別達(dá)到4 620萬kW、5 400萬kW與6 090萬kW。

(2)電源裝機(jī)容量預(yù)測。

2017年，四川省累計發(fā)電量為3 569億kW·h，全社會用電量為2 205億kW·h，同比增長5%，外送電量為1 389億kW·h；2017年棄水電量約為150億kW·h。截止2018年6月底，全省裝機(jī)容量為9 678萬kW，其中水電為7 739萬kW，占全省總裝機(jī)容量的80%。

考慮到規(guī)劃的水電、風(fēng)電、光伏、抽水蓄能、天然氣電以及生物質(zhì)等電源以及2016年前已核準(zhǔn)開工的火電，四川電網(wǎng)2020年、2025年、2030年電源裝機(jī)容量將分別達(dá)到10 673萬kW、15 351萬kW與16 353萬kW；若考慮規(guī)劃的火電，四川電網(wǎng)2020年、2025年、2030年電源裝機(jī)容量將分別達(dá)10 873萬kW、15 551萬kW與16 553萬kW。

(3)電力外送。

2017年底，四川電網(wǎng)與外省電網(wǎng)呈“四直八交”聯(lián)網(wǎng)格局，輸電能力為2 775萬kW，通過±800 kV復(fù)奉直流、錦蘇直流、賓金直流與華東電網(wǎng)相聯(lián)，通過±500 kV德寶直流與西北電網(wǎng)相聯(lián)，通過交流500 kV洪板雙回、黃萬雙回、資思雙回與重慶電網(wǎng)相聯(lián)，通過交流500 kV巴塘-瀾滄江雙回與西藏電網(wǎng)相聯(lián)。

按照現(xiàn)有規(guī)劃，“十三五”期間將投產(chǎn)川渝第三回交流外送通道、四川第四直流外送特高壓工程，輸電容量合計約1 000萬kW；規(guī)劃新增白鶴灘電站外送和金上外送直流工程。

(4)電力平衡預(yù)測。

四川省新增水電無論是采取高方案，還是低方案，在充分發(fā)揮白鶴灘2回、四川第四直流1回等通道的外送能力后，2020～2030年期間仍將存在水電富余。如金沙江上游川藏段水電全部由省內(nèi)消納，預(yù)計2020、2025、2030年四川電力盈余將分別達(dá)到220～600萬kW、820～1 060萬kW、646～1 058萬kW。因此，必須研究并積極推動落實(shí)金沙江上游川藏段水電外送消納。國家能源局將金沙江上游川藏段水電定位為外送電源、首批電源直接外送的決定是符合四川省的發(fā)展和電力供需實(shí)際情況的。

2.2 河北電力電量預(yù)測

(1)負(fù)荷預(yù)測。

根據(jù)國家“十三五”電力規(guī)劃，河北北部(簡稱“冀北”)電網(wǎng)2020年、2025年、2030年全社會用電量預(yù)計分別增長2.6%、1.9%、1.1%，將分別達(dá)到1 730億kW·h、1 900億kW·h和2 000億kW·h，全社會負(fù)荷預(yù)計分別增長4.4%、2%、1.4%，最大負(fù)荷分別達(dá)到2 620萬kW、2 890萬kW、3 100萬kW。河北南部(簡稱“冀南”)電網(wǎng)2020年、2025年、2030年全社會用電量預(yù)計分別增長3.4%、2.7%、1.9%，將分別達(dá)到1 950億kW·h、2 230億kW·h和2 400億kW·h，全社會負(fù)荷預(yù)計分別增長4.9%、3.2%、2.3%，最大負(fù)荷將分別達(dá)到3 730萬kW、4 360萬kW、4 880萬kW。

(2)電源裝機(jī)容量預(yù)測。

考慮到已規(guī)劃的風(fēng)電、光伏和抽蓄電站，以及已同意開展前期工作和核準(zhǔn)的火電裝機(jī)容量，冀北2020年、2025年、2030年電源裝機(jī)容量將分別達(dá)到4 368萬kW、5 112萬kW、5 785萬kW。

考慮到已規(guī)劃的核電、風(fēng)電、光伏和抽蓄電站投產(chǎn)，以及已同意開展前期工作和核準(zhǔn)的火電裝機(jī)容量，冀南2020年、2025年、2030年電源裝機(jī)容量將分別達(dá)到3 454萬kW、4 451萬kW、5 001萬kW。

(3)電力空間預(yù)測。

考慮到蒙西至天津南特高壓交流輸電、神木電廠擴(kuò)建、府谷電廠擴(kuò)建、盂縣電廠送電、海興核電及易縣抽蓄的容量后，冀南2020年電力缺額將達(dá)515萬kW，“十四五”期間電力缺額逐漸增大，至2025年電力缺額將達(dá)到902～1 250萬kW；“十五五”期間，隨著海興核電等電源項目與外來電項目的陸續(xù)投產(chǎn)，電力缺額較2025年略有減少，2030年電力市場空間約為640萬kW。

近期，中央環(huán)保專項督察“回頭看”時指出，石家莊市存在“火電圍城”問題。因此，研究預(yù)計河北省將加大煤電的關(guān)停力度，從而使水電等清潔能源發(fā)展將具有更大的市場空間。

2.3 電力市場簡要分析

(1)四川省。

“十四五”期間，四川省的電力供應(yīng)總體富裕，豐水期仍然存在棄水壓力。在金沙江下游烏東德、白鶴灘、金沙江上游川藏段、雅礱江中游等水電站陸續(xù)外送后，2020、2025年電力仍略有盈余，至2030年電力基本平衡。

(2)京津及冀北地區(qū)。

北京市屬于一次能源資源匱乏地區(qū)，對外依存度較高。由于其特殊的城市定位，區(qū)內(nèi)新增火電的可能性較小。

天津市主要通過區(qū)內(nèi)建設(shè)的火電、少量依賴區(qū)外受電來滿足自身的電力需求，屬大氣污染防治行動計劃中的嚴(yán)控地區(qū)，未來在區(qū)內(nèi)發(fā)展火電尤其是煤電的可能性很小。

冀北的張家口地區(qū)和承德地區(qū)風(fēng)能資源較為豐富，規(guī)劃到2020年，張家口地區(qū)的新能源裝機(jī)容量將達(dá)到2 000萬kW，區(qū)域內(nèi)用電需求較小。

京津及冀北地區(qū)“十四五”期間電力仍有一定額度的盈余，不能消納金沙江上游川藏段的水電電力；“十五五”期間，電力市場空間為72～420萬kW，具備消納一部分金沙江上游川藏段水電電力的能力。

(3)河北南部電網(wǎng)地區(qū)。

冀南是京津冀區(qū)域用電需求增長最快、總量最大的地區(qū)，具備消納金沙江上游川藏段梯級電站全部電力的能力。金沙江上游川藏段水電和河北南網(wǎng)具有很好的互補(bǔ)性。河北南網(wǎng)以煤電為主，煤電機(jī)組在冬季承擔(dān)供暖任務(wù)，主要按“以熱定電”的方式運(yùn)行,機(jī)組靈活性和調(diào)節(jié)能力較差。金沙江上游川藏段水電具有較好的調(diào)節(jié)性能，豐水期能夠幫助河北電網(wǎng)迎峰度夏，枯水期能對電網(wǎng)進(jìn)行適度調(diào)峰。另外，河北南網(wǎng)“十四五”期間電力市場空間及變化與金沙江上游川藏段水電投產(chǎn)時序匹配度較好。因此，河北南網(wǎng)消納金沙江上游川藏段水電電力的條件較好。

3 金沙江上游川藏段水電送河北南網(wǎng)輸電工程的初步設(shè)想

(1)輸電工程。

特高壓直流輸電技術(shù)是我國具有的國際領(lǐng)先技術(shù)，其特點(diǎn)是技術(shù)成熟、輸送容量大、輸電距離長，具備大規(guī)模應(yīng)用的條件。目前，我國已建成投產(chǎn)的哈密-鄭州、寧夏-紹興直流輸電工程均采用±800 kV直流輸電技術(shù)，輸電距離分別為1 655 km和1 720 km；在建的錫盟-泰州、晉北-南京、酒泉-湖南、上海廟-山東、扎魯特-青州等多個輸電通道亦采用直流輸電技術(shù)，輸電距離已達(dá)2 400 km。金沙江上游川藏段水電送河北南網(wǎng)采用±800 kV直流輸電方案，其輸電技術(shù)是成熟的。

經(jīng)開展規(guī)劃選站選線研究，在避開自然保護(hù)區(qū)、生態(tài)敏感區(qū)和軍事禁區(qū)等并考慮線路跨越和礦藏壓覆等系列因素后，金沙江上游直流輸電線路初選北、中、南三條路徑，長度均在2 200 km左右，路徑方案技術(shù)可行。

(2)送端換流站。

根據(jù)四川電網(wǎng)當(dāng)前運(yùn)行和規(guī)劃情況，在巴塘縣城附近建設(shè)特高壓直流換流站，規(guī)模為800萬kW。崗?fù)?、波羅、葉巴灘水電站為一組，通過3回、500 kV線路接入送端換流站；拉哇、蘇洼龍、巴塘水電站為一組，通過3回、500 kV線路接入送端換流站；昌波水電站通過1回、500 kV線路接入巴塘500 kV變電站。送端換流站出線2回、接入巴塘500 kV變電站。

(3)受端換流站。

根據(jù)河北電網(wǎng)當(dāng)前投運(yùn)和規(guī)劃情況，受端落點(diǎn)初步擬定在雄安新區(qū)西南角或衡滄地區(qū)，受端擬采用1 000 kV/500 kV分層接入的方式，新建6回、500 kV線路，分別接入衡北、衡滄和滄西500 kV變電站，新建2回、1 000 kV線路接入石家莊特高壓站。

4 結(jié) 論

四川省“十四五”和“十五五”期間存在一定的電力盈余，金沙江上游川藏段梯級水電須研究并積極推動落實(shí)外送消納。河北南部電網(wǎng)在“十四五”和“十五五”期間存在較大的電力缺口，具備全部消納金沙江上游川藏段梯級水電的能力，且與金沙江上游川藏段水電具有較好的互補(bǔ)性。金沙江上游川藏段水電送電河北南部電網(wǎng)，擬采用電壓等級為±800 kV的直流輸電，輸電規(guī)模確定為800萬kW是科學(xué)合理的。

5 建 議

(1)建議加快推進(jìn)金沙江上游直流輸電工程建設(shè)，促進(jìn)其盡快投產(chǎn)。

金沙江上游川藏段水電是我國建設(shè)“西電東送”接續(xù)基地和藏電外送的先導(dǎo)工程，其早日投產(chǎn)發(fā)電對貫徹落實(shí)中央第五次、第六次西藏工作座談會精神、調(diào)整國家能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)藏區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和長治久安等都具有重要意義。蘇洼龍水電站和巴塘水電站將分別于2020年和2021年投產(chǎn)，其余電站正按核準(zhǔn)要求科學(xué)、有序地推進(jìn)建設(shè)。蘇洼龍水電站投產(chǎn)后，金沙江上游直流輸電工程即具備安全運(yùn)行條件。同時，四川“十四五”期間豐水期仍然存在一定規(guī)模的富裕水電，金沙江上游直流工程投產(chǎn)初期可匯集周邊富裕的水電外送，有助于緩解水電棄水問題，亦能提高金沙江上游直流輸電工程的線路利用率，促進(jìn)直流輸電工程經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。金沙江上游直流工程早日投產(chǎn)，既能輸送金沙江上游川藏段的水電電力，又能匯集周邊富裕水電電力的外送，有助于緩解四川省的水電棄水問題，同時有利于京津冀污染的防治，有助于雄安新區(qū)建設(shè)綠色智慧新城。國家發(fā)改委和國家能源局近期聯(lián)合印發(fā)的相關(guān)文件也明確要求加快建設(shè)金沙江上游水電外送通道建設(shè)。因此，筆者建議：金沙江上游直流輸電工程應(yīng)按2020年投運(yùn)推進(jìn)相關(guān)工作，確保2021年汛前投運(yùn)。

(2)建議研究并給予大型水電開發(fā)的相關(guān)支持政策。

水電是當(dāng)前最成熟、穩(wěn)定、可靠的清潔、可再生能源，開發(fā)大型水電符合五大發(fā)展理念和我國能源發(fā)展戰(zhàn)略，其既能促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，助力打贏脫貧攻堅戰(zhàn)，又有利于節(jié)能減排和大氣污染防治，生態(tài)效益、社會效益和綜合效益顯著。一方面，開發(fā)大型水電已在國家相關(guān)層面基本形成共識；另一方面，我國當(dāng)前尚有大約2億kW容量的水電(大部分屬國家規(guī)劃的大型水電)受資源稟賦、地形地質(zhì)、交通條件、移民環(huán)保等因素影響投資較高、經(jīng)濟(jì)性較差；加之我國當(dāng)前的跨區(qū)域交易電價形成機(jī)制沒有充分體現(xiàn)出水電的綜合效益以及對生態(tài)文明建設(shè)的積極作用。種種因素導(dǎo)致當(dāng)前大型水電開發(fā)的積極性不高、進(jìn)度遲緩，甚至有些大型項目核準(zhǔn)后也放緩了開發(fā)進(jìn)度或暫緩建設(shè)。為踐行綠色發(fā)展、實(shí)施國家能源戰(zhàn)略，落實(shí)穩(wěn)增長、穩(wěn)投資，促進(jìn)大型水電持續(xù)健康發(fā)展，除項目業(yè)主做好設(shè)計優(yōu)化、強(qiáng)化工程管控外，還需國家研究并給予大型水電開發(fā)的相關(guān)支持政策，適時建立西部清潔能源開發(fā)基金，在增值稅減征、貸款利率優(yōu)惠、國家投資補(bǔ)助、綠證交易、電量電價等方面給予新增大型水電以特殊支持政策。