巴基斯坦水光互補項目選址規(guī)劃分析

程晨 蔡淑兵 嚴凌志 鄒海青 方浩

摘要：

為加強中國-巴基斯坦能源領域交流合作，助力中國企業(yè)投資參與巴基斯坦水光互補項目建設，有必要對巴基斯坦水光互補項目選址規(guī)劃開展研究。

分析了巴基斯坦的能源現(xiàn)狀、水能及太陽能資源條件、電力系統(tǒng)現(xiàn)狀、未來電力規(guī)劃及電力需求等。結果表明：巴基斯坦水能資源和太陽能資源豐富、開發(fā)條件優(yōu)越，且主要河流的梯級水電開發(fā)規(guī)劃工作已有一定基礎，具備開展大規(guī)模水光互補發(fā)電項目規(guī)劃建設的條件。研究提出以已建水電站為“點”，河流水電規(guī)劃為“線”，河流周邊太陽能資源分布條件為“面”，三者相結合的水光互補項目選址規(guī)劃思路，并提出兩個水光互補推薦項目選址及未來重點推薦規(guī)劃開發(fā)區(qū)域。

關鍵詞：

水光互補； 電力規(guī)劃； 海外電力市場； 項目選址； 巴基斯坦

中圖法分類號：TV212

文獻標志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2023.03.001

文章編號：1006-0081（2023）03-0008-07

0 引 言

能源領域的合作是中巴經(jīng)濟走廊建設的重要內(nèi)容［1-2］。巴基斯坦一直面臨能源短缺問題，尤其是電力短缺已經(jīng)成為巴基斯坦經(jīng)濟發(fā)展的掣肘。2021年1月9日，巴基斯坦發(fā)生大規(guī)模停電，80%地區(qū)陷入停電狀態(tài)。目前，巴基斯坦電力消費中居民用電占比高，約為51%，尤其午間制冷負荷大，與光伏日發(fā)電過程較為匹配。近年來，隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，技術迭代升級不斷加快，智能制造迅速推廣，光伏發(fā)電成本下降了90%以上。此外，巴基斯坦太陽能資源理論儲量超過29億kW，太陽能資源豐富、品質好、開發(fā)條件優(yōu)越，開發(fā)利用前景廣闊，該國大部分地區(qū)太陽能輻射強度大，日照時間長，屬于全球日光照射較強的地區(qū)之一。因此，有必要研究擴大巴基斯坦太陽能開發(fā)規(guī)模。然而，光伏發(fā)電具有隨機性、波動性、間歇性等特點，與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)存在矛盾，是目前制約其發(fā)展的主要因素。水電是一種靈活可控的電源，具有良好的調節(jié)能力和儲能能力，可以與光伏結合，形成長期有效的“水光互補”系統(tǒng)，利用水電站的輸電通道將水電和光伏發(fā)電打捆并入電網(wǎng)，并改變水電出力過程來平抑光伏發(fā)電的波動性、隨機性和間歇性，從而減少輸電線路投資成本、提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性能，提高電網(wǎng)送出線路的利用率及經(jīng)濟性，促進新能源大規(guī)模開發(fā)和消納［3-5］。

本文在分析巴基斯坦水能及太陽能資源條件、電力系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃等情況的基礎上，結合中國在水光互補技術理論研究及工程實踐方面的經(jīng)驗，提出了巴基斯坦水光互補項目選址規(guī)劃的研究思路和推薦方案，后續(xù)可針對推薦站點進一步分析其技術可行性及經(jīng)濟性。該研究有助于進一步推動中巴經(jīng)濟走廊建設，同時可為中國企業(yè)投資建設巴基斯坦水光互補項目提供前期技術參考。

1 巴基斯坦水光資源概況

巴基斯坦油氣資源豐富，但可采儲量匱乏；煤炭資源儲量1 863億t，主要集中在信德省，資源豐富但發(fā)熱量低。水能、風能、太陽能等可再生能源資源富集，由于印度河從北部山地至南部平原，縱貫巴基斯坦全境，因此水能資源開發(fā)具有得天獨厚的自然優(yōu)勢；風能資源總蘊藏量達3.4億kW，主要集中在信德省南部、俾路支省部分山區(qū)和北部山區(qū)地帶，尤其是信德省南部印度河入?？诟浇侵薜貐^(qū)，風能資源更為富集；太陽能資源豐富，部分地區(qū)年太陽能總輻射量最高可達8 000 MJ/m2。其他能源資源中，生物質能有4 000 MW的開發(fā)潛力，地熱資源發(fā)電潛力約2 000 MW［6-8］。此外潮汐能資源也比較豐富，目前尚未開發(fā)，未來有待進一步開展研究。下面重點介紹水能和太陽能情況。

1.1 水 能

根據(jù)《巴基斯坦水力資源》數(shù)據(jù)，巴基斯坦水能資源主要集中在印度河及其支流上，技術可開發(fā)量合計為59 796 MW，其中近80%集中在開伯爾-普什圖?。↘hyber Pakhtunkhwa）和吉爾吉特-巴爾蒂斯坦（Gilgit-Baltistan）［9-10］。截至2021年5月底，巴基斯坦已投產(chǎn)水電站總裝機容量9 873 MW，僅占技術可開發(fā)量的16.51%，未來尚有很大的開發(fā)潛力。

巴基斯坦水能源資源豐富但分布不均衡。主要能源消費地區(qū)集中在中部和南部印度河平原經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，水能資源主要集中在北部山區(qū)的不發(fā)達地區(qū)，水能資源的自然稟賦與能源消費地域存在明顯差別。但水電建設及送出條件較好：規(guī)劃電站附近大都有國道或省道經(jīng)過，對外交通條件較好；主要建材在巴基斯坦市場均可得到供應；規(guī)劃有一定調節(jié)能力的大中型調節(jié)水庫，可提高水能資源利用率，提高水電站的保證電量。巴基斯坦水電開發(fā)前期工作具有一定的基礎，2022～2030年納入開發(fā)計劃的水電項目為23個，總裝機容量約13 160 MW。

1.2 太陽能

巴基斯坦太陽能資源豐富、品質好、開發(fā)條件優(yōu)越，根據(jù)美國國家能源部可再生能源實驗室（NREL）數(shù)據(jù)，巴基斯坦年太陽能總輻射量可達6 100～8 000 MJ/m2，以俾路支省、信德省及旁遮普省南部尤為豐富，年日照時間超過3 000 h，年太陽能總輻射量超過7 200 MJ /m2，該地區(qū)是全球日光照射較強的地區(qū)之一。巴基斯坦太陽能資源理論儲量超過29億kW，開發(fā)利用前景廣闊。截至2021年5月底，巴基斯坦已投產(chǎn)光伏電站4座，總裝機容量400 MW［11］。

巴基斯坦境內(nèi)有大量的湖泊、水庫，可充分利用已建成的水電站水庫、湖泊等水面開發(fā)太陽能資源。目前，巴基斯坦正大力開展水面漂浮式光伏電站的規(guī)劃建設。據(jù)統(tǒng)計，巴基斯坦全國水面漂浮光伏可開發(fā)潛力超過9 500 MW（峰值功率），其中旁遮普省/開伯爾-普什圖省/首都聯(lián)邦地區(qū)水面漂浮光伏可開發(fā)潛力為2 500 MW（峰值功率），主要利用已建的塔貝拉（Terbela）水庫、拉瓦爾（Rawal）湖、辛布利（Simbli）水庫、巴羅塔（Ghazi Brotha）水庫；信德省水面漂浮光伏可開發(fā)潛力為6 000 MW（峰值功率），主要利用金扎哈爾（Keenjhar）湖 、門切爾（Mancher）湖 、哈拉吉（Halaji）湖 、邊境（Border ）湖；俾路支省水面漂浮光伏可開發(fā)潛力為200 MW（峰值功率）；其他地區(qū)水面漂浮光伏可開發(fā)潛力為500 MW（峰值功率），如表1所示。未來水面漂浮式光伏電站將成為巴基斯坦太陽能開發(fā)的重點發(fā)展方向。

目前，巴基斯坦正在大力推進風光資源開發(fā)及多能互補項目研究。根據(jù)水能、風能、太陽能等資源的空間分布情況，風電資源開發(fā)主要集中于南部信德省卡拉奇市附近，但該地區(qū)水能資源匱乏，且與已建水電站距離較遠，投產(chǎn)后風電難以同水電聯(lián)合互補運行，因此水電-風電互補項目建設條件較差；而目前已建水電站周邊地區(qū)太陽能資源條件較好，新建光伏電站可利用水電站已建輸電線路打捆并入電網(wǎng)，實現(xiàn)互補調度運行，因此水光互補項目建設條件較好。從資源利用和推動項目落地的角度，在當前階段單獨開展水光互補項目規(guī)劃相比水風光互補具備更好的技術可行性，后續(xù)也可基于本次成果進一步開展多類型電源參與的多能互補項目研究。綜上，本文重點針對巴基斯坦水光互補項目選址規(guī)劃開展研究。

2 巴基斯坦電力系統(tǒng)現(xiàn)狀

2.1 電源現(xiàn)狀

2020年，巴基斯坦人均用電量為516 kW·h，而印度同年的人均用電量為1 208 kW·h。巴基斯坦電力部門仍需大力發(fā)展能源產(chǎn)業(yè)，以便為巴基斯坦人民提供充足、可負擔、可靠和可持續(xù)的電力供應［11］。截至2021年5月底，巴基斯坦國內(nèi)發(fā)電總裝機容量達到34 501 MW，其中34%是由水電、太陽能、風能和甘蔗渣發(fā)電為基礎的可再生能源組成，66%是由火電組成，包括天然氣、本地煤炭、進口煤炭、燃料油和液化天然氣。

從能源結構來看，巴基斯坦水電裝機容量占比最大，為9 873 MW，占總裝機的29%；燃料油發(fā)電裝機容量為6 507 MW，占總裝機的19%；液化天然氣發(fā)電裝機容量5 838 MW，占總裝機的17%；天然氣發(fā)電裝機容量3 427 MW，占總裝機的10%；進口煤、國內(nèi)煤炭、核電、風電、光伏、甘蔗渣發(fā)電裝機容量分別為3 960，660，2 490，1 086，400，259 MW，占總裝機容量的比例分別為11.00%，2.00%，7.00%，3.00%，1.15%，0.75%。

從發(fā)電量構成來看，2019～2020年，巴基斯坦國內(nèi)總發(fā)電量為121 691 GW·h，其中約32%來自水電，水電總電量達39 226 GW·h；57%來自火電（包含天然氣、本地煤炭、進口煤炭、燃料油和液化天然氣），火電總電量68 958 GW·h；8%來自核電，核電總電量9 735 GW·h；3%來自可再生能源發(fā)電（包括光伏、風電和甘蔗渣發(fā)電），發(fā)電量為3 730 GW·h［11］。

綜合來看，巴基斯坦電源結構對化石能源依賴程度高，可再生能源發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

2.2 電網(wǎng)概況

巴基斯坦目前已形成貫穿南北、基本覆蓋全國的統(tǒng)一電網(wǎng)。500 kV電網(wǎng)從北部的白沙瓦（Peshawar ）500 kV變電站延伸至南部的胡布（Hubco）火電站，部分負荷中心已形成500 kV環(huán)網(wǎng)。作為國家電力系統(tǒng)骨干的巴基斯坦國家輸配電公司（NTDC）主網(wǎng)架電壓等級為500，220 kV，地方電力公司配電網(wǎng)電壓等級為132，66 kV，其中66 kV電壓等級正在初步向132 kV過渡。為了更有效從發(fā)電站輸送電力到電網(wǎng)中，2016～2021年，巴基斯坦國家電網(wǎng)和經(jīng)銷公司配電網(wǎng)的輸電線路長度大幅增長。截至2020年底，巴基斯坦國內(nèi)輸電線路總長度56 486 km，其中500 kV電壓等級輸電線路總長7 470 km，由16個變電站組成，變電總容量25 460 MVA；220 kV電壓等級輸電線路總長11 281 km，由45個變電站組成，變壓器變電總容量30 440 MVA；132 kV電壓等級輸電線路總長29 327 km；66 kV電壓等級輸電線路總長達6 046 km；33 kV電壓等級輸電線路總長達2 362 km。包含132，66 kV和33 kV電壓等級的配電網(wǎng)由928個變電站組成，提供總容量53 263 MVA的電力，向分散在全國各地的用戶供電。電網(wǎng)輸變電線路基本覆蓋巴基斯坦全域大中小城市。巴基斯坦輸配電線路電壓等級及長度如表2所示［11］。

3 電力市場空間分析

3.1 電源規(guī)劃

根據(jù)2021年發(fā)布的《巴基斯坦國家電力發(fā)展規(guī)劃》（IGCEP 2021-2030）［11］，基于電力需求的不同情況制定了3種場景，即基準場景、高需求場景、低需求場景。① 低需求場景：2021～2025年，GDP增長率從3.94%逐漸下降到3.70%，然后保持不變，直到2030年。

② 基準場景：2021～2025年，GDP增長率從3.94%逐漸增加到5.00%，然后保持不變，直到2030年。

③ 高需求場景：2021～2025年，GDP增長率從3.94%上升到6.02%，然后保持不變，直到2030年。并針對不同場景制定了相應的電力發(fā)展規(guī)劃方案。

在基準場景下，2025年，巴基斯坦全社會電力最大負荷預計為28 322 MW，巴基斯坦電力系統(tǒng)總裝機容量將達到46 504 MW，總裝機容量中可再生能源裝機容量達21 048 MW，其中水電裝機容量14 367 MW（占總裝機的31%）、風電裝機容量3 795 MW（占總裝機的8%）、光伏發(fā)電裝機容量1 137 MW（占總裝機的2%）、甘蔗渣發(fā)電裝機容量749 MW（占總裝機的1.6%）、核電裝機容量3 635 MW（占總裝機的8%）。在2030年，為滿足全社會最大負荷34 377 MW的電力負荷需求，預計總裝機容量為53 315 MW，包括30 542 MW的可再生能源發(fā)電，其中水電裝機容量23 035 MW（占總裝機的43%）、風電裝機容量3 795 MW（占總裝機的7%）、光伏發(fā)電裝機容量1 964 MW（占總裝機的4%）、甘蔗渣發(fā)電裝機容量749 MW（占總裝機的1%）、核電裝機容量3 635 MW（占總裝機的7%）。其他兩種場景的電力發(fā)展規(guī)劃方案如表3所示。

3.2 電力需求預測

根據(jù)《巴基斯坦國家電力發(fā)展規(guī)劃》［11］，低需求場景、基準場景、高需求場景對應的電力需求預測如表4所示。

3.3 電力市場空間分析

根據(jù)表4，相比2020年，基準場景中2025，2030年全社會用電量分別增加31 200，61 200 GW·h，高需求場景中分別增加33 000，71 500 GW·h。根據(jù)《巴基斯坦國家電力發(fā)展規(guī)劃》［11］，綜合同類電源實際運行情況，水電、風電、光伏的年利用小時數(shù)分別按3 500，2 500，1 500 h計。

考慮上述用電需求增量全部由水電、光伏和風電來滿足，按照表3所述裝機規(guī)模，基準場景、高需求場景分別存在最大電量缺口9 600，11 000 GW·h，可相應新增光伏規(guī)模6 377，7 324 MW。由此可見，巴基斯坦水光互補項目開發(fā)建設具有一定的電力市場空間。

4 水光互補項目選址規(guī)劃思路

4.1 總體原則

水電站的調節(jié)能力是水光互補的關鍵所在，具備較好調節(jié)能力的大型水電站通常還需滿足防洪、供水、灌溉等多方面的綜合利用要求。因此，在評估可配套開發(fā)的光伏規(guī)模時，需準確評估水電站實際可利用的調節(jié)能力。水光互補項目選址應以水電為抓手，結合主要河流水電規(guī)劃成果和水電站調節(jié)能力，考慮周邊光伏發(fā)電開發(fā)潛力，總體上形成水電站為“點”，河流水電規(guī)劃為“線”，周邊太陽能資源分布條件為“面”，三者相結合的水光互補項目選址規(guī)劃思路，如圖1所示。

4.2 規(guī)劃思路

基于上述原則，提出巴基斯坦水光互補項目規(guī)劃選址思路具體如下。

4.2.1 主要河流梯級水電規(guī)劃

目前巴基斯坦已完成北部地區(qū)主要河流的水電規(guī)劃，主要有印度河干流上游河段、吉拉姆河、尼勒姆河、庫納爾河，其中印度河干流上游河段采用3庫11級開發(fā)方案，聯(lián)合下游已建的塔貝拉水電站及巴羅塔水電站，共同組成印度河干流梯級水電站群，在發(fā)電、防洪、供水、灌溉方面起到重要作用；吉拉姆河上游河段屬于印控克什米爾地區(qū)，因此只在巴基斯坦境內(nèi)采用5級開發(fā)方案，聯(lián)合下游已建的曼格拉水電站，共同組成吉拉姆河梯級水電站群。這兩條河流規(guī)劃也是巴基斯坦最為重要的流域水電規(guī)劃，是未來水電站開發(fā)建設的重點。此外，尼勒姆河和庫納爾河水電規(guī)劃分別采用6級和4級開發(fā)方案，目前也在建設實施中。水光互補項目規(guī)劃選址時，可先結合重點河段水電開發(fā)規(guī)劃，排查周邊太陽能資源條件，以流域一體化開發(fā)的形式提高資源利用效率。

4.2.2 水電站選擇

考慮到光伏發(fā)電項目與常規(guī)水電項目建設工期存在較大差異，優(yōu)先選擇利用裝機規(guī)模大、調節(jié)能力好的已建水電站，以縮短互補項目整體工期。巴基斯坦已建水電站主要集中在印度河干流、吉拉姆河、喀布爾河、SWAT河及印度河上游兩岸支流上。印度河干流已建電站最多，自塔貝拉（Tarbela）水電站以下分別有巴羅塔（Barotha）、卡拉巴格（Kalabagh）、真納（Jinnal）、恰?，敚–hashma）、坦吉（Tangi）、高摩贊（Gomal Zam）等6座水電站；喀布爾河干流已建電站主要有沃爾瑟格（Warsak）水電站；SWAT河支流上也有已建的賈班（Jabban）、德爾蓋（Dargai）、馬拉坎（Malakand）等梯級電站；吉拉姆河及其支流上已建電站主要有尼勒姆-吉拉姆（Neelum-Jhelum）、卡洛特（Karot）、曼格拉（Mangla）等水電站；此外印度河上游兩岸支流也分別建成阿萊瓦（Allai Khwar）、都伯瓦（Dubair Khwar）、科亞瓦（Keyal Khwar）、漢瓦（Khan Khwar）等水電站［10］。其中，塔貝拉（Tarbela）、曼格拉（Mangla）等水電站均具備年調節(jié)能力，是流域水資源綜合利用的骨干工程。

4.2.3 太陽能資源分布情況評估

太陽能發(fā)電資源評估主要使用3種光照資源參數(shù)來量化，即法向直接輻射（DNI：Direct Normal Irradiation）、直接水平輻射（DHI：Direct Horizontal Irradiation）和水平面總輻射（GHI：global horizontal Irradiation）。根據(jù)巴基斯坦1999～2016年水平面總輻射（GHI）［12］分布數(shù)據(jù)顯示，巴基斯坦太陽能資源最為豐富的地區(qū)在西部俾路支省，其次是信德省及旁遮普省南部，但這些地區(qū)處在印度河下游，地勢平坦開闊，水能資源稀缺；太陽能資源低值在巴基斯坦北部地區(qū)，太陽能年總輻射量由南向北逐漸遞減，如圖2所示。針對巴基斯坦北部地區(qū)主要河流進行太陽能資源評估，其中印度河干流塔貝拉水庫兩岸至下游卡拉巴格河段、喀布爾河流域、SWAT河河谷地區(qū)、印控克什米爾斯利那加地區(qū)太陽能資源較為豐富，年太陽能輻射總量可達1 753～1 826 （kW·h）/m2；吉拉姆河自穆扎法拉巴德以下至曼格拉水庫河段周邊地區(qū)的年太陽能輻射總量也可超過1 753 （kW·h）/m2；庫納爾河及尼勒姆河河谷太陽能資源則較差，年太陽能輻射總量僅達1 300～1 600 （kW·h）/m2；除此之外，印度河塔貝拉上游規(guī)劃的邦吉（Bunji）至巴莎（Basha）段河谷右岸太陽能資源也較為豐富，部分地區(qū)年太陽能輻射總量可達1 753 （kW·h）/m2以上［12］。理論上太陽能輻射較強地區(qū)光伏電站開發(fā)條件好，但實際開發(fā)過程中還需結合地形地質、占地面積、電網(wǎng)接入條件等其他影響因素進行綜合考慮。

4.2.4 項目選址重點區(qū)域初選

根據(jù)重點河段周邊太陽能資源情況，進一步結合地形地貌、占地面積等建設制約因素分析光伏電站建設的可行性，初選項目重點研究區(qū)域。巴基斯坦北部主要河流中太陽能資源條件較好的有印度河干流塔貝拉水庫兩岸至下游卡拉巴格河段、喀布爾河流域、SWAT河河谷、吉拉姆河自穆扎法拉巴德以下至曼格拉水庫河段、印度河塔貝拉上游邦吉（Bunji）至巴莎（Basha）段河谷右岸，其中印度河干流塔貝拉水庫兩岸至下游卡拉巴格河段、喀布爾河干流、以及吉拉姆河曼格拉水庫周邊地區(qū)均為平原地區(qū)，面積大，地形平坦，交通方便，光伏電站建設條件優(yōu)越，可作為優(yōu)先項目選址區(qū)域；而SWAT河河谷、印度河塔貝拉上游邦吉至巴莎段河谷右岸地區(qū)均為山地丘陵地貌，平均海拔較高，道路崎嶇，交通不便，光伏電站建設條件較差，可作為備選區(qū)域。

5 推薦項目選址初步成果

根據(jù)以上規(guī)劃思路可篩選出項目選址的重點區(qū)域，在重點區(qū)域內(nèi)進一步分析各個水電站參與水光互補項目的可行性，得到具體的水光互補項目選址初步成果。巴基斯坦水電站分布和太陽能水平面總輻射（GHI）分布如圖3所示。

5.1 重點區(qū)域建設條件概況

巴基斯坦水光互補項目選址的重點區(qū)域主要有3個，即印度河干流塔貝拉水庫兩岸至下游卡拉巴格河段、喀布爾河干流以及吉拉姆河曼格拉水庫周邊地區(qū)。上述區(qū)域均具備良好的水電資源和光伏電站建設條件。其他河流沿線雖然也有部分太陽能光照資源豐富的區(qū)域，但是整體上均不具備大規(guī)模開發(fā)建設光伏電站的地形地貌條件，工程建設難度大，經(jīng)濟效益難以評估。

5.2 推薦項目選址

基于以上重點區(qū)域建設條件，結合巴基斯坦電力負荷中心分布，提出塔貝拉下游水光互補項目與卡洛特-曼格拉水光互補項目的推薦選址。

5.2.1 塔貝拉下游水光互補項目

印度河干流塔貝拉水庫是巴基斯坦最重要的水利樞紐，裝機容量4 888 MW，具有年調節(jié)能力，承擔灌溉、發(fā)電、防洪等工程任務。從地形上看，庫區(qū)向西至喀布爾河沃爾瑟格水電站之間為廣闊的平原地帶，且光照輻射強度大，太陽能資源豐富，可規(guī)劃架設大規(guī)模光伏發(fā)電場；庫區(qū)下游至恰?，敹喂灿?座已建水電站，水電裝機容量5 431 MW，且河流左岸為廣闊的平原地帶，光伏電站建設條件優(yōu)越，可規(guī)劃架設大規(guī)模光伏發(fā)電場。同時上述區(qū)域距離巴基斯坦電力負荷中心-首都伊斯蘭堡較近（控制電站塔貝拉水庫距離伊斯蘭堡僅有113 km），建成后的光伏電站可利用已建水電輸電線路就近接入電網(wǎng)消納，項目選址如圖4所示。目前塔貝拉水電站已完成第四期擴機工程，電站裝機容量由3 478 MW提高到4 888 MW，未來還將進行第五次擴建，進一步增加裝機容量1 140 MW。塔貝拉水電站裝機容量的不斷提升也為帶動更大規(guī)模的光伏電站開發(fā)建設提供了良好條件。

5.2.2 卡洛特-曼格拉水光互補項目

吉拉姆河干流自穆扎法拉巴德以下至曼格拉水庫河段太陽能資源豐富，已建電站主要有卡洛特、曼格拉等水電站，其中曼格拉水電站為重要的調節(jié)水庫，裝機容量1 000 MW，是巴基斯坦國家電網(wǎng)發(fā)電量的重要支柱，具有年調節(jié)能力，該電站大壩是世界上最大的土石壩之一，同時承擔著灌溉、供水等工程任務。從地形上看，卡洛特至曼格拉河段右岸為廣闊的平原地帶，且光照輻射強度大，年太陽能輻射總量可達1 753～1 826 （kW·h）/m2，可規(guī)劃架設大規(guī)模光伏發(fā)電場。同時，上述區(qū)域距離巴基斯坦電力負荷中心-首都伊斯蘭堡較近（曼格拉水電站距離伊斯蘭堡僅有97 km），建成后的光伏電站可利用已建水電輸電線路就近接入電網(wǎng)消納，項目選址如圖5所示。

5.3 未來規(guī)劃方向

目前光伏電站規(guī)劃選址時優(yōu)先考慮地勢平坦、建設條件較好的地區(qū)，而太陽能資源較好的山地丘陵地區(qū)暫不作為優(yōu)先開發(fā)區(qū)域。考慮到未來印度河干流塔貝拉上游梯級水電站建成后將具有巨大的水電調節(jié)能力，且規(guī)劃的邦吉水電站至巴莎水電站梯級之間河谷右岸山地也有較好的太陽能資源，因此未來項目規(guī)劃選址可主要圍繞該區(qū)域開展技術研究工作，如圖6所示。此外，該區(qū)域內(nèi)印度河支流上已有建成水電站，也可考慮分析水光互補開發(fā)的可行性。

6 結論與展望

本文介紹了巴基斯坦水光資源情況、電力系統(tǒng)現(xiàn)狀、電力規(guī)劃及電力需求，提出以已建水電站為“點”，河流水電規(guī)劃為“線”，河流周邊太陽能資源分布條件為“面”，三者相結合的水光互補項目選址規(guī)劃思路。通過對巴基斯坦北部主要河流的水光互補重點區(qū)域進行篩選，初步提出兩個水光互補推薦項目選址及未來重點推薦規(guī)劃開發(fā)區(qū)域，得到以下結論。

（1） 巴基斯坦具備開展水光互補項目開發(fā)建設的優(yōu)越條件，其主要河流水電規(guī)劃的梯級電站裝機規(guī)模大，調節(jié)能力強，可為光伏電站的大規(guī)模開發(fā)提供支撐。同時，巴基斯坦境內(nèi)光伏資源非常豐富，大部分地區(qū)年太陽能輻射總量可超過1 600 （kW·h）/m2，北部主要河流中印度河、喀布爾河、吉拉姆河沿岸均有可大規(guī)模開發(fā)光伏電站的地區(qū)，且距離電力負荷中心近，電網(wǎng)接入條件好。研究結果初步提出的兩個水光互補推薦項目選址，可為中國企業(yè)投資建設巴基斯坦水光互補項目提供前期技術參考，助力中巴能源領域的交流合作。

（2） 水光互補項目選址規(guī)劃時，本文暫未考慮水面漂浮式光伏技術的應用。巴基斯坦境內(nèi)有大量的湖泊、水庫，若利用其水面面積，亦可大規(guī)模開發(fā)太陽能資源。下一步，可結合漂浮式光伏技術特點，進一步研究水光互補項目選址規(guī)劃。

參考文獻：

［1］ 焦敬平，李佳穎.巴基斯坦能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望 ［J］.能源，2019（12）：79-81.

［2］ 張毅.巴基斯坦水電開發(fā)市場芻議 ［J］.水電與新能源，2014（10）：59-63.

［3］ 龐秀嵐，張偉.水光互補技術研究及應用［J］.水力發(fā)電學報，2017，36（7）：1-13.

［4］ 馬騰宇，唐雯，徐連琛，等.水光互補系統(tǒng)中混流式水輪機轉輪結構穩(wěn)定性研究［J］.水利水電快報，2022，43（5）：78-84.

［5］ 安源.水光互補協(xié)調運行的理論與方法研究［D］.西安：西安理工大學，2016.

［6］ 王漢卿.巴基斯坦電力市場淺析 ［J］.國際工程與勞務，2021（2）：30-33.

［7］ 付春柱.巴基斯坦電力市場及燃煤電站現(xiàn)狀 ［J］.國際工程與勞務，2021（8）：47-50.

［8］ 何智超.巴基斯坦電力市場現(xiàn)狀及發(fā)展的研究［J］.中國市場，2019（15）：133-134.

［9］ 張華，林凝，施瑾.巴基斯坦水電發(fā)展簡況 ［J］.小水電，2021（1）：22-25，37.

［10］ Pakistan Water and Power Development Authority.Wapda Annual Report 2019-2020 ［R/OL］.［2022-11-30］.http：∥www.wapda.gov.pk/index.php/investor-s-corner/annual-report.

［11］ National Transmission and Despatch Company.Indicative Generation Capacity Expansion Plan （IGCEP 2021-30） ［R/OL］.［2022-11-30］.https：∥ntdc.gov.pk/planning-power.

［12］ The World Bank Group.Solar Resource Map：Global Horizontal Irradiation ［R/OL］.［2022-11-30］.https：∥solargis.com/maps-and-gis-data/download/pakistan.

（編輯：江 文）

Analysis of site selection planning of hydro-solar complementary project in Pakistan

CHENG Chen，CAI Shubing，YAN Lingzhi，ZOU Haiqing，F(xiàn)ANG Hao

（Changjiang Survey，Planning，Design and Research Co.，Ltd.，Wuhan 430010，China）Abstract：

In order to strengthen the cooperation between China and Pakistan in the energy field and help Chinas energy enterprises to invest in the construction of the hydro-solar complementary projects in Pakistan，this research focused on the site selection planning of the hydro-solar complementary project in Pakistan.It analyzed Pakistans current energy situation，hydropower energy and solar energy resource conditions，power system status quo，future power plan，and energy demand.The results showed that Pakistan was rich in hydropower resources and solar energy resources and had favorable development conditions.Moreover，the cascade hydropower station development plan of main rivers had a certain foundation，based on which the large-scale hydro-solar complementary power generation project can be planned and constructed.Also，the paper proposed a planning idea for the site selection of hydro-solar complementary projects，which combined the existing hydropower stations as the "point"，the cascade hydropower station development plan of main rivers as the "line"，and the distribution of solar energy resources around the river as the "surface".The site selection of two hydro-solar complementary projects and the future key recommended planning and development areas were proposed.

Key words：

hydro-solar complementary； power plan； overseas power market； project site selection planning； Pakistan

收稿日期：

2022-12-06

基金項目：

長江勘測規(guī)劃設計研究有限責任公司自主創(chuàng)新基金“面向新能源消納的風光水儲一體化開發(fā)規(guī)劃技術”（CX2021Z14-1）

作者簡介：

程 晨，男，碩士，主要從事多能互補規(guī)劃設計工作。E-mail：chengchen97@foxmail.com