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摘要：根据南方电网供电区内，云南、广东和广西3省2015年和2020年负荷水平、负荷特
性及其电源规模、电源结构，从大范围内资源优化配置的角度，对澜沧江上游梯级电站的电
能消纳进行研究，提出电站分省消纳方案和建议。
关键词：澜沧江上游；电能消纳；替代装机
1 前言
澜沧江是我国西南地区水能资源蕴藏丰富的五大流域之一，发源于青海省杂多县，其干流在我国境内全长2153公里，在云南省境内全长1248公里，由北向南纵贯云南省西南部。
澜沧江上游河段长约489千米，天然落差1036米，水力资源丰富，开发条件较好。上游河段规划按“一库七级”进行开发，自上而下分别为古水（260万千瓦）、乌弄龙（96万千瓦）、里底（42万千瓦）、托巴（140万千瓦）、黄登（190万千瓦）、大华侨（90万千瓦）、苗尾（140万千瓦），龙头古水电站水库具有多年调节性能。上游梯级水电站装机容量合计达到958万千瓦，多年平均发电量为426亿千瓦时。
通过对澜沧江上游梯级电站合理的留存与外送规模研究，和对南方电网各省区市场空间分析，得出澜沧江上游梯级水电站的合理消纳方案，实现澜沧江上游梯级电站水能资源更大范围内的优化配置。
2澜沧江上游梯级电站留存与外送规模研究
根据预测，2015年云南电网最高发电负荷达3010万千瓦，火电规模预计达1572～1752万千瓦，水电装机规模达到6093万千瓦。初步测算表明，除“十二五”已基本明确外送水电规模外，云南电网2015年还有富余三江电力0万千瓦～480万千瓦左右可考虑外送。
2020年云南电网最高发电负荷3900万千瓦，火电装机规模预计达1572～1842万千瓦，水电规模达到8085万千瓦，扣除云南电网自身需求和2020年已明确外送电力，云南电网2020年还有富余三江电力600～960万千瓦左右可考虑外送。
根据云南2011～2020年大水电投产电源分布情况可知，除了“十一五”、“十二五”基本明确的送电电源外，2020年只有“三江并流”地区澜沧江上游梯级电站及金沙江中游梯级电站具备作为外送依托电源的条件。
由于云南用电高峰在枯期，因此调节性能较好，枯期电量较多的电源宜优先留存省内消纳。金沙江中游梯级电站平水年和丰水年枯期电量比例也高出澜沧江上游梯级电站枯期电量比例约10%左右。综合来看，金沙江中游梯级电站更适合留存云南省内消纳，澜沧江上游梯级电站尽可能外送考虑。
综合云南外送能力和送电电源情况， 2020年除已基本明确的送电电力外，云南澜沧江上游梯级电站约600～958万千瓦电力可考虑外送。按照这一思路，2015年根据云南火电建设规模的不同，澜沧江上游梯级电站外送电力在0～463万千瓦之间。
3电力市场空间分析
3.1 广东电网电力市场空间
2010年，广东电网最大负荷7350万千瓦，规划2010年广东电网装机容量将达到7175万千瓦，外来电力规模将达到2438万千瓦。在广东电网2010年电力基本平衡的基础上，考虑地区规划的核电及适当的抽水蓄能电站项目，以及较明确的与外省电力送受电规模，则“十二五”期间广东省可供竞争的电力市场空间在200万千瓦左右。
2010年～2020年广东省电力市场空间约为3156万千瓦。若计及规划的溪洛渡、糯扎渡送电广东1130万千瓦、缅甸水电送电广东600万千瓦，则2010年～2020年广东省可供竞争的电力市场空间在1420万千瓦左右。
3.2 广西电网市场空间
2015年广西全社会最大负荷为2820万千瓦，较2010年增长1240万千瓦。根据《南方电网电力工业发展“十二五”及中长期规划研究（第四卷）》研究，在考虑了已核准、同意开展前期工作及规划的电源、规划送入区外电力后，“十二五”末期广西电力基本平衡。
根据负荷预测，2020年广西全社会最大负荷为3630万千瓦。广西电源考虑新增水电150万千瓦，核电300万千瓦，抽水蓄能120万千瓦，平衡结果表明：广西“十三五”期间新增电力市场空间约400万千瓦。
4 电能消纳方案研究
4.1 澜沧江消纳方案拟定
2015年澜沧江上游463万千瓦水电投产，2020年澜沧江上游958万千瓦水电全部投产，根据流域电站投产规模和受端市场空间分析，消纳方案拟定原则和基础条件如下：
（1）2020年澜沧江上游梯级电站外送电力规模应在600～958万千瓦之间，2015年澜沧江上游水电外送规模应在0～463万千瓦左之间。
（2）广东2020年具备消纳全部958万千瓦澜沧江上游梯级电站的能力，应作为2015年和2020年的主要受电市场考虑。
（4）广西不应作为2015年，2020年主要的受电市场。
（4）由于广东电网用电高峰在丰期，而云南电网用电高峰在枯期，因此可考虑枯期将澜沧江上游梯级电站部分电力电量留存云南以获得更好的替代装机效益，提消纳方案的整体经济性。
依据消纳方案拟定原则和基础条件，拟定澜沧江上游梯级电站消纳方案如表1所示。
表1 澜沧江上游梯级电站消纳方案
4.2 澜沧江消纳方案技术经济指标分析
消纳方案的技术指标分析结果如表2所示，包括各方案下综合替代火电装机和弃水电量。
由表2可知，澜沧江上游梯级电站电力外送广东可以获得较好的替代装机效益，并且其电量也能得到更为充分的利用。以2020年为例，2020年澜沧江上游梯級电站958万千瓦电力全部送广东消纳，其火电替代率可达100%，云南丰期弃水只有274亿千瓦时，如这958万千瓦电力全部留存省内消纳则仅能替代534万千瓦火电，替代率不到60%，丰期云南省内弃水达521亿千瓦时。
另外，计算结果还表明，枯期将澜沧江上游梯级电站外送广东的部分电力电力留存省内消纳可以获得更好的替代装机效益，例如，与方案3-1相比，2020年方案3-2枯期多留存了287万千瓦澜沧江上游水电在云南省内消纳。综合送、受两端，方案3-2可以多替代火电248万千瓦，火电替代率达125%。
4.3 综合技术经济比较
根据消纳方案分析结果，对上述5个方案的各项国民经济评价指标进行初步的量化分析。从方案可比性角度出发，在方案综合经济技术比较时，将2020年和2025年较2015年改变的技术经济指标，按照贴现率折算到2015年，在此基础上对2015年的综合技术经济指标进行比较，见表3。
（1）消纳方案投资：方案1中澜沧江水电全部留存云南本省消纳，输变电投资最少。方案3-2综合替代率最高，替代装机节省的投资最多。综合比较方案3-2的投资最少。
（2）年运行费：方案1输变电工程运行费最低。方案3-1，方案3-2弃水电量的损失费用最少，且方案3-1的输变电工程运行费要低于方案3-2。综合比较方案3-2在年运行费方面最优。
（3）年费用：方案3-2最优。
5 结论与建议
（1）受电力市场空间限制，在考虑已基本明确的电源基础上，2015年广东仅具备消纳澜沧江上游水电约200万千瓦的能力，2020年广东具备消纳澜沧江上游全部958万千瓦水电的能力。在考虑已基本明确的电源基础上，2015年、2020年广西基本已无进一步消纳澜沧江上游梯级电站电力的能力。
（2）综合经济技术比较结果， 2015年推荐沧江上游梯级电站463万千瓦电力丰期全部外送广东消纳，其中枯期苗尾、大华桥及黄登三个电站约260万千瓦电力留存云南省内消纳；2020年推荐澜沧江上游梯级电站958万千瓦电力丰期全部外送广东消纳，枯期苗尾、大华桥及黄登三个电站约290万千瓦电力留存云南省内消纳。
（3）2015年、2020年云南电网丰期存在大量季节性电能，建议尽快开展云南季节性电能消纳方案研究，对云贵水火互济的可行性进行论证。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
性及其电源规模、电源结构，从大范围内资源优化配置的角度，对澜沧江上游梯级电站的电
能消纳进行研究，提出电站分省消纳方案和建议。
关键词：澜沧江上游；电能消纳；替代装机
1 前言
澜沧江是我国西南地区水能资源蕴藏丰富的五大流域之一，发源于青海省杂多县，其干流在我国境内全长2153公里，在云南省境内全长1248公里，由北向南纵贯云南省西南部。
澜沧江上游河段长约489千米，天然落差1036米，水力资源丰富，开发条件较好。上游河段规划按“一库七级”进行开发，自上而下分别为古水（260万千瓦）、乌弄龙（96万千瓦）、里底（42万千瓦）、托巴（140万千瓦）、黄登（190万千瓦）、大华侨（90万千瓦）、苗尾（140万千瓦），龙头古水电站水库具有多年调节性能。上游梯级水电站装机容量合计达到958万千瓦，多年平均发电量为426亿千瓦时。
通过对澜沧江上游梯级电站合理的留存与外送规模研究，和对南方电网各省区市场空间分析，得出澜沧江上游梯级水电站的合理消纳方案，实现澜沧江上游梯级电站水能资源更大范围内的优化配置。
2澜沧江上游梯级电站留存与外送规模研究
根据预测，2015年云南电网最高发电负荷达3010万千瓦，火电规模预计达1572～1752万千瓦，水电装机规模达到6093万千瓦。初步测算表明，除“十二五”已基本明确外送水电规模外，云南电网2015年还有富余三江电力0万千瓦～480万千瓦左右可考虑外送。
2020年云南电网最高发电负荷3900万千瓦，火电装机规模预计达1572～1842万千瓦，水电规模达到8085万千瓦，扣除云南电网自身需求和2020年已明确外送电力，云南电网2020年还有富余三江电力600～960万千瓦左右可考虑外送。
根据云南2011～2020年大水电投产电源分布情况可知，除了“十一五”、“十二五”基本明确的送电电源外，2020年只有“三江并流”地区澜沧江上游梯级电站及金沙江中游梯级电站具备作为外送依托电源的条件。
由于云南用电高峰在枯期，因此调节性能较好，枯期电量较多的电源宜优先留存省内消纳。金沙江中游梯级电站平水年和丰水年枯期电量比例也高出澜沧江上游梯级电站枯期电量比例约10%左右。综合来看，金沙江中游梯级电站更适合留存云南省内消纳，澜沧江上游梯级电站尽可能外送考虑。
综合云南外送能力和送电电源情况， 2020年除已基本明确的送电电力外，云南澜沧江上游梯级电站约600～958万千瓦电力可考虑外送。按照这一思路，2015年根据云南火电建设规模的不同，澜沧江上游梯级电站外送电力在0～463万千瓦之间。
3电力市场空间分析
3.1 广东电网电力市场空间
2010年，广东电网最大负荷7350万千瓦，规划2010年广东电网装机容量将达到7175万千瓦，外来电力规模将达到2438万千瓦。在广东电网2010年电力基本平衡的基础上，考虑地区规划的核电及适当的抽水蓄能电站项目，以及较明确的与外省电力送受电规模，则“十二五”期间广东省可供竞争的电力市场空间在200万千瓦左右。
2010年～2020年广东省电力市场空间约为3156万千瓦。若计及规划的溪洛渡、糯扎渡送电广东1130万千瓦、缅甸水电送电广东600万千瓦，则2010年～2020年广东省可供竞争的电力市场空间在1420万千瓦左右。
3.2 广西电网市场空间
2015年广西全社会最大负荷为2820万千瓦，较2010年增长1240万千瓦。根据《南方电网电力工业发展“十二五”及中长期规划研究（第四卷）》研究，在考虑了已核准、同意开展前期工作及规划的电源、规划送入区外电力后，“十二五”末期广西电力基本平衡。
根据负荷预测，2020年广西全社会最大负荷为3630万千瓦。广西电源考虑新增水电150万千瓦，核电300万千瓦，抽水蓄能120万千瓦，平衡结果表明：广西“十三五”期间新增电力市场空间约400万千瓦。
4 电能消纳方案研究
4.1 澜沧江消纳方案拟定
2015年澜沧江上游463万千瓦水电投产，2020年澜沧江上游958万千瓦水电全部投产，根据流域电站投产规模和受端市场空间分析，消纳方案拟定原则和基础条件如下：
（1）2020年澜沧江上游梯级电站外送电力规模应在600～958万千瓦之间，2015年澜沧江上游水电外送规模应在0～463万千瓦左之间。
（2）广东2020年具备消纳全部958万千瓦澜沧江上游梯级电站的能力，应作为2015年和2020年的主要受电市场考虑。
（4）广西不应作为2015年，2020年主要的受电市场。
（4）由于广东电网用电高峰在丰期，而云南电网用电高峰在枯期，因此可考虑枯期将澜沧江上游梯级电站部分电力电量留存云南以获得更好的替代装机效益，提消纳方案的整体经济性。
依据消纳方案拟定原则和基础条件，拟定澜沧江上游梯级电站消纳方案如表1所示。
表1 澜沧江上游梯级电站消纳方案
4.2 澜沧江消纳方案技术经济指标分析
消纳方案的技术指标分析结果如表2所示，包括各方案下综合替代火电装机和弃水电量。
由表2可知，澜沧江上游梯级电站电力外送广东可以获得较好的替代装机效益，并且其电量也能得到更为充分的利用。以2020年为例，2020年澜沧江上游梯級电站958万千瓦电力全部送广东消纳，其火电替代率可达100%，云南丰期弃水只有274亿千瓦时，如这958万千瓦电力全部留存省内消纳则仅能替代534万千瓦火电，替代率不到60%，丰期云南省内弃水达521亿千瓦时。
另外，计算结果还表明，枯期将澜沧江上游梯级电站外送广东的部分电力电力留存省内消纳可以获得更好的替代装机效益，例如，与方案3-1相比，2020年方案3-2枯期多留存了287万千瓦澜沧江上游水电在云南省内消纳。综合送、受两端，方案3-2可以多替代火电248万千瓦，火电替代率达125%。
4.3 综合技术经济比较
根据消纳方案分析结果，对上述5个方案的各项国民经济评价指标进行初步的量化分析。从方案可比性角度出发，在方案综合经济技术比较时，将2020年和2025年较2015年改变的技术经济指标，按照贴现率折算到2015年，在此基础上对2015年的综合技术经济指标进行比较，见表3。
（1）消纳方案投资：方案1中澜沧江水电全部留存云南本省消纳，输变电投资最少。方案3-2综合替代率最高，替代装机节省的投资最多。综合比较方案3-2的投资最少。
（2）年运行费：方案1输变电工程运行费最低。方案3-1，方案3-2弃水电量的损失费用最少，且方案3-1的输变电工程运行费要低于方案3-2。综合比较方案3-2在年运行费方面最优。
（3）年费用：方案3-2最优。
5 结论与建议
（1）受电力市场空间限制，在考虑已基本明确的电源基础上，2015年广东仅具备消纳澜沧江上游水电约200万千瓦的能力，2020年广东具备消纳澜沧江上游全部958万千瓦水电的能力。在考虑已基本明确的电源基础上，2015年、2020年广西基本已无进一步消纳澜沧江上游梯级电站电力的能力。
（2）综合经济技术比较结果， 2015年推荐沧江上游梯级电站463万千瓦电力丰期全部外送广东消纳，其中枯期苗尾、大华桥及黄登三个电站约260万千瓦电力留存云南省内消纳；2020年推荐澜沧江上游梯级电站958万千瓦电力丰期全部外送广东消纳，枯期苗尾、大华桥及黄登三个电站约290万千瓦电力留存云南省内消纳。
（3）2015年、2020年云南电网丰期存在大量季节性电能，建议尽快开展云南季节性电能消纳方案研究，对云贵水火互济的可行性进行论证。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。