我国水利和水电可持续发展新的开发前景

摘要我国某些地区水资源极其贫乏或已开发殆尽，再修建新的水利或水电枢纽就受到限制。本文着重根据国内外已建抽水蓄能电站的经验，提出了修建多种类型的抽水蓄能作为常规水电的补充，有利于我国水利和水电的可持续发展。这种融水利、水电、抽水蓄能于一体，并结合当地电力系统的综合开发模式给水利和水电带来了新的活力。建议今后视各地区各河段水利和水电发展情况按上述模式对新建及改扩建工程进行动态规划和设计，为我国水利水电的可持续发展创造新的开发前景。

关键词抽水蓄能综合开发模式可持续发展

一、水利和水电的可持续发展

我国水资源总量虽然比较丰富，但人均占有量很小，且地区分布很不平衡。我国水能资源较为丰富，理论蕴藏容量为6.76亿kW,可开发量为3.78亿kW,占世界第一位。

水资源和水能资源的开发利用，关键在于水利和水电工程建设。各工程的建设条件往往差异很大。有些地区，有些流域，如长江和珠江干支流、西南地区一般说来水资源丰富，开发条件较好。而黄河流域雨量较少、干旱缺水，但由于干流源远流长，集雨面积大，且上游源头

雨量较丰，汇集的水量较丰且较均衡，故干流上中游水电开发条件也较好。其他如淮河、海河干旱缺水，源近流短，水量少而且不均衡，故水电开发条件不好。有的沿海地区雨量和水量虽然较丰，但由于缺乏好坝址及兴建水电工程的条件，或由于移民太多，影响环境生态以及经济指标不好等原因，故这类地区水电开发条件也不理想。近年来我国水电事业发展很快，在建和待建水电站星罗棋布，如三峡、二滩、李家峡、万家寨、小浪底等大型工程正在修建，待建的大工程更多，如小湾、溪洛渡、向家坝、天生桥、瀑布沟、拉西瓦、龙滩等等，它们的装机都在一二百万千瓦以上，最大的为世界之冠达1820万kW。它们的建成，将使我国水电事业跃上一个新的台阶。但这些水电站的分布在我国西南、西北及中部，我国的华北、东北及沿海地区则较少，从目前看来已开发殆尽。如海河流域已建大中小水库约190座，控制了山区流域面积的83%，已建水库的总库容已与全流域年平均径流量相等。故从目前看来，上述这些地区或由于水资源比较匮乏，或由于较好的水利水电站已开发殆尽，留下来未开发的，小而分散，经济指标差。总的讲我国部分地区如长江和珠江干支流、黄河干流以及西南地区水电开发情势较好，而其余如华北、东北以及沿海地区于1980年前后水利水电已进入步履艰难的境地。

水资源含水能资源是可循环再生的，经开发即可利用，可以除害兴利，如不开发，只能付

之东流，还要带来水旱灾害。水利水电枢纽建成后，可以年复一年持续运行下去，这是水利和水电可持续发展的基本条件。但目前我国某些地区水资源极其贫乏或已开发殆尽，再修建新的枢纽就受到限制，这将影响水利和水电的可持续发展。

二、抽水蓄能的兴起和迅速发展

回顾世界工业发达国家，常规水电的建设在五六十年代已先后进入停滞不前的阶段，而随着经济发展，抽水蓄能作为常规水电的补充得到迅速发展。近三四十年来，工业发达国家抽水蓄能电站发展越来越快，迄今有些国家如美国、日本抽水蓄能电站的总装机容量已超过2000万kW,不少国家已占常规水电容量的一定比例，日本甚至已近相等。从发展看，抽水蓄能电站的比重还将大幅度增加。因为随着经济的不断发展，社会对电力的需求日益增长，而电网中各种能源包括煤电、油电、核电、地热发电以及天然气电等增加很快，而常规水电受水能资源的限制，往往不能成比例增长，在电网中所占比例日益减少。这就造成电力系统中可调峰电源短缺，而低谷时又造成电流周波加大，影响送电质量。其弥补办法往往可采用增加抽水蓄能电站或燃气轮机，但由于中国历来油的产量较小，一般不用油来发电。故常用的办法只能是前者，即增设抽水蓄能电站。

目前国内外抽水蓄能的发展十分迅猛。据不完全统计，世界抽水蓄能电站约有400余座，总容量约1.0亿kW以上。

抽水蓄能电站近三四十年得到迅速发展，不仅反映在日益增长的数量上，还反映在它的类型、调节性能等内涵上。这些发展得益于抽水蓄能电站技术的不断进步。抽水蓄能电站的作用和效益主要表现在电力系统的运行中，作为水电的补充并有利于水电的可持续发展。

早期抽水蓄能电站由常规机组和抽水泵组成，称混合式蓄能电站。这类电站始建于欧洲。抽水蓄能电站迄今已有近100年历史，但开始进展不快，至60和70年代以后才迅速发展，据统计至1970、1980、1990年分别达到1604万kW、4600万kW和8300万kW。国外各种类型抽水蓄能电站发展如表1所列。

表1中列出了已建成的、有代表性的16座国外大型抽水蓄能电站，其中有10座纯抽水蓄能电站和6座混合式抽水蓄能电站。纯抽水蓄能和混合式抽水蓄能的区别主要在于上库有无来水。为便于了解抽水蓄能电站的性质包括类型和调节性能，列出了上下库容和满载小时数。纯抽水蓄能电站中以日调节居多，满载发电5小时和抽水7小时左右，故它的上下库容积较小。但调节性能也有达到周或二日调节，如美BBathcounty、Racoon,日本玉原、奥矢

作II及南非Drakensberg等5座纯抽水蓄能电站。文献记载，这些工程由于电力系统的调峰要求，以及上下库的特殊有利地形，上下库容积加大使得发电和抽水满载小时数达到10小时和20小时左右，大大改善了电站的运用灵活性。混合式抽水蓄能电站一般上库容积较大，可以对天然来水进行调节，而下库专为抽水蓄能而设，故一般以日调节居多，发电和抽水满载时间仍以5小时和7小时左右居多。

表1国外各种类型抽水蓄能电站表

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1	美	BathCounry	1985	纯蓄	周	2775	2775	11.3	13.5	380	210
2	英	Dinorwic	1982	纯蓄	日	670	700	(4.78)	(6.48)	513	180
3	法	Grand Maisoon	1986	混蓄	周/季	13200	1430			821 955	180 120 60
4	美	Racoon	1978	纯蓄	周	4480	4000	20	27	317	160
5	日	葛野川	1999	纯蓄	日	830	830	9X105cW・h		751	160
6	俄	Kaishador	建成	纯蓄	日			(5.6)		100	160
英斗犬7	日	新高濑川	1980	混蓄	日/周	1620	1620	7	12.2	229	128
8	日	玉原	1983	纯蓄	日/周	1200	3589	(13)		527 467	120
9	日	怎样下载软件新丰根	1972	混蓄	（周）	5350	20514	(23)		203	112
10	南非	Drakensberg	1982	纯（调水）	周	2749	2914	27.8			108
11	日	下乡	1994	纯蓄	日	1600	4450			421	104
12	意	Edclo	1981	混蓄	（周）	1704	133			126 5	100
13	美	RockyMt	1995	纯蓄	日/周	1510	1600			186	96
14	法	Montezic	1982	混蓄	（周）	2000〜 3000	2000〜 3000	12	18	423	90
15	日	奥矢作II	1980	纯蓄	二日	1000	6500	(11.8)		404	82
16	瑞士	Schaffhausen	1909	混蓄	日/周					154 上线拍一拍教程	0.2

表2我国各种类型大型抽水蓄能电站表

序号	名称	年份	型式	调节	水库容积		满载小时		水头（m）	装机容量（万kW）
序号	名称	年份	型式	调节	上库	下库	发电	抽水	水头（m）	装机容量（万kW）
1	潘家口	1992	混蓄	日	195000	1000	5.0〜7	7〜10	85〜36	42 （270可逆150常规）
2	广州一期	1993	纯蓄	日	700	750	5.43	7.16	537	120
3	十三陵	1995	纯蓄	日	380	8100	4.13	7.02	430	80
4	羊卓雍湖	1996	纯蓄	日					840	9
5	溪口		纯蓄	日					276	8

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6	无荒坪	1998	纯蓄	日	805	805			560	180
7	广州二期	1999	混蓄	日	1400	1450	5.43	7.16	537	120 12
8	响洪甸	1999	混蓄	日		440			64	（80可逆 40常规）
9	明湖		纯蓄	日	14200	740	5.8	7.7	316	100
10	明潭		纯蓄	日	14200	1200	6.7	7.8	380	100

从表1看出，也有一些电站为满足电力系统调峰要求定为周调节，如法国的Grand

Maisoon和Montezic,日本的新高濑川、新丰根，意大利的Edelo等5座混合式抽水蓄能电站。

从上述国外抽水蓄能发展可以看出不仅在数量和总装机容量上日益增加，在电站的类型及调节性能方面也在向各种不同方向和途径发展，更加提高了抽水蓄能电站在电力系统中的适应性，可增加电站的发电量和效益。

我国抽水蓄能起步较早，60年代即修建了岗南和密云小型抽水蓄能电站，其装机容量分别为1.1万和2.2万kW。混合式蓄能电站共装机42万kW,其中蓄能机3台共27万kW,常规机1台15万kW。1992年第一台机组投入运行，1993年全部建成。经多年运行，削峰填谷对华北电力系统起到了显著的作用，对我国大型抽水蓄能电站的建设发挥了一定的促进作用。最近广州抽水蓄能电站也已建成，总装机240万kW为世界之冠。此外如十三陵、羊卓雍湖和天荒坪等也已相继建成。安徽响洪甸最近在原有常规电站的基础上扩建抽水蓄能机组，成为混合式开发。我国抽水蓄能电站见表2。

表2共列出10座抽水蓄能电站。据1993年统计，我国抽水蓄能电站容量为120万kW,居世界第12位。但近年来飞速发展，容量已达555万kW,预计居世界位次当可提前（上述120万kW和555万kW均未计入台湾省。表2中混合式抽水蓄能电站仅有2座，其余8座为纯抽水蓄能电站。这10座抽水蓄能电站均为日调节，满载发电和抽水时间为5小时和7小时左右。潘家口混合式抽水蓄能电站下池库容留有一定的富余（从700ms扩大至1000万ms）,还是不能满足周调节要求，但从调度灵活性上已留了一些余地。还应该指出，序号9、10的台湾省的明湖和明潭抽水蓄能电站的上库均为著名的日月潭水库，容积达1.42亿ms且有明显的天然来水，故这两座抽水蓄能电站表中列为纯抽水蓄能电站，但实际上也可认为它们与原常规电站大观一厂共同构成混合式抽水蓄能电站，三个电站具有一座共同的很大的上库，这对抽水蓄能电站的运行是非常有利的。它们的年运行小时数较高达5000小时以上。我国潘家口混合式抽水蓄能电站经几年运行，实际发电量及运行小时数超出原设计值。从国内及国外运行资料，一般日调节纯抽水蓄能电站实际运行年发电量及运行小时数常达不到设计值。故混合式在这方面有一定的优越性。

我国水利和水电可持续发展新的开发前景

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