勒珠水電站電力電量平衡研究

孫 斐，臧永順

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)水利局，新疆烏魯木齊 830002）

勒珠水電站是西藏金河干流水電規(guī)劃第4個(gè)梯級(jí)，規(guī)劃中推薦勒珠、瓦托2個(gè)水電站為近期實(shí)施工程。勒珠水電站總庫容為1.28億m3，具有季調(diào)節(jié)能力，電站裝機(jī)容量120 MW，多年平均發(fā)電量5.36億kW·h。勒珠水電站開發(fā)任務(wù)是以發(fā)電為主，供電范圍為昌都電網(wǎng)，參與昌都市電網(wǎng)調(diào)峰，緩解枯水期供電緊張狀況，對(duì)推動(dòng)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。

1 供電范圍

昌都電網(wǎng)與四川電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)工程（昌都～巴塘220 kV）已于2014年建成投產(chǎn)，遠(yuǎn)期建成昌都至邦達(dá)及昌都至玉龍雙回220 kV線路，實(shí)現(xiàn)川藏聯(lián)網(wǎng)。根據(jù)西藏電網(wǎng)“十三五”發(fā)展規(guī)劃，2017年藏中電網(wǎng)通過500 kV電壓等級(jí)與昌都電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。

昌都市自然資源豐富，基礎(chǔ)條件相對(duì)優(yōu)越，在西藏自治區(qū)具有重要的地位。根據(jù)遠(yuǎn)期規(guī)劃，結(jié)合玉曲河梯級(jí)電站建設(shè)，建設(shè)玉曲河～邦達(dá)～昌都220 kV的聯(lián)網(wǎng)工程。由此形成了玉曲河梯級(jí)電站至昌都電網(wǎng)的220 kV的聯(lián)網(wǎng)通道，將昌都電網(wǎng)接入四川電網(wǎng)中。

根據(jù)初步擬定的電站接入電力系統(tǒng)方式，勒珠水電站以110 kV電壓輸出，出線一回，接至卡諾鎮(zhèn)、瓦約村500 kV變電所，線路長約50 km，卡諾鎮(zhèn)為昌都電網(wǎng)的主要部分，屬于昌都電網(wǎng)受電區(qū)，勒珠電站具備接入昌都電網(wǎng)的條件，勒珠水電站供電范圍為昌都電網(wǎng)。

2 設(shè)計(jì)水平年及設(shè)計(jì)保證率

根據(jù)昌都電網(wǎng)負(fù)荷發(fā)展、電源構(gòu)成、電站的裝機(jī)規(guī)模及其在電力系統(tǒng)中的作用，確定勒珠水電站的設(shè)計(jì)水平年為2030年。2030年昌都電網(wǎng)電源絕大部分為水電，水電容量占電力系統(tǒng)總?cè)萘康?5%以上。根據(jù)有關(guān)規(guī)范要求，勒珠水電站的設(shè)計(jì)保證率取95%。

3 負(fù)荷預(yù)測(cè)

3.1 負(fù)荷增長趨勢(shì)分析

電力行業(yè)與國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展關(guān)系密切，用電量可反映經(jīng)濟(jì)總量的整體增長情況。2005—2014年期間是西藏自治區(qū)電力工業(yè)發(fā)展較快的時(shí)期，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全區(qū)電力需求增長速度較快。昌都市全社會(huì)用電量由2005年的0.73億kW·h增長到2014年的4.04億kW·h，年均增長率為23.78%；全社會(huì)用電負(fù)荷由2005年的28.55 MW增長到2014年的100.42 MW，年均增長率為17.03%，增長速度低于電量的增速。綜合來看，昌都市電力發(fā)展總體水平較低，各項(xiàng)人均指標(biāo)均低于全國平均水平，存在較大的增長空間。用電結(jié)構(gòu)盡管以第二產(chǎn)業(yè)為主，但其比重遠(yuǎn)低于全國平均水平，居民生活用電仍占據(jù)較大比重。

3.2 負(fù)荷特性分析

現(xiàn)狀年（2014年）昌都電網(wǎng)年最高負(fù)荷一般出現(xiàn)在12月，最低負(fù)荷一般出現(xiàn)在7月和8月，目前，昌都電網(wǎng)季不均衡系數(shù)為0.75～0.77。從現(xiàn)狀年日負(fù)荷變化看，昌都電網(wǎng)以生活用電為主，其典型日負(fù)荷率在0.70～0.73之間，日最小負(fù)荷率在0.42～0.47之間，負(fù)荷率及最小負(fù)荷率均較歷史數(shù)據(jù)有所提高。

3.3 負(fù)荷預(yù)測(cè)

1）電量預(yù)測(cè)

根據(jù)2005—2014年期間負(fù)荷發(fā)展水平，結(jié)合近期社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，采用趨勢(shì)外推法（自然增長+大用戶方法）對(duì)總電量負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，利用數(shù)學(xué)模型計(jì)算分析后，給出電量預(yù)測(cè)的成果，昌都電網(wǎng)2025年全社會(huì)用電量為27.70億kW·h，2030年全社會(huì)用電量為36.37億kW·h。

2）負(fù)荷預(yù)測(cè)

采用“自然增長趨勢(shì)外推法+大用戶法”進(jìn)行負(fù)荷模型擬合，同時(shí)考慮最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)、年均增長率、自然增長等因素，預(yù)測(cè)昌都電網(wǎng)2025年最大負(fù)荷為593.27 MW，2030年全區(qū)最大負(fù)荷為794.00 MW。

3）負(fù)荷特性預(yù)測(cè)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、人民生活水平的提高及城市化擴(kuò)展，昌都市用電結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化。工業(yè)用電比重逐年下降，居民用電、商業(yè)用電和公用事業(yè)用電比重逐年上升，峰谷變化幅度逐年增大。根據(jù)現(xiàn)狀水平年電網(wǎng)負(fù)荷特性預(yù)測(cè)了2030水平年的年負(fù)荷特性曲線和2030水平年冬季、夏季的典型日負(fù)荷曲線見表1，2。

表1 昌都電網(wǎng)2030水平年年負(fù)荷曲線

表2 昌都電網(wǎng)2030水平年冬季夏季典型日負(fù)荷特性曲線

4 電源規(guī)劃

2014年昌都地區(qū)電網(wǎng)電源總裝機(jī)容量為96.40 MW，其中水電裝機(jī)容量為71.20 MW，火電裝機(jī)容量為25.20 MW。

由于三江流域及其支流其他大中型水電站尚未完成輸電規(guī)劃，或完成輸電規(guī)劃定位主要為外送，故均未納入昌都電網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)電源規(guī)劃。

昌都電網(wǎng)2015—2030年電源建設(shè)方案：昌都電網(wǎng)投產(chǎn)果多電站（4臺(tái)，總計(jì)160 MW），覺巴水電站（3臺(tái)，總計(jì)30 MW），瓦托水電站（3臺(tái)，總計(jì)50 MW），側(cè)格水電站（4臺(tái)，總計(jì)160 MW），新增裝機(jī)容量400 MW，全部為水電。2020年昌都電網(wǎng)電源總裝機(jī)容量為496.40 MW。2020—2030年，昌都電網(wǎng)投產(chǎn)的水電電源有勒珠水電站（4臺(tái)，總計(jì)120 MW）。

根據(jù)昌都地區(qū)小水電運(yùn)行情況及配網(wǎng)建設(shè)情況，滿足接入條件的小水電18座，容量10.20 MW。2030年昌都市電力系統(tǒng)總裝機(jī)容量達(dá)到了616.40 MW，其中水電裝機(jī)容量占95.9%，火電裝機(jī)容量占4.1%。

5 電力電量平衡

5.1 平衡原則

1）設(shè)計(jì)代表年。以各電站的枯水年、平水年出力過程參與昌都電網(wǎng)電力電量平衡。

2）系統(tǒng)備用容量。根據(jù)DL/T 5015-1996《水利水電工程動(dòng)能設(shè)計(jì)規(guī)范》和昌都電網(wǎng)的實(shí)際情況，事故備用容量取各月最大負(fù)荷的10%，且不小于系統(tǒng)最大單機(jī)容量，由水電承擔(dān)。負(fù)荷備用取最大負(fù)荷的5%，全部由具有調(diào)節(jié)能力的靠近負(fù)荷中心的水電承擔(dān)。

3）優(yōu)先安排已建及在建的具有較好調(diào)節(jié)性能的水電站，以發(fā)揮其調(diào)峰作用。

4）昌都電站和沙貢電站為昂曲河的上下游梯級(jí)，因此合并考慮。

5）昌都應(yīng)急電源不納入設(shè)計(jì)水平年電力電量平衡。

5.2 電力平衡結(jié)果

勒珠水電站2030設(shè)計(jì)水平年的枯水年1—12月典型日運(yùn)行方式見圖1。

圖1 2030水平年冬季典型日運(yùn)行方式（枯水年）

5.3 電量平衡結(jié)果

2030水平年昌都電網(wǎng)內(nèi)水電站在枯水期（11月至翌年5月）間均不棄水。昌都電網(wǎng)需要藏中、四川電網(wǎng)等外網(wǎng)補(bǔ)充電量，最大月平均補(bǔ)充377.60 MW，最小月平均補(bǔ)充93.80 MW，全枯水期平均補(bǔ)充259.10 MW。昌都電網(wǎng)內(nèi)各水電站豐水期（6—10月）均棄水，其中，勒珠水電站最大月平均棄水電量為39.90 MW，最小月平均棄水電量為9.10 MW，汛期平均棄水電量為26.60 MW。昌都電網(wǎng)2030水平年電量平衡成果見表3。

表3 昌都電網(wǎng)2030年電量平衡表（平水年） MW

6 結(jié)論

1）勒珠水電站是金河干流水電規(guī)劃中調(diào)節(jié)性能最好、裝機(jī)容量最大的梯級(jí)電站，可充分利用其調(diào)節(jié)性能，與下游的瓦托、金河電站聯(lián)合運(yùn)行，提高梯級(jí)電站枯水期發(fā)電出力，改善電能質(zhì)量。

2）勒珠水電站具備季調(diào)節(jié)能力，可增加昌都電網(wǎng)的調(diào)峰能力，為系統(tǒng)提供調(diào)峰、調(diào)頻和備用容量，緩解昌都電網(wǎng)的電力供需矛盾，改善電網(wǎng)的運(yùn)行條件。

3）昌都電網(wǎng)以水電電源為主，設(shè)計(jì)水平年水電調(diào)節(jié)能力不足，豐盈枯缺現(xiàn)象突出，枯水期系統(tǒng)水電出力無法滿足負(fù)荷要求，尚需網(wǎng)外電源作為補(bǔ)充。