戰(zhàn)略與規(guī)劃

世界若干水電工程發(fā)展近況

全球許多水電工程正處于建設(shè)或改造階段。詳述了加拿大、墨西哥、巴基斯坦及烏干達(dá)等國(guó)一些重要水電工程近期開發(fā)和擴(kuò)容改造的情況，并對(duì)抽水蓄能電站在各國(guó)開發(fā)及升級(jí)改造的情況作了重點(diǎn)介紹。

水電站；水電工程；抽水蓄能；發(fā)展概況

1 加拿大水電開發(fā)

加拿大在建的C點(diǎn)水電工程被譽(yù)為“清潔、可再生且具有成本效益”的工程。建成的大壩是加拿大不列顛哥倫比亞省(簡(jiǎn)稱BC省)東北部皮斯(Peace)河上的第三座大壩，電站將為BC省綜合電力系統(tǒng)新增裝機(jī)1 100 MW。C點(diǎn)工程是BC省的一項(xiàng)重要工程，將修建一座長(zhǎng)800 m的碾壓混凝土支撐墻，一座長(zhǎng)約1 050 m、高60 m的土石壩， 6臺(tái)單機(jī)183 MW的發(fā)電機(jī)組，一座回水長(zhǎng)達(dá)83 km的水庫(kù)，庫(kù)寬為目前河寬的2～3倍，以及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施和進(jìn)場(chǎng)道路，計(jì)劃于2024年完工。該工程將為BC省帶來(lái)更多的能源和裝機(jī)容量，靈活性強(qiáng)，能促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)，并可為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)及原住民帶來(lái)收益。

2016年初，BC水電公司宣布與皮斯河水電聯(lián)盟(包括安迅能加拿大基礎(chǔ)建設(shè)公司、西部石油集團(tuán)以及三星C&T加拿大分公司等)就工程(主要為土建工程)項(xiàng)目達(dá)成協(xié)議。協(xié)議金額約 17.5億美元，包含土石壩、2條引水隧洞、以及電站和溢洪道的碾壓混凝土基礎(chǔ)建設(shè)。工程將在合同期提供8 000個(gè)工作崗位，并為當(dāng)?shù)?、地區(qū)及原住民帶來(lái)商機(jī)。建設(shè)高峰期將有1 500人參與土建工程。

C點(diǎn)工程預(yù)算約為 83.35億美元。此外，BC省政府還為超出BC水電公司控制的情況(如高于預(yù)期的通脹或利率)設(shè)置了4.4億美元的儲(chǔ)備金。2015年10月，該公司與加拿大 ATCO集團(tuán)簽署協(xié)議，為壩區(qū)工人住宿提供設(shè)計(jì)、建設(shè)、部分融資、運(yùn)行及維護(hù)，合同期為8 a，金額約 4.7 億美元。評(píng)估表明，ATCO集團(tuán)可滿足合同預(yù)算內(nèi)工人食宿的需求。工程建設(shè)及工人營(yíng)地投入將提供近360個(gè)工作崗位。此外，摩根建筑及環(huán)境有限公司競(jìng)標(biāo)加拿大公司的合同成功后，于2015年夏季為工程進(jìn)場(chǎng)作準(zhǔn)備。該公司承擔(dān)的業(yè)務(wù)范圍包括：在C點(diǎn)大壩壩址北岸建設(shè)長(zhǎng)約7 km的進(jìn)場(chǎng)道路，挖方量200萬(wàn)m3， 在工區(qū)生產(chǎn)并儲(chǔ)存供其他承包方使用的礫石材料100萬(wàn)m3，并清理出56 hm2土地供工程建設(shè)之用。

2 墨西哥水電開發(fā)

墨西哥國(guó)家電力公司正在推進(jìn)奇科森(Chicoasen)Ⅱ期工程。該工程是第五座從格里哈爾瓦(Grijalva)河取水發(fā)電的電站，將有助于滿足墨西哥西南部的能源增長(zhǎng)需求。其他水電站如奇科森I期工程、潘尼塔斯(Penitas)水電站、安哥斯特拉(Angostura)水電站及馬爾帕索(Malpaso)水電站為該國(guó)供應(yīng)了54%的電力。GE可再生能源集團(tuán)將為奇科森Ⅱ期工程提供3臺(tái)單機(jī)80 MW的貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，年發(fā)電量為591 GWh，使537 000戶家庭直接受益。GE水電事業(yè)部CEO表示，很高興受墨西哥國(guó)家電力公司委托參與該項(xiàng)工程的建設(shè)，促進(jìn)墨西哥的綠色能源發(fā)展。按照合同規(guī)定，GE負(fù)責(zé)水輪機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，并提供現(xiàn)場(chǎng)專家及顧問(wèn)。

3 巴基斯坦水電開發(fā)

目前巴基斯坦有幾座在建的水電工程?？逄?Karot)水電站就是其中之一，該電站位于吉拉姆(Jhelum)河上，距巴基斯坦首都伊斯蘭堡直線距離約55 km，于2016年10月正式開工建設(shè)?？逄厮娬狙b機(jī)容量720MW，是“一帶一路”第一座大型水電投資項(xiàng)目，同時(shí)也是中巴經(jīng)濟(jì)走廊上第一座水電工程，由中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司開發(fā)，總投資約16.5億美元，是一項(xiàng)BOOT(建設(shè)-擁有-經(jīng)營(yíng)-轉(zhuǎn)讓)投資工程。

中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司已在巴基斯坦有若干BOOT項(xiàng)目投運(yùn)或?yàn)榇碎_展了大量的工作，包括水電、風(fēng)能和太陽(yáng)能等項(xiàng)目，總裝機(jī)容量超過(guò)3 000 MW。該公司還宣布其正在巴控克什米爾地區(qū)開發(fā)科哈拉(Kohala)水電站，該工程位于吉拉姆河上、穆扎法拉巴德(Muzaffarabad)河下游，計(jì)劃投資24億美元，是中巴經(jīng)濟(jì)走廊的重要投資項(xiàng)目之一。

4 非洲水電開發(fā)

4.1 伊辛巴水電站

非洲烏干達(dá)的新水電項(xiàng)目正在建設(shè)。近期烏干達(dá)發(fā)電有限公司授予澳大利亞SMEC公司一項(xiàng)伊辛巴(Isimba)水電站管理及施工監(jiān)理合同，由SMEC公司承擔(dān)工程監(jiān)理。

伊辛巴水電站位于尼羅河上，距烏干達(dá)首都坎帕拉東北部90 km，裝機(jī)容量為183 MW。修建電站旨在幫助緩解該國(guó)嚴(yán)峻的電力短缺問(wèn)題，加快當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。該電站占地面積超過(guò)2 865 hm2，工程包括混凝土重力壩、黏土心墻堆石壩、溢洪道、配電站以及輔助電力傳輸工程(包括伊辛巴至布加咖里長(zhǎng)42 km的132 kV輸電線路)等。一旦完工，電站年發(fā)電量可達(dá)1 040 GW·h，預(yù)期將使烏干達(dá)年發(fā)電量增加23%。

4.2 穆濟(jì)濟(jì)水電站

2015年8月，烏干達(dá)發(fā)電有限公司還與ILF咨詢公司簽訂了合同。合同規(guī)定，ILF公司為穆濟(jì)濟(jì)(Muzizi)水電站提供設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理咨詢服務(wù)。該電站位于烏干達(dá)西部，處于基巴萊(Kibaale)區(qū)阿爾伯特(Albert)湖東南部，裝機(jī)容量約 44.5 MW。穆濟(jì)濟(jì)河在阿爾伯丁(Albertine)地塹流入東非大裂谷，在 3.5 km距離內(nèi)從1 090 m跌至600 m，通過(guò)裂谷斷崖流入阿爾伯特湖。

穆濟(jì)濟(jì)水電站規(guī)劃為徑流式電站，將建有低進(jìn)水口堰(高10.5 m)和一座小水庫(kù)，其有效庫(kù)容為176 000 m3，每天最多可容納4 h洪峰。穆濟(jì)濟(jì)河右岸將修建長(zhǎng)約 3.7 km的渠道，將水庫(kù)的水引至浪涌灣，再通過(guò)長(zhǎng)1.1 km、直徑1.9 m的壓力鋼管將水從浪涌灣引入電站。電站設(shè)計(jì)流量為12 m3/s，總水頭為454 m，年發(fā)電量約220 GW·h，通過(guò)長(zhǎng)5 km、220 kV的輸電線路輸至附近波特爾堡(Fort Portal)至霍伊馬(Holma)的國(guó)家電網(wǎng)中。

烏干達(dá)發(fā)電公司稱，將制定成熟的安置行動(dòng)計(jì)劃以解決工程帶來(lái)的影響。工程可對(duì)社區(qū)發(fā)展提供支撐，并將與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)緊密合作，促進(jìn)當(dāng)?shù)貏诠す蛡颍纳扑Y源供應(yīng)，建設(shè)施工便道、衛(wèi)生中心和學(xué)校等。此外，該國(guó)政府還在規(guī)劃一個(gè)農(nóng)村電氣化項(xiàng)目與水電工程并行，以幫助改善工程當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的條件。

ILF公司首先將對(duì)已有的可行性研究進(jìn)行梳理并優(yōu)化設(shè)計(jì)。然后準(zhǔn)備投標(biāo)設(shè)計(jì)及文件，獲得設(shè)計(jì)采購(gòu)施工總承包資質(zhì)。ILF公司將作為監(jiān)理機(jī)構(gòu)對(duì)工程進(jìn)行監(jiān)理。

穆濟(jì)濟(jì)水電站獲得了德國(guó)復(fù)興信貸銀行和法國(guó)開發(fā)署的融資，并得到烏干達(dá)政府的全力支持，工程將于2019年完工。

4.3 吉貝III水電站

埃塞俄比亞吉貝(Gibe)III水電站已于2015年10月開始發(fā)電。該電站位于奧莫(Omo)河上，總裝機(jī)1 870 MW,廠房?jī)?nèi)裝有10臺(tái)混流式水輪發(fā)電機(jī)組，是吉貝-奧莫河梯級(jí)電站中的第三座電站，其他2座分別是裝機(jī)200 MW的吉貝Ⅰ電站和裝機(jī)420 MW的吉貝Ⅱ電站，均已運(yùn)行。該國(guó)政府在奧莫河上還規(guī)劃了另2座電站，分別是吉貝Ⅳ電站和吉貝Ⅴ電站。

吉貝Ⅲ電站大壩為碾壓混凝土重力壩，壩高249 m，碾壓混凝土方量650萬(wàn)m3。工程承包方是意大利承包商薩利尼-英波基洛(Salini-Impregilo)股份有限公司，設(shè)計(jì)方為皮耶特格里(Pietrangeli)工作室。

5 水電站擴(kuò)容改造

5.1 俄羅斯

除開發(fā)新項(xiàng)目外，俄羅斯還加速擴(kuò)容改造了一些已建項(xiàng)目。近期俄羅斯水電集團(tuán)和俄羅斯動(dòng)力機(jī)械股份公司完成了對(duì)切博克薩雷(Cheboksarskaya)水電站10號(hào)機(jī)組的大修改造工作，包括修復(fù)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行模式和更換發(fā)電機(jī)定子。改造后，水輪機(jī)葉片能夠根據(jù)流速和水頭改變轉(zhuǎn)動(dòng)角度,從而提高水電機(jī)組的運(yùn)行效率。該電站18臺(tái)水輪機(jī)中的9臺(tái)已調(diào)至轉(zhuǎn)動(dòng)葉片運(yùn)行模式，均采用了無(wú)油的葉輪輪轂，消除了油進(jìn)入水中的可能性。

電站原有的定子由6個(gè)部分拼裝而成，動(dòng)力機(jī)械股份公司稱新的定子圍繞一個(gè)核心拼裝成環(huán)形， 定子與轉(zhuǎn)子間將留有空隙，以改善運(yùn)行、減少振動(dòng)，并延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命。新設(shè)備由俄羅斯水電集團(tuán)的子公司吉卓雷蒙(Gidroremont)股份公司負(fù)責(zé)安裝。10號(hào)機(jī)組是該電站第二臺(tái)升級(jí)為轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的水輪機(jī)，其更新工作已于2014年6月開始。2015年10月，2號(hào)機(jī)組完成了升級(jí)。預(yù)計(jì)2025年可完成全部水輪機(jī)的擴(kuò)容改造。

5.2 塔吉克斯坦

ILF公司與塔吉克斯坦國(guó)有能源公司簽署了協(xié)議，為該國(guó)恰伊洛庫(kù)姆(Qairokkum)水電站升級(jí)改造工程提供咨詢服務(wù)。該電站的改造工程由歐洲復(fù)興發(fā)展銀行提供貸款援助，這是該銀行迄今為止在塔吉克斯坦最大的項(xiàng)目。電站位于該國(guó)北部的錫爾(Syr)河上，1959年投運(yùn)，擁有6臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為126 MW，其水庫(kù)可進(jìn)行季節(jié)性調(diào)節(jié)以滿足灌溉和發(fā)電的用水需求。

該電站的大部分水力及電力設(shè)備已達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限，此次改造將增強(qiáng)大壩安全性，提高其應(yīng)對(duì)氣候變化的靈活性。改造后，裝機(jī)容量將提至174 MW，年發(fā)電總量達(dá)900 GW·h。該項(xiàng)目總投資額約 1.57億歐元，分2個(gè)階段實(shí)施。ILF公司為合同招投標(biāo)和運(yùn)行過(guò)程以及建設(shè)和運(yùn)行提供咨詢服務(wù)。

6 抽水蓄能電站發(fā)展

6.1 新建項(xiàng)目

6.1.1 瑞 士

抽水蓄能電站在全球范圍內(nèi)也有較大發(fā)展。AXPO公司及設(shè)備供應(yīng)商GE宣布，瑞士林塔爾(Linthal)抽水蓄能電站已于2016年1月并網(wǎng)成功。該電站裝機(jī)容量1 000 MW，是AXPO已有的Linth-Limmern水電站的擴(kuò)展工程，同時(shí)也是GE首次參與變速抽水蓄能電站并網(wǎng)的工程。

GE水電事業(yè)部CEO稱，林塔爾電站是GE的變速機(jī)組首次并網(wǎng)，將為水電發(fā)展帶來(lái)積極作用。此舉證明水電絕對(duì)是電網(wǎng)中最為可靠的可再生能源，并為其他可再生能源(如太陽(yáng)能和風(fēng)能)更具適應(yīng)性起到了示范作用。瑞士的N.D.德朗斯水電站(裝機(jī)900 MW)及印度阿肯德邦的特赫里(Tehri)電站(裝機(jī)1 000 MW)也采用了GE的變速機(jī)組。

6.1.2 英 國(guó)

愛(ài)爾蘭宣布,計(jì)劃在蒂珀雷里(Tipperary)北部Silvermines礦場(chǎng)舊址建立一座裝機(jī)容量為360 MW的抽水蓄能電站。該工程將由斯特拉巴格(Strabag)集團(tuán)、安德里茨水電公司，愛(ài)爾蘭路橋建筑公司及世嘉(Siga)水電建筑公司共同開發(fā)，預(yù)計(jì)總投資 6.5億歐元，是愛(ài)爾蘭迄今最大的私募資本投資。愛(ài)爾蘭地方政府宣布了該項(xiàng)計(jì)劃，稱其為該國(guó)最有效率的電站。該項(xiàng)目對(duì)該礦場(chǎng)、蒂珀雷里北部，甚至全國(guó)均至關(guān)重要，將使其環(huán)境礦產(chǎn)的遺留影響由負(fù)面轉(zhuǎn)為正面，并為當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)帶來(lái)巨大的可持續(xù)投資。 2016年提交了計(jì)劃申請(qǐng)，若順利進(jìn)行，建設(shè)周期將持續(xù)4～5 a，建設(shè)期間將創(chuàng)造400個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)，且電站一旦投運(yùn)，將創(chuàng)造50個(gè)永久職位。由于選址土地已受到污染，且在深70 m的露天礦中已有一座水庫(kù)，Silvermines水電站的開發(fā)建設(shè)帶來(lái)的負(fù)面影響得以最小化。該電站距全國(guó)電網(wǎng)也較近，距一條主輸電線路僅800 m。

此外，威爾士斯諾登水電公司(SPH)于2015年11月申請(qǐng)?jiān)谔m貝里斯(Llanberis)附近的格林榮威(Glyn Rhonwy)修建一座裝機(jī) 99.9 MW的抽水蓄能電站，其中 49.9 MW的裝機(jī)容量已獲當(dāng)?shù)卣駵貎?nèi)思(Gwynedd)郡批準(zhǔn)。該電站是母公司卡里電池公司(QBC)在全英一系列計(jì)劃中的首個(gè)項(xiàng)目，投資金額為 1.6億歐元，將2個(gè)已廢棄的采石場(chǎng)進(jìn)行重新規(guī)劃利用。格林榮威電站的預(yù)期運(yùn)行壽命為125 a，將為當(dāng)?shù)靥峁?0個(gè)全職崗位，建設(shè)期間需要上百名工人。

在英國(guó)，裝機(jī)容量49.9 MW及以下的方案須向當(dāng)?shù)卣暾?qǐng)規(guī)劃審批；50 MW及以上的項(xiàng)目被劃為國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，并由規(guī)劃督察進(jìn)行評(píng)價(jià)，由國(guó)務(wù)大臣最后決定。因此, SPH公司希望通過(guò)增加地下水輪機(jī)及相關(guān)設(shè)備的裝機(jī)容量使格林榮威電站的裝機(jī)容量翻倍，方案中其他修改內(nèi)容也應(yīng)與格溫內(nèi)思郡政府已批準(zhǔn)的方案相符。

近期, QBC公司向英國(guó)環(huán)境與氣候變化部(DECC)提交了一份說(shuō)明，證明在英國(guó)新修建總裝機(jī)容量為10 GW的抽水蓄能電站將使每年低碳電網(wǎng)的成本減少35億英鎊(1英鎊=1.240 9美元)，二氧化碳排放減少50億t，并能使英國(guó)的電力供應(yīng)更加安全。QBC公司獲得DECC 20萬(wàn)英鎊資金支持，在全英國(guó)進(jìn)行了一項(xiàng)地理調(diào)查，為新建15 GW的抽水蓄能電站選出風(fēng)險(xiǎn)較低的合適站址。QBC公司對(duì)子公司斯諾登水電公司進(jìn)行監(jiān)理，推進(jìn)格林榮威電站的建設(shè)和運(yùn)行，由AECOM公司、格溫內(nèi)思郡政府、 威爾士議會(huì)歷史環(huán)境部(CADW)、威爾士鄉(xiāng)村委員會(huì)以及威爾士環(huán)境部(現(xiàn)為威爾士自然資源部)提供設(shè)計(jì)咨詢服務(wù)。

6.1.3 美 國(guó)

美國(guó)清潔能源開發(fā)公司(CPD)申請(qǐng)了哥倫比亞大峽谷可再生能源平衡項(xiàng)目的初步許可。該項(xiàng)目為閉環(huán)抽水蓄能電站，裝機(jī)容量1200MW。其前身是2003年關(guān)閉的哥倫比亞峽谷鋁冶煉廠，經(jīng)由該項(xiàng)目重新進(jìn)行可持續(xù)開發(fā)。將修建新的上庫(kù)、下庫(kù)、地下輸水隧洞、地下電站、230 kV輸電線路及其他附屬設(shè)施。哥倫比亞大峽谷極具優(yōu)勢(shì)的地形條件使電站可利用超過(guò) 609.6 m的總水頭。CPD公司稱，可利用更小的水庫(kù)、輸水隧洞及設(shè)備尺寸，以達(dá)到儲(chǔ)存更多能源的目的，以此降低投資成本，盡可能降低潛在的環(huán)境影響。該項(xiàng)目采用閉環(huán)系統(tǒng)，利用哥倫比亞河進(jìn)行初次蓄水及周期性補(bǔ)充蓄水。

該項(xiàng)目將為太平洋西北地區(qū)及加利福尼亞地區(qū)的電力設(shè)施提供關(guān)鍵的平衡調(diào)節(jié)和彈性裝機(jī)容量。戰(zhàn)略上該項(xiàng)目位于AC-DC聯(lián)鎖電力網(wǎng)的北部終端，可在加拿大BC省、太平洋西北地區(qū)及加利福尼亞之間進(jìn)行大宗季節(jié)性電力交換。AC-DC聯(lián)鎖電力網(wǎng)由博納維爾(Bonneville)電力管理局、洛杉磯水電局以及加利福尼亞獨(dú)立電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商共同運(yùn)營(yíng)。

6.2 已建電站的擴(kuò)容改造

德國(guó)薩克森(Saxony)州馬克思巴赫(Markersbach)抽水蓄能電站于1979年進(jìn)行試運(yùn)行，裝機(jī)容量為1 050 MW，是德國(guó)第二大抽水蓄能電站，同時(shí)也是歐洲最大的抽水蓄能電站之一。2016年6月～2017年2月，GE在馬克思巴赫電站對(duì)一臺(tái)發(fā)電機(jī)進(jìn)行升級(jí)改造。改造工作包括交付新定子，更新電極、軸承、軸承架，啟動(dòng)馬達(dá)以及拆卸、組裝、試運(yùn)轉(zhuǎn)。合同內(nèi)容還包括余下的4臺(tái)發(fā)電機(jī)，預(yù)計(jì)以每年一臺(tái)發(fā)電機(jī)的速率完成任務(wù)。在此之前，2014年8月GE還接到委托，并于2016年春季完成了對(duì)另一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)的改造。同步發(fā)電機(jī)的若干部件，如發(fā)電機(jī)座已達(dá)到使用壽命，其他部分也需要維修，因此有必要進(jìn)行擴(kuò)容改造。更新后的電機(jī)可提高運(yùn)行安全性、增大出力。

安德里茨水電公司也于2016年宣布與法國(guó)電力集團(tuán)簽訂了一項(xiàng)2 500萬(wàn)歐元的協(xié)議，為法國(guó)拉古施(La Coche)抽水蓄能電站的擴(kuò)建提供一臺(tái)240 MW的水輪發(fā)電機(jī)組。公司稱，該水輪機(jī)為沖擊式水輪機(jī)，將與現(xiàn)有的4臺(tái)可逆式水泵水輪機(jī)一起形成完整的機(jī)組，低負(fù)荷性能良好，計(jì)劃于2019年啟動(dòng)。由于水中含沙量較高引起水輪機(jī)嚴(yán)重磨損，將對(duì)水輪機(jī)進(jìn)行高等級(jí)、防侵蝕的涂層保護(hù)，以延長(zhǎng)其使用壽命。

陳敏譯

TV212

A

陳敏，女，長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院，編輯。)

(編輯唐湘茜)

2017-05-30

1006-0081(2017)09-0001-04