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专家解读

【新闻调查】今夏华中水电大发的背后

作者:曹琰  2010-09-26

不废江河万古流

——今夏华中水电大发的背后

调查动机

2010年,华中电网公司携手网内各省(市)电力公司,通过对水火电的优化调度,7至8月为全社会输送了602亿千瓦时的绿色电力(含三峡水电),相当于节约标煤2100万吨,减少二氧化碳排放3410万吨,减少二氧化硫排放60万吨。三峡水电站等多座水电站实现了长时间满发。

作为我国水电比重最大的区域电网(2009年底,华中电网水电比重占全口径装机容量的42.9%),华中等地的电网调度机构承担着怎样的重要责任?在满足电网安全这一底线之上,他们是如何合理配置汛期水火电出力,尽量减少水电站调峰弃水电量的?本网记者就此进行了调查。

科学调度 让绿电物尽其用

2010年5至7月,华中电网由南至北迎来三拨汛情。

5月中旬,华中地区的湖南、江西连降暴雨,三峡、葛洲坝梯级及四川水电出力明显增加。

为了减少弃水,华中电网全力吸纳水电。华中网调停开湖南电网直调60万千瓦大机组2台,停开江西电网直调60万千瓦大机组1台,仅保留少量火电机组调峰运行,满足电网负荷需求。湖南、江西省调也停开多台火电机组,确保水电厂满发。同时,华中网调充分发挥水库补偿作用,优化调度水库,停开沅水流域龙头水库三板溪电厂机组,进一步减少了五强溪水库弃水;有调蓄能力的水电厂保持调峰运行,保证电网有充分的调节能力。

在这轮强降水来临前,华中电网还根据气象部门的预测,提前腾空了五强溪水电厂水库库容,网内出现泄洪的水电厂保持全开满发,全网实现水电无调峰弃水损失电量。

6月中旬,华中地区湘赣川渝等省(市)遭遇持续强降雨天气。湖南省调合理安排水火电开机方式,通过合理安排龙头水电站的发电方式有效保证了下游低水头电站的满发和有效减少弃水。如柘溪水电站在6月24日洪水期间,洪峰流量9170立方米/秒,削峰7250立方米/秒,削峰率79%。

7月,华中电网进入主汛期,华中电网水电总体来水比多年均值偏多1成以上,比去年同期偏丰4成以上。重庆、湖北、湖南和江西多地出现500毫米以上强降雨,多地降雨达到历史同期极值。受长江流域持续强降雨的影响,江河水库水位猛涨。湖北三峡、丹江口,湖南五强溪、凤滩,四川二滩、瀑布沟、紫坪铺,重庆彭水等多个重点水库超过限制水位,被迫开闸泄洪。7月20日,三峡入库流量猛增至70000立方米/秒,达到建库以来最大流量;21日,三峡电厂26台机组今年首次实现了1820万千瓦额定功率满发送出,丹江口水库入库流量达到27500立方米/秒,为建库以来第二大流量;7月下旬,长江、汉江两江夹击武汉,防汛形势极其严峻。

面对汛情、灾情,华中电网密切关注天气和水情变化,全力配合防汛部门做好三峡、葛洲坝、丹江口等水电厂防洪调度工作,全力配合三峡满发送出。在得知武汉通顺河的东荆河段可能破堤的情况后,立即降低受水灾威胁的500千伏军凤Ⅰ、Ⅱ回线等线路潮流。华中电网公司还密切关注湖北“杜家台分洪区”启用进展情况,排查、列出了分洪区内电网设备清单,做好应对措施。及时对雷击跳闸线路进行强送电,确保了华中主网架安全。通过科学调度,网内泄洪水电厂继续保持全天一条线满发。

在电网的科学调度下,装机容量125万千瓦的湖南五强溪水电厂自5月17日至7月30日每天24小时不调峰、带基荷运行,连续满发75天,创下该站1994年投产发电以来连续满发最长时间历史纪录。同时,三峡水电站7月创下连续16天满发的记录,到8月再次刷新。8月24日以来,三峡电站26台巨型水轮发电机组始终处于满负荷运行状态。截至9月13日,电站已满负荷安全稳定运行超过460小时。在此期间,三峡和葛洲坝电站单日最大发电量超过5亿千瓦时,其中三峡电站日发电4.38亿千瓦时。

西电东送 打通绿电的空间之旅

水电的充分消纳,得益于坚强电网;而华中电网之坚强,又与西电东送战略密切相关。

我国西电东送战略规划有南、中、北三条输电大通道。其中,中线跨越华中与华东两大区域电网,让巴蜀与江浙沪直接对话。2002年5月27日,西电东送的中通道“川电东送”路段(500千伏万龙线)投入运行,川渝—华中电网正式联网。四川水电经重庆,出三峡,抵湖北的宜昌汇入华中电网再经由华中电网东送华东,西电东送的空间跨度达2500多千米。当年,华中与华东区域电网实现跨大区电量交换50.32亿千瓦时。2008年底,我国第一条特高压交流示范工程从华北插入华中。2010年,我国第一条特高压直流从华中的四川架至华东的上海。逐步壮大、坚强起来的超高压、特高压物理网架,将中西部与东部相连,将华北、西北与南方相连。

川渝电网未并入华中电网之前,由于自身经济发展对电力的需求有限,其水电常受“窝电”之困。而与华中相临的华东、南方,出于环保和城市可持续发展考虑,对外部电力的需求是巨大的。华东、南方地区强劲的经济增长能力为华中区域西部水电的开发和东送提供了巨大的市场空间。

1979年,联结河南、湖北的华中电网雏形初成,随着葛洲坝电站、三峡电站的大容量远距离输送,鄂豫湘赣间形成了电网互联,华中电网扩大为中部四省,随着我国西部大开发、西电东送战略的实施,川渝电网进入华中电网。华中电网成为区域电网中水电比重最大的电网,成为我国覆盖中西部地区、承东启西、南北互供的重要能源通道。随着川渝电网并入华中大电网,川渝电网与华中500千伏主网架的物理连接日渐坚强,四川的富余水电寻到了更大的市场。同时,四川的水电产业反哺本省经济发展的作用更加明显。

西电东送把华中地区蕴藏已久的区位优势发挥得淋漓尽致,实现了华中电网向我国华东、华北、南方、西北电网的强大绿色电力输送。源源不断的绿色水电有力缓解了我国经济发达地区因迅猛发展所面临的生态压力、延长了“三西”煤炭的可持续利用时间。

2010年6月,华中区域水电大发,为减少区内水电弃水,国家电网公司及时修改连接华中至西北的500千伏德宝直流的电力流向,西北电网吸纳华中电网富余水电最大功率达100万千瓦。6月下旬,±800千伏特高压向上直流双极全压送电成功,将300万千瓦的四川水电送向华东电网。

7月29日,在华中电网用电负荷首次过亿千瓦的这天,华中电网公司调度台巨大的LED屏正实时显示着电力流的走向:华中电网通过3条±500千伏直流、1条±800千伏特高压直流向华东电网输送水电规模达916万千瓦;通过1回±500千伏直流向南方电网输送三峡电力300万千瓦;通过1回1000千伏特高压交流线路向华北电网送电155万千瓦;通过1回±500千伏直流向西北电网输送水电30万千瓦。

游戏规则 挖掘绿电的利用深度

华中电网的情况很独特:水火互济,水电比重很大。在华中汛期,当水电出现大发而面临调峰弃水时,如何从制度上保证充分消纳弃水电量?

2009年5月20日,国家电监会华中监管局依据《可再生能源法》、《电网企业全额收购可再生能源电量监管办法》和《关于促进跨地区电能交易的指导意见》,在华中区域内颁布实施《华中区域水电减弃增发应急交易暂行办法》,其中的水电应急交易特指在特定时期内(水电主汛期或非汛期但面临弃水时)区域内一个或几个省(市)水电电量无法全部在本省(市)内消化,需纳入区域内其他省(市)消纳而开展的省(市)间短期临时电量交易。该办法旨在充分利用区域水能资源,发挥省间(或重要断面)输电通道能力,通过先市场、后比例分摊方式,促使部分省(市)的富余水电在区域范围内得到及时、高效利用。

简而言之,也即非常时期,按照这个办法,华中区域内火电需给水电让步。一个崭新的水电应急交易机制率先“试水”华中电网。

2009年6至8月,通过新的游戏规则,华中电网公司将四川低谷时段(凌晨0时至6时)省内无法消纳的水电送往华中东部四省,共计消纳四川低谷弃水电量近0.9亿千瓦时。

“该办法出台以来,网、省(市)电力公司认真执行,水电企业积极参与,火电企业积极配合,促进了华中区域的节能减排工作,减少了水电弃水,取得了较大的社会效益,形成了市场交易机制。”2009年末,在华中电监局召开的水电应急交易座谈会上,华中电监局有关负责人这么认为。

2010年7月,面对水电大发,华中电网适时开展水电应急交易,最大限度发挥川渝、鄂渝输电通道能力,当月在全网实现水电应急交易8.03亿千瓦时,川渝、鄂渝输电通道全月满功率运行。

这种新生的绿色电力交易机制思路很快被电力市场交易主体接受和信任,并从跨省运用到跨区。

2010年6月,由于汛期水电充裕、全网用电负荷又较轻,华中电网自身对水电的消纳出现饱和,向区外突破成为必然。

于去年11月启动调试的±500千伏德宝直流,其电力一直是西北火电流入华中,为缓解华中电网迎峰度冬期间电煤供应紧张局势发挥了重要作用。在今夏华中电网水电大发的时候,国家电网从6月10日起及时调整德宝直流的电力流向,最大输送电力达100万千瓦。这是华中电网的富余水电在历史上首次进入西北电网。

2009年至2010年8月,通过国家电力市场交易平台,华中水电经跨区联网线路输送至华北59.56亿千瓦时、送西北1.67亿千瓦时、送南方0.30亿千瓦时。同时,华中电网通过跨区跨省绿色电力交易机制,分别完成跨区和跨省绿色电力交易电量62.16亿千瓦时和37.13亿千瓦时,合计电量99.29亿千瓦时。

碳交易 绿电的下一个深度?

2010年夏末,面对“十一五”节能减排目标倒计时,我国首次出现了并非由于电力供给不足,而是基于节能减排压力的限电。在节能减排的国策下,低迷数年的水电在我国能源发展中的战略地位被重新认识。

“在我国的碳排放中,电力工业‘贡献’了70%。现在电力市场的发展方向已不是竞价上网,而应是有利于促进节能减排,核心就是碳排放指标。”华中电网公司一位多年研究电力市场的专业人士这么认为。

近日,国家发改委副主任、国家能源局局长张国宝在中国水电100年纪念大会上语气坚定地表示:“为实现2020年节能减排目标,届时水电装机容量须达到3.8亿千瓦。我们只有下决心有序开发利用水电,才能进一步改善我国的能源结构。”

2009年底,中国向国际社会承诺,到2020年非化石能源在中国一次能源的比重将提高到15%。张国宝表示,“水电至少要出力9%,因为水电是中国目前可开发程度最高、技术相对成熟的清洁可再生能源。当前减排形势和中国作出的庄严承诺加大了开发水电的紧迫性,因此在做好能源中长期规划时应该突出水电的战略地位。”

张国宝指出,水电是我国仅次于煤炭的第二大常规能源,随着我国在降低二氧化碳排放方面的压力和责任越来越大,水电对我国降低二氧化碳排放、发展低碳经济的作用和效果将愈加显现。

这意味着,下一个十年,以水电为重要构成的绿电将会迎来一个新的市场深度。

绿色电力对环境带来的直接效益就是极大地降低了二氧化碳排放,作为直接输送配售绿色电力的电网企业,从业务的衍生度来看,距离国际上极为活跃的碳交易并不遥远。

对绿色电力交易有深入研究的华中电网公司交易中心徐琰博士认为,绿色电力是碳排放权的主要来源,电网企业完全可以由此衍生出碳排放权交易,从而更好地促进绿色电力的发展。

在规则设计上,徐琰设想,可以设计合理的绿色电力需求配额以保证绿色电力的需求侧消纳。碳排放权配额和绿色电力需求配额可以相互转化,一方面减轻排放企业的环境压力,另一方面排放企业可利用碳排放权转让获取一定的收益,降低绿色电力的购买成本。可以考虑让区域电网公司或省(市)电力公司在区域或省(市)范围内开展碳交易业务。

电网企业作为绿色电力的购(售)方,正开始重新审视“绿电”在电网的低碳未来中所创造的价值。

绿电与电网的低碳未来究竟会怎样“东成西就”?

一切都值得期许……

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华中电网水电科学调度案例

案例一:对网调水电站五强溪开展汛期优化调度

进入主汛期后,湖南降雨明显增多。在华中电网的科学调度下,装机容量125万千瓦的湖南五强溪水电厂自5月17日至7月30日每天24小时不调峰、带基荷运行,连续满发75天,创下该站1994年投产发电以来连续满发最长时间历史记录。

为确保五强溪水电站满发,华中电网与防汛部门密切配合,科学调度,准确预测水情,动态控制水库水位。在确保防洪安全的前提下,动态控制水库水位,保持较高发电水头,为机组满发创造了条件,使洪水资源得到了有效利用。

华中电网还对五强溪水电站所在的沅水流域上的各水电站进行了梯级水电优化调度,发挥库容补偿作用。在五强溪水库泄洪期间,龙头水库三板溪全停蓄水,缓解了五强溪弃水压力;在弃水压力减小时,适当加大三板溪发电方式,合理控制三板溪水位,确保度汛安全,同时,两库均保持较高水位运行,水头效益明显。

在湖南水电大发期间,华中电网公司与湖南省电力公司加强协调,安排湖南火电按最小开机方式运行。同时,通过省间电力交易,合理调配,并启用湖南黑麋峰抽水蓄能电站,解决了低谷水电发电空间不足问题,进一步保证了水电大发。

在主汛期来临前,华中电网公司还根据历年沅水流域水情资料,合理安排检修,确保汛前完成了五强溪电厂发电设备和送出线路检修任务,为电力设备正常运行,发电机组满发、稳发打下了基础。

2010年1至7月,五强溪水电厂发电35.81亿千瓦时,其中,5~7月发电24.58亿千瓦时,占68.6%,节水增发电量达5.21亿千瓦时。

案例二:针对三峡汛期出力大幅变化灵活调整发供电平衡

2010年8月,三峡水利枢纽工程防汛调度频繁,三峡发电出力随着下泄流量的变化上下大幅变化。8月11日至18日,正值华中电网高温大负荷时期,三峡电厂受来水和下泄流量控制的要求连续四次大幅减出力,最大减幅400万千瓦;8月下旬,受冷空气的影响(气温降到30℃以下),华中电网最大用电负荷降至8000万千瓦以下,全网火电机组停机达1500万千瓦,而三峡却迎来了今年第二大洪峰(56000立方米/秒),出力由1350万千瓦迅速增加至1820万千瓦。三峡出力的大幅变化对华中电网的可靠供电和发供电平衡调整带来了较大的影响。

华中网调严格执行长江防总的防汛指挥调度令,同时及时联系国调中心,努力减缓三峡出力变化的坡度,并向国调提交华中网调就三峡出力变化对华中电网运行的影响所撰写的分析报告。全网的发供电平衡需要六省(市)调共同努力,相互配合,华中网调从发电进度、开机方式布局、电压支撑和网络约束等多方面与六省(市)调协商,统筹安排全网火电机组停机。华中网调还注意加大向火电企业的宣传解释力度,使厂网双方的信息更加对称。经过多方的配合,成功化解了电网负荷与三峡出力之间逆向变化的矛盾,保证了迎峰度夏关键时期的发供电平衡和电网安全。在经历了这场特殊的方式调整后,华中网调还申报了“三峡发电方式变化对华中电网安全稳定运行的影响研究”的科技项目,希望通过对这场调度实践进行理论的沉淀,提出科学的应对措施,以指导日后汛期时三峡电站的调度。  

记者手记

电网和水电,另类鱼水关系?

身处华中电网十几年了,看着电网成长、延伸,看着调度、交易等部门的同事每年都在苦心孤诣地守护大电网安全,根据电力市场的供需变化琢磨着设计些什么新的游戏规则让电网的服务功能更强大,这些专业的电网人干的活绝对属于高智商的脑力游戏。

所以啊,看到很多总结啊、材料啊什么的文字中出现的频率很高的电网企业要“更好地为经济社会发展服好务”这样的句子时,心里也经常会叹息,这确实不是套话啊,虽然宏观了点,高度提炼了点。

我想,作为电网企业的新闻宣传工作者,在进行对外宣传时,要做的一个工作就是尽量把那些宏观的、高度提炼的文字背后的事实挖掘出来。

华中电网有独特的区域位置,有水火互济的网情,在电网的快速发展变化中,在区域经济的探索调整中,每年都有“新意思”,当你持续关注下来,就会对电网的功能有新的体会。

关于华中电网对水电的利用报道很多年了,一直在琢磨找个新的角度来剖析电网与水电的关系。无意中看到了黄毅诚老部长的这句话:电网离不开水电,水电离不开电网。于是有种顿悟。多年来,华中电网的发展变化,究其本原,蓦然回首,原来正是在围绕这句朴素的名言兜来转去。

其实,关于电网的低碳未来,电网人有很多的设想和措施。电动汽车充电站、智能电网等等,都关系到电网的低碳未来。我只是觉得,绿电是离华中电网的低碳未来最亲密的一种路径。最近有国外研究人士认为,地球的自愈能力远超过人类对其的破坏力。真是很美好的惊悚啊。

我觉得电网企业还是要重新评估自己在减排国策中的能力,以自身的行动来抚慰我们的蓝色星球。

来源:中国电力新闻网

标签:今夏,华中水电,背后

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