胡 亮，樊祥船，王 娜，石亮亮，范世運(yùn)

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春 130021）

1 電力系統(tǒng)概況

遼寧電網(wǎng)位于東北電網(wǎng)的南部，北與吉林省電網(wǎng)相聯(lián)，西與內(nèi)蒙東部赤峰電網(wǎng)相鄰，是以火電為主、水電為輔的混合電網(wǎng)。遼寧電網(wǎng)分為遼西電網(wǎng)、遼中電網(wǎng)和遼南電網(wǎng)三部分。其中遼西電網(wǎng)包括朝陽(yáng)、葫蘆島、錦州、盤(pán)錦和阜新等5個(gè)地區(qū)電網(wǎng)；遼中電網(wǎng)包括沈陽(yáng)、鐵嶺、撫順、遼陽(yáng)、鞍山、本溪和營(yíng)口等7個(gè)地區(qū)電網(wǎng)；遼南電網(wǎng)包括大連和丹東2個(gè)地區(qū)電網(wǎng)。

2010年全省裝機(jī)容量為32 275 MW，其中水電1 470 MW，占總?cè)萘康?.55%；火電27 721 MW，占85.89%；風(fēng)電3084.5 MW，占9.56%。2010年全社會(huì)用電量達(dá)到17 153億kW·h，最大負(fù)荷為24 650 MW。全省已運(yùn)行的500kV輸電線路長(zhǎng)度5 866 km，500 kV變電站18座，變電總?cè)萘繛?0 750 MVA；220 kV輸電線路長(zhǎng)度13 255 km，220 kV變電站1 158座，變電容量為50 460 MVA。

2 電力電量潮流流向

東北地區(qū)的電力負(fù)荷，主要分布在沿哈爾濱至大連、沈陽(yáng)至山海關(guān)鐵路沿線附近的大中城市，這些地區(qū)的負(fù)荷占全區(qū)總用電負(fù)荷的60%左右，是東北電網(wǎng)的主要受端。而電源基地主要分布在內(nèi)蒙古東部和黑龍江東部。東北地區(qū)電源和負(fù)荷分布的特點(diǎn)決定了東北電網(wǎng)“北電南送，西電東送”的格局。

遼寧是東北地區(qū)的負(fù)荷中心，也是典型的受端電網(wǎng)。2010年，遼寧電網(wǎng)省間聯(lián)絡(luò)線凈受入電量398.72億kW·h，其中遼吉省間受入電量223.11億kW·h，由內(nèi)蒙東部的通遼、赤峰地區(qū)，分別受入電量105.98億kW·h和90.54億kW·h，由呼遼直流受入電量25.89億kW·h；東北電網(wǎng)通過(guò)遼寧向華北電網(wǎng)凈輸出電量88.16億kW·h。

3 電網(wǎng)調(diào)峰運(yùn)行中存在的主要問(wèn)題

遼寧電網(wǎng)是以火電為主的電網(wǎng)，電源結(jié)構(gòu)不合理。水電比重很小，僅為4.55%；火電機(jī)組比重很大，達(dá)85.89%。所以，僅靠常規(guī)水電不能從根本上解決電網(wǎng)調(diào)峰問(wèn)題，不得不采用火電機(jī)組進(jìn)行調(diào)峰。在火電裝機(jī)中，熱電機(jī)組、地方及企業(yè)自備機(jī)組容量比重較大，能調(diào)峰的火電機(jī)組十分有限，電網(wǎng)冬季調(diào)峰十分困難。另外，隨著電網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)比重逐年增加和其運(yùn)行的不確定性以及核電的開(kāi)發(fā)建設(shè)，又進(jìn)一步加劇了遼寧省電網(wǎng)的調(diào)峰難度。遼寧電網(wǎng)作為東北電網(wǎng)“西電東送”、“北電南送”的受端電網(wǎng)，今后吸納區(qū)外電力的規(guī)模將越來(lái)越大，為保障受端電網(wǎng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，迫切需要建設(shè)一定規(guī)模的抽水蓄能電站。

4 負(fù)荷預(yù)測(cè)與電源規(guī)劃

根據(jù)東北電網(wǎng)有限公司及東北電力設(shè)計(jì)院編制完成的《東北電網(wǎng)“十二五”主網(wǎng)架規(guī)劃總報(bào)告》成果，預(yù)測(cè)遼寧電網(wǎng)2020年全社會(huì)需電量為3 147億度，綜合最大負(fù)荷為52 880 MW，冬、夏季典型日負(fù)荷率分別為0.807和0.868，最小負(fù)荷率分別為 0.623和 0.698。

根據(jù)電源建設(shè)規(guī)劃及機(jī)組退役計(jì)劃，到2020年遼寧電網(wǎng)規(guī)劃總裝機(jī)容量將達(dá)到51 870 MW，其中常規(guī)水電1 660 MW，抽水蓄能電站2 000 MW，火電35 210 MW，風(fēng)電7 000 MW，核電6 000 MW，分別占全網(wǎng)總裝機(jī)的3.2%，3.9%，67.9%，13.5%和11.6%。

5 抽水蓄能電站需求空間分析

5.1 計(jì)算參數(shù)及方案擬定

依據(jù)遼寧電網(wǎng)負(fù)荷預(yù)測(cè)及電源規(guī)劃，考慮蒲石河投入1 200 MW基礎(chǔ)上，按新建抽水蓄能電站裝機(jī)容量遞增600 MW組成若干方案，對(duì)遼寧電網(wǎng)2020年負(fù)荷水平進(jìn)行電力電量平衡、生產(chǎn)模擬計(jì)算和系統(tǒng)費(fèi)用現(xiàn)值計(jì)算，以系統(tǒng)費(fèi)用現(xiàn)值最小為原則，分析遼寧電網(wǎng)抽水蓄能容量經(jīng)濟(jì)合理的市場(chǎng)空間。

在費(fèi)用現(xiàn)值計(jì)算中，參照有關(guān)已建工程及設(shè)計(jì)電站成果，取抽水蓄能電站建設(shè)期為7年，單位千瓦靜態(tài)投資4 000元/kW，運(yùn)行費(fèi)率采用2.5%。燃煤火電機(jī)組的單位千瓦投資亦為4 000元/kW，建設(shè)期為4年，運(yùn)行費(fèi)率采用4%（不含燃料費(fèi)）。綜合標(biāo)煤?jiǎn)蝺r(jià)采用650元/t。計(jì)算期取37年，社會(huì)折現(xiàn)率為8%，折現(xiàn)基準(zhǔn)年為工程開(kāi)工的第一年年初。

5.2 參加平衡的電源

1）抽水蓄能電站。在蒲石河抽水蓄能電站1 200 MW基礎(chǔ)上，按新建抽水蓄能電站裝機(jī)容量遞增600 MW組成若干方案考慮。2020年抽水蓄能容量方案從4 200 MW～7 800 MW，組成7個(gè)方案。

2）常規(guī)水電站。參加平衡的水電站主要考慮東北電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度的水電站，如白山1 500 MW、紅石200 MW、豐滿1 480 MW等9座及遼寧省調(diào)水電站。根據(jù)東北電網(wǎng)關(guān)口調(diào)度規(guī)則，東北網(wǎng)統(tǒng)調(diào)水電46.67%分配給遼寧電網(wǎng)，共2 210 MW，加上遼寧省調(diào)水電608.5 MW，合計(jì)可用水電容量為2 818 MW。參加平衡的主要水電站詳見(jiàn)表1。

表1 遼寧電網(wǎng)參加平衡的主要水電裝機(jī)容量匯總表 MW

3）火電機(jī)組。根據(jù)電源建設(shè)規(guī)劃及機(jī)組退役計(jì)劃，到2020年遼寧電網(wǎng)火電機(jī)組容量為35 210 MW，其中能調(diào)峰的火電機(jī)組為24 247 MW，熱電機(jī)組10 963 MW。調(diào)峰火電機(jī)組中：

單機(jī)容量200 MW機(jī)組3 200 MW，調(diào)峰幅度按30%考慮；

單機(jī)容量300～600 MW機(jī)組為14 440 MW，調(diào)峰幅度45%；

單機(jī)容量800 MW機(jī)組為1 600 MW；單機(jī)容量1 000 MW機(jī)組為2 000 MW，調(diào)峰幅度均按45%考慮。還有部分單機(jī)容量在100 MW及以下的小火電機(jī)組，可以開(kāi)停機(jī)調(diào)峰，其調(diào)峰幅度為100%。

4）核電機(jī)組。根據(jù)電源規(guī)劃，到2020年遼寧電網(wǎng)規(guī)劃核電機(jī)組容量為6 000 MW，其中核準(zhǔn)容量為4 000 MW。為保障核電安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行，一般不要求其承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)。

5.3 電力電量平衡及經(jīng)濟(jì)比較

依據(jù)上述采用的指標(biāo)，對(duì)遼寧電網(wǎng)2020年進(jìn)行電力電量平衡、生產(chǎn)模擬計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行了系統(tǒng)費(fèi)用現(xiàn)值計(jì)算，計(jì)算成果詳見(jiàn)表2。

表2 遼寧電網(wǎng)2020年抽水蓄能容量配置方案比較表

從表2可以看出，在遼寧電網(wǎng)2020水平年各調(diào)峰電源配置方案中，從方案1～方案5的系統(tǒng)費(fèi)用現(xiàn)值，隨著抽水蓄能容量的增加而減少。而方案6則有所回升，其中以方案5的費(fèi)用現(xiàn)值為最小，表明遼寧電網(wǎng)在現(xiàn)行的分電比例情況下，到2020年需要6 600 MW抽水蓄能容量，才能達(dá)到系統(tǒng)電源的優(yōu)化配置。但考慮到方案4到方案6，系統(tǒng)費(fèi)用現(xiàn)值變化不大，以及遠(yuǎn)景負(fù)荷發(fā)展水平和負(fù)荷特性變化的不確定性等綜合因素，推薦遼寧電網(wǎng)2020年抽水蓄能電站最小配置規(guī)模為6 000 MW，即使在考慮蒲石河1 200 MW和桓仁蓄能800 MW均投產(chǎn)的情況下，到2020年仍需投入4 000 MW的抽水蓄能容量。屆時(shí)，遼寧電網(wǎng)抽水蓄能電站裝機(jī)容量占系統(tǒng)總裝機(jī)容量的比例為8%左右，占最大負(fù)荷的比例為11%左右，與國(guó)內(nèi)外以火電為主電網(wǎng)中抽水蓄能容量所占比例相接近，說(shuō)明遼寧電網(wǎng)2020年配置6 000 MW的抽水蓄能容量是比較經(jīng)濟(jì)合理的。

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)遼寧電網(wǎng)電源優(yōu)化配置分析，遼寧電網(wǎng)建設(shè)抽水蓄能電站的需求空間較大，且省內(nèi)可供開(kāi)發(fā)的抽水蓄能電站站點(diǎn)較多。今后電網(wǎng)在建設(shè)高溫高壓大容量燃煤火電機(jī)組、積極發(fā)展新能源的同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)省內(nèi)抽水蓄能電站等調(diào)峰電源的開(kāi)發(fā)建設(shè)，形成以供熱機(jī)組和大容量燃煤火電機(jī)組承擔(dān)系統(tǒng)基荷和腰荷，以抽水蓄能電站和水電為主的調(diào)峰電源，承擔(dān)系統(tǒng)峰荷的較為合理的電源結(jié)構(gòu)。隨著遼寧核電站的投入運(yùn)行，電網(wǎng)更需要抽水蓄能電站來(lái)配合。所以，從改善遼寧省電網(wǎng)的調(diào)峰狀況、優(yōu)化系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)、加快推進(jìn)抽水蓄能電站的開(kāi)發(fā)建設(shè)意義重大。