三峡电站对湖北电网影响及对策研究李小平，　周达山，　周友斌，　柳十一，　傅军，　张炳惠　　［摘　要］　三峡电站给湖北工业发展提供了充足的能源，但负荷的发展是渐变的，一个电网对电能的接纳能力不是没有限制的，客观地说，三峡电站及湖北电网的特点，使得湖北电网接纳三峡电能受到一定限制，因此我们应正视三峡大量供电可能给湖北电网带来的问题，切实做好前期工作，以提高湖北电网接纳三峡电能的能力。
　　［关键词］　三峡电站；　湖北电网；　电能吸纳；　稳定；　对策
　　［中图分类号］　TM715　［文献标识码］　A　［文章编号］　1006-3986（1999）03-0001-04StudyontheAffectionfromThreeGorgesPowerStationto
HubeiPowerNetworkanditsCountermeasureStudy

LIXiao-ping，ZHOUDa-shan，ZHOUYou-bin，LIUShi-yi，FU　Jun，ZHANGBin-hui
（ElectricPowerTestingandResearchInstituteofHubeiProvince,Wuhan430077,China)Abstract:　ThreeGorgesweterconserancycentreprojetisaworldwidefamoushugeprojectwhichhasgreatmulti-benefitforfloodprevention,powergeneration,shipping,etc.Thisprojectprovidesenoughenergytodevelophubei.industryhoweverBut,theloaddevelopmentischanginggraduallyandthepoweracceptabilityofanetworkandHubeinetworkisnotunlimited.AccordingtothecharacteristicsofThreeGorgespowerstation.WeshouldpayattentiontotheproblemscausedbylargeenergysupplyfromThreeGorgesandcomplettheprocedingworktoimprovethepoweracceptanceabilityfromThreeGorges.
Keywords:　threegorgespowerstation;　hubeinetwork；　poweracceptance；　stability；　countermeasure

1　三峡电站的发电特点
　　（1）　发电量主要集中在汛期，6～9月，4个月的发电量占全年发电量的49％～55％，具有明显的季节性。
　　（2）　每年汛期都有2～4个月的平均出力达到或接近预想出力，电站只能径流发电。
　　（3）　枯水期按保证出力发电的时间长，丰、枯季节平均出力差达10000MW，存在枯水期电量补偿问题。

2　湖北电网的特点及运行现状
2．1　调峰容量严重缺乏，火电机组年利用小时偏低
　　湖北电网最大峰谷差增长速度较快，1985年最大峰谷差为776MW，到1995年已达2228MW，年均增长率为11．1％，增长速度明显高于负荷的增长速度。即使从1996年之后负荷增长速度明显放慢，最大峰谷差仍以每年11．9％的速度增长，1997年最大峰谷差达2792MW，最大峰谷差率为49。
　　另一方面，湖北电网水电比重达50以上，其中装机容量为2715MW的葛洲坝水电站(占全省水电电量71)为径流式水电站，基本上没有调节能力；火电机组由于种种原因，现有综合调峰能力仅20左右。电源调峰能力不足是一个原因，而负责全省电网安全稳定运行的湖北省局仅调度省内30左右的装机容量则是造成湖北电网调峰困难的另一个重要原因。
　　湖北电网最大峰谷差虽然出现在冬季，但夏季丰水期由于水电大发，水电总体调峰能力大大降低，调峰问题更加突出。在此情况下，为满足负荷需求，湖北电网一方面火电机组压出力运行，另一方面丰水期还必须大量弃水调峰。湖北电网火电机组年利用小时仅4500h左右。三峡建设期及建成投产之后，由于其丰水期基本径流运行，调节能力很差，湖北电网若吸纳此季节性电量过大，面临的调峰压力将会进一步加重。
2．2　水电比重大，电源、负荷分布不一致
　　湖北电源结构的特点是水电比重大，自葛洲坝电厂投产以来，湖北电网水电比重一直占总装机容量的50以上。水电丰、枯平均出力差2500MW以上，仅葛洲坝一个厂丰、枯季就相差约2000MW，十分悬殊。水电巨大的丰、枯季节出力差由火电机组来补偿，严重影响了湖北火电机组运行的经济性。
　　湖北省95的水力资源分布在西部，全省三分之二的发电装机分布在鄂西地区，而占全省三分之二的负荷集中在鄂东地区，从而形成了湖北电网长距离、大容量西电东送的格局，电网的安全稳定运行对切机切负荷等附加稳定措施依赖性很大。
2．3　电网调度体制复杂
　　湖北电网内部500kV及220kV两个电压等级的调度被人为分割，省调只能调度220kV及以下电网，由于省内西电东送，鄂东地区的500kV主网架及调节性能较好的主要大型调峰水电站不由省局调度，致使负责全省安全供用电的省网运行调度十分困难。本来发、输、供、用全在省内完成，却因调度环节的增多，加大了电价成本。

3　三峡电站对湖北电网的影响及建议
3．1　湖北电网吸纳三峡电能所能遵循的原则
　　三峡水电站供电范围为华中、华东及川东地区，各地区设计送电能力为：华中12GW、华东7．2GW、川东2GW；各地区500kV变电容量：华中网13500MVA(其中湖北5250MVA）、华东网变电容量8500MVA、四川2750MVA。
　　三峡水电具有明显的季节性特征，汛期基本按径流运行，调节能力很差。而一个电网对三峡电站这类丰、枯季节平均出力相差悬殊的巨量季节性电能的吸纳能力与电网规模、电源结构及负荷特性关系密切。
　　就湖北电网而言，现有水电约占53，且网内葛洲坝水电站(电量占了湖北省目前水电电量的71)距三峡电站仅40km，为三峡的反调节电站，年出力过程与三峡同步，全年均不能调峰(现状及三峡建成后均如此)。湖北电网水电站所在水系不同于鄱阳湖、洞庭湖及四川盆地各水系，更不同于黄河流域各水系，其出力过程与三峡同步，难以做到与三峡电站错峰运行。因此湖北电网在吸收葛洲坝大部分电力电量条件下，再进一步大规模吸收三峡电力电量，显然比其它电网要困难得多。
　　在三峡供电区内，湖北电网属中等规模，水电比重大，且年出力过程与三峡同步，这些特性都使湖北电网丰水期接受过大三峡电量存在极大困难。湖北电网对三峡电力电量的需求应该是随着湖北电网规模的扩大及调峰电源的建成而逐步增大。因此，在分配三峡电力电量时，不能仅仅考虑或按照设计送电能力、变电容量比例，更要考虑与上述因素相关的电网吸收季节性电能的能力，才能使三峡电能至少在整个三峡电力系统中有较合理均衡的分配，做到在较大的范围内水火相互补偿优化调节。
　　湖北省能源结构的特点是缺煤、少油、多水，由于受煤炭资源、运输及环保的限制，湖北省火电发展的空间有限。2015年前后湖北水电资源也开发完毕。因此，从长远来看，三峡电能应尽量就地消化，考虑到湖北电网目前水电比例较高的具体情况，湖北电网接受三峡电力电量必须遵守以下两条原则：
　　（1）　湖北电网接受三峡电能应逐步增加
　　湖北电网水电比重较大，特别是三峡建设期内水电比重更大，且丰水期大部分水电调节性能很差，湖北电网在三峡建设期间接受三峡电能应缓慢增加。2010年以后，随着湖北电网规模的扩大及电源结构的改善，湖北电网可接受三峡18TWh电量。
　　（2）　丰水期相对少接受三峡电能，枯水期多接受三峡电能
　　研究表明，如果在三峡丰水期送湖北电网电量过多，势必造成大量弃水，影响三峡电站的效益。
　　电能既然作为一种商品，其价格必然随着供需关系的变化而变化。丰水期三峡电站径流运行，无调节能力，为满足负荷要求，火电机组等其它电源必须承担系统的调峰任务，影响了火电机组运行的经济性及安全性。因此，为鼓励各地区多用三峡丰水期电能，应适当降低三峡丰水期上网电价。枯水期三峡调峰运行，可使火电机组带基荷运行，提高火电机组运行的经济性能。因此，可适当提高三峡枯水期的上网电价。三峡电站除采取丰、枯电价之外，为鼓励多用丰水期的低谷电能，还应对三峡电能实行峰谷电价。
3．2　从三峡大量受电加大了省网丰水期调峰缺口
　　三峡电站丰水期径流运行，基本上不具备调峰能力，这一特点必然对各受电区的调峰能力提出了更高的要求。湖北电网水电比重大且调节能力差，目前调峰已很困难，每年都要靠大量的弃水来调峰。根据计算，从三峡大量受电之后，若不采取有力措施，2010年省网丰水期调峰缺口将达2600MW以上，大幅增加了省网丰水期的调峰缺口。枯水期三峡电站以调峰方式运行，可给湖北电网提供一定的调峰容量，但湖北电网调峰困难主要在丰水期，因此必须解决湖北电网丰水期调峰能力差的问题，以增强湖北接受三峡电能的能力。
　　为增强湖北电网的调峰能力，湖北应建设调节性能优良的水电站及大容量的抽水蓄能电站。湖北省现有几个站点适合建设调节性能好的水电站，如水布垭、江坪河、潘口等水电站，总装机容量达20GW，应及早开工建设。
　　兴建抽水蓄能电站对综合性地基本解决三峡大量供电后带来的丰、枯季节系统调峰问题并兼顾提高火电机组年利用小时，改善火电机组的运行经济性及减少水电弃水有显著的效果。研究表明，建成大容量的抽水蓄能电站之后，一方面可大幅减少丰水期调峰缺口，提高火电机组年利用小时；另一方面还可多吸纳约4TWh左右三峡电量。湖北境内有经过多年前期工作合适的站址待选，建议加快前期工作，力争2000年左右开工，2006年左右有部分机组投产，配合三峡左岸电厂建成发电，将会增强湖北电网吸纳三峡电能的能力。
3．3　对省网火电建设及运行技术经济条件的影响
　　三峡电站出力特性与电网负荷特性有很大区别。首先，季节性水电丰、枯季节电量相差很大而负荷需求在一年的丰、枯季节则相对均衡；其次，季节性水电丰水期一般是全天24h满发超发运行，而用户要求24h按负荷特性曲线来增减调节出力(调节幅度高达40％～50％)，用户的要求是必须满足的，于是补偿季节性出力差及调峰的任务就落到网内其它电源身上。
　　从三峡大量受电，必然挤占省网内火电和水电电量。在火电装机容量一定的前提下，[1][2]下一页