中国有十二大水电基地,其中大湘西水电基地的沅水流域,可以作为此类规划调整的示范样板。前期规划可以是“洪能开发”2000万千瓦,实现流域装机容量的成倍扩机。后期,进一步按照“电网储能水电资源”的需求,按照1亿千瓦的扩机规模来考虑。
转变开发思路:湖南沅水流域“洪能水电首期工程”可以增加200万千瓦的水电站/未来是2000万千瓦级的水电站扩机潜力
沅水流域的水能评估有严重的问题!错误来自于1980年代,当时中国水电部门非常害怕淹没土地与移民问题,有意建造低坝与径流式水电站,因此形成了现在这样的水电开发格局。但沅水的河流,干流与支流之间,适合发展引水式高水头调峰水电站,这却是当时的流域梯级规划没有评估谋划的“盲点”。2000年前后,沅水流域开发思想有所变动,但错误只是部分得到改正。
大湘西水电基地作为全国十二大水电基地,目前水能开发程度高达90%。能不能将这里的水电站群,实现成倍扩机?答案是:可以!
——————流域比较:沅水与清江之间的水电开发潜力比较评估——————
根据1980年水力普查,沅水流域理论水能800万千瓦(年发电量70TWh);其中湖南540万千瓦(年发电量47.5TWh),占68%;贵州204万千瓦(年发电量17.8TWh),占25.5%。 重庆27万千瓦,湖北25万千瓦,合计为52万千瓦(年发电量4.5TWh),约占6.5%。
沅水流域(1980年水力普查)技术可开发600万千瓦,年发电量27.8TWh(接近理论水能电量的40%);其中湖南460万千瓦,年发电量20.7 TWh,占77%;贵州110万千瓦,年发电量5.8TWh,占23%。60%在干流(理论42TWh/技术可开发16.8TWh),40%在支流(理论28TWh/技术可开发11.2TWh)。如按照平均年利用小时数为2800小时,则可以装机1000万千瓦,其中干流600万千瓦,支流400万千瓦。目前的沅水干流新规划为14级梯级开发,总装机512万千瓦,年发电量17.8TWh(已经超过了技术可开发总量)。说明沅水干流水能规划不精准!!!
到湖南之后,梯级电站的平均年利用小时在3500到4000小时,有的甚至是在5000小时以上,相对偏高!!!基本上是作为径流式电站在运行。
沅水干流合计14级开发,干流合计512万千瓦,年发电量17.8TWh(相当于42.5%的理论水能资源)。干流理论水能总量在42TWh,可见防洪调度、弃水和降低水头等因素,失去了57.5%的理论水能资源。
沅水干流在湖南省内10级开发:桃源水电站电站总装机容量176MW(780GWh),凌津滩水电站270MW(1215GWh),五强溪1200MW(5370GWh),渔潭100MW( 500GWh),大洑潭200MW( 810GWh),清水塘128MW( 507GWh),铜湾180MW(710GWh),安江140MW(562GWh),洪江270MW(970GWh),托口830MW( 2030GWh),合计350万千瓦,年发电量13454GWh,即年发电量13.45TWh,约占沅水流域湖南部分理论水能总量47.5TWh的28.4%,约占沅水流域湖南部分技术可开发总量20.7 TWh的64%,可能么?规划有问题!稍微看看地图就知道了!沅水还有那么多条支流——七八上十条啊,只占36%?
沅水干流贵州省4级开发:革东45MW(209GWh)、三板溪水电站1000MW(2428GWh),、挂治150MW(402GWh)(海拔322米)、白市420MW(1232GWh)(海拔300米),合计162万千瓦,年发电量4271GWh,即4.27TWh——约占沅水流域在贵州部分技术可开发总量5.8TWh的73.4%,可能么?规划也有问题!稍微看看地图就知道了!
总结:
沅水干流14级水电站群17725GWh,即17.8TWh。2008年清江干流年发电量是90亿度。可见,沅水干流的水电站群,年发电总量只是清江干流的约2倍。
沅水流域面积为9万平方公里。清江流域面积为1.8万平方公里,只是沅水流域面积的20%。沅水年径流量660亿方(最大1036亿方最小454亿方),清江年径流量141亿方(最大211亿方最小82亿方),沅水是清江的4.68。
清江理论水能246万千瓦(21.6TWh);技术可开发410万千瓦(为什么是理论的约1.6倍),年发电量11.8TWh,大约是理论水能总电量的55%。可见防洪调度、弃水和降低水头等因素,失去了45%的理论水能资源。清江干流年发电量10.5TWh,85%集中在恩施以下河段,最下游的三个梯级水电站总装机为332万千瓦,2008年发电量是9TWh。
澧水支流的娄水流域跟湖北省的清江类似。澧水干流全长388公里,流域面积18,496平方公里(湖南15,505平方公里),多年平均径流量131.2亿立方米(跟清江141亿方差距很小)。澧水支流的娄水,流域面积为5100平方公里,娄水干流目前开发水平是24.5亿度电,有江坪河(450MWe/9.76亿度电)、淋溪河(170MWe/3.62亿度电)、江垭(300MWe/7.56亿度电)三个梯级电站(跟湖北相关的三个水电站)合计装机92万千瓦以及下游的关门岩(33MWe/1亿度电)、长潭河(80MWe/2.46亿度电)。娄水全流域可以调峰装机二三百万千瓦,可以发电三十亿度以上,多水年多达四十五亿度以上。目前规划是湖北省鹤峰县调峰水电装机850MWe,湖南省的桑植与慈利两地主要是径流式水电413MWe,合计是1263MWe,即126万千瓦,年发电量24.5亿度电。由于智能电网的需求,估计娄水流域未来扩机将会是——湖北省鹤峰县调峰水电装机1800MWe,湖南省的桑植与慈利两地1000MWe,合计是2800MWe,即280万千瓦。而澧水流域的常规水能可开发量是152万千瓦(相当于130亿度电)。可见,光娄水流域的装机,就远远超出澧水常规水能计算所得出的“152万千瓦装机”——娄水流域只是澧水的一个支流啊!
沅水理论水能800万千瓦(70TWh);技术可开发600万千瓦(闹笑话了吧!!!——参照清江流域则应该是1200万千瓦左右才合理),年发电量27.8TWh,大约是理论水能总电量的40%。可见防洪调度、弃水和降低水头等因素,失去了57.5%的理论水能资源。沅水干流占60%的理论水能资源,14个梯级水电站总装机为512万千瓦,年发电量17.8TWh。
沅水的年径流量是清江的4.68,落差和降水特性差别不是很明显,顶多是1.5的差异系数,按照这个道理,沅水流域水电站群总的年平均发电量应该是35TWh左右,最大年应该可以55到60TWh。
对比一下,目前的沅水干流规划全是一笔糊涂账,整个沅水流域的水能计算需要重来,湖南省需要重新做水力普查,特别是调峰水电站资源普查!!
说明沅水整个流域的水电站群系统有若干改进的机会!
这就是本文的目的。
—————————沅水流域梯级水电站如何调整————————————————
第一电站 湘黔两省舞水河蟒塘溪水库—锦江(辰水)雨季洪能水力资源规划设想
蟒塘溪电站(海拔288米),水库控制流域面积8182平方公里,多年平均流量140秒立方米,多年平均径流量44.2亿立方,最大年是80亿方计算。锦江的江口水电站——江口墟镇海拔170米,总水头是118米,理论水能年发电量11到22亿度,第一期设计装机60万千瓦,设计年发电量9亿度。
未来还可考虑,将贵州乌江支流清水河梯级海拔720米(属于华电集团)的格里桥水电站,兴建隧洞调水至黄平县旧州的舞阳湖(二岔河水库海拔710米),年调水量20亿方,自黄平县旧州镇到玉屏县,将舞水河两岸建造为贵州的国家级经济开发区。未来自贵州乌江的清水河流域,自格里桥水电站(海拔719米)每年引水20亿方,以及乌江构皮滩水库(海拔636米)每年引水20亿方,到达蟒塘溪水电站。
从而在辰水江口墟镇再扩机达到120万千瓦,设计年发电量18亿度。
舞水河全流域成4倍扩机改造,总装机80万千瓦以上。
第二电站 怀化市内的清水江—舞水河—沅水雨季洪能水力资源规划设想
为了解决怀化市的水资源问题,建议从洪江托口水电站引水40亿方,到蟒塘溪水库坝下(233米海拔)。经长泥坪水电站、红岩水电站到达三角滩水电站库区。
地处湖南沅水支流舞水河的怀化市鹤城区,业已开发三角滩水电站(蓄水位214米),下游已建牌楼水电站、洪江水电站、铜湾水电站、清水塘水电站(蓄水位139米)和(待建)安江水电站,按常规水能规划来说,全流域已基本开发完毕。沅水流域雨季降水非常充沛,以上梯级全是径流式水电站,河道流量大,受防洪制约要求开闸防水泄洪,反而上下游水位差较小,特大洪水甚至不能发电。舞水河和干流沅水,在怀化地区有一个很大的拐弯,在怀化市区可以打通一个28公里的输水隧洞,直接引水通往清水塘水电站,可以集中七八十米的发电水头,建造一个100万千瓦的“雨季洪能调峰水电站”,年发电量10亿度电。这个引水式电站项目的兴建,不但可以作为调峰调相电站来运行,全面改善湖南电网调峰不足的电源结构,而且其撇洪效应突出,可以让干流沅水的洪江水电站、安江水电站和铜湾水电站和舞水下游的三角滩水电站、牌楼水电站关闸蓄水,以利在汛期安全地抬高水位发电,并将大大增加干流沅水和支流舞水各个梯级水电站的汛期发电量,因此综合效益十分显著。初步估计,“怀化雨季洪能水电站”至少可以增加调峰电量8亿度电,区间内梯级电站群还可以增加优质电能至少10亿度电,合计增加发电量20亿度调峰电能。
再考虑在托口水电站增设120万千瓦的可逆式抽水蓄能机组。
全流域可以增加调峰水力发电机组400万千瓦,抽水机组120万千瓦。
湘黔两省未来的乌江(直流清水河)—沅水上游干流(清水江)雨季洪能水力资源规划设想
乌江构皮滩水电站是中国华电集团公司和乌江公司合资在建最大的水电站,水库总库容64.5亿m3,控制流域面积43250平方公里,多年平均径流量226亿方,装机容量300万kW,多年平均发电量96.67亿 kW·h, 正常蓄水位630米,最高蓄水位636米。如果机组效率为100%,构皮滩水电站多年平均发电量可以发出约125亿度电,考虑机组效率92%则为115亿度。可见,理论计算洪峰因素大约带来18亿度电的电量损失,正常年份实际运行中也有可能会带来二三十亿度电的电量损失,在特别的多水年甚至可能会带来三四十亿度电的电量损失,在乌江下游和长江上游干流(川江)并不能容纳太多的径流——并不能增加发电量,因此“乌江——沅江”之间就具有洪能水利资源的开发潜力。
在实施前述“湘黔两省清水河——舞水河雨季洪能水力资源规划设想”建设项目之后,远期还可考虑从抽水至格里桥水电站和大花水电站(华电集团开发,20万千瓦,正常蓄水位868米),抽水总扬程在268米左右,年抽水量40亿方。这对于贵州乌江水能发电的总损失只有20亿度电,可全部从贵州清水江(沅水上游干流)得到发电量的弥补,并可增加整个沅水干流梯级电站80亿度电,其中50亿度是宝贵的调峰电能。
从乌江调水80亿方(其中30亿方是常规水电项目无用的雨洪资源),其中舞水河40亿方,清水江40亿方。这对于贵州乌江水能发电的总损失只有三四十亿度电,并可增加湘黔两省整个沅水干流梯级电站得到120亿度优质电能,其中70亿度是宝贵的调峰电能。如果考虑空中水资源开发(投入产出比大约是1:100),可望增加湘黔两省整个沅水干流梯级电站得到150亿度优质电能,其中100亿度是宝贵的调峰电能。新一轮的水电站群的扩机容量可以实现1500万千瓦,相当于再造一个“大湘西水电基地”。