水利工程論文-大型水電站遠距離送電經(jīng)濟合理性分析摘要：金沙江上的向家壩和溪洛波水電站是西電東送的主要骨干電源，其配套的輸變電工程送出容量大，距離長，相應(yīng)的投資較高。在今后電力市場日臻規(guī)范和電價競爭機制逐漸形成的條件下其經(jīng)濟合理性和發(fā)展前景為人們所關(guān)注。通過輸變電成本隨送電距離和容量的變化研究及其與國內(nèi)其它一些中遠距離輸變電工程還本付息過網(wǎng)費的對比分析，論證了向家壩和溪洛波水電站遠距離送電的經(jīng)濟合理性。關(guān)鍵詞：向家壩電站溪洛渡電站輸變電工程電價經(jīng)濟合理性1工程概括1.1向家壩、溪洛波水電站及其輸變電工程向家壩、溪洛渡水電站是金沙江上擬首批開發(fā)的兩個巨型電站，建設(shè)條件好，動能經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)優(yōu)越，外送能力大。向家壩水電站位于四川省宜賓縣和云南省水富縣境內(nèi)，為金沙江出口控制梯級電站，可進行周季調(diào)節(jié)，初擬裝機600萬kW，年發(fā)電量293.4億kWh，保證出力144萬kW，是一座具有發(fā)電、灌溉、航運、攔沙等多種綜合效益的特大型水利水電樞紐工程。溪洛渡水電站位于四川省雷波縣和云南省永善縣境內(nèi)，下距向家壩水電站約156km(河道里程)，是一座以發(fā)電為主兼有防洪、攔沙、改善下游航運等綜合效益的巨型水利水電樞紐工程，具有季調(diào)節(jié)性能，初擬裝機1200萬kW，年發(fā)電量約573.5億kWh，保證出力338.5萬kW。向家壩水電站的供電范圍是四川、云南、華中，供電距離分別為40km、190km和1300km。據(jù)原國家電網(wǎng)公司測算，輸變電工程靜態(tài)投資為145.23億元(川、滇兩省各留電印萬kW，送華中480萬kW方案，1997年價格水平)；溪洛渡水電站的供電范圍是四川、云南、華中、華東，供電距離分別為145km、120km、1350km和1900km，輸變電工程靜態(tài)投資為313.33億元(川渝、滇各留電120萬kW，送華中320萬kW，送華東640萬kW，1997年價格水平)。兩電站送出工程靜態(tài)投資分項目組成見表1和表2。1.2三峽輸變電工程三峽輸變電工程是三峽工程的配套工程，設(shè)計輸送容量：華東720萬kW，川東200萬kW，華中900萬kW。為了便于與向家壩和溪洛渡水電站送出工程相比較，根據(jù)三峽輸變電系統(tǒng)設(shè)計概算，我們將其中的交直流線路、換流站及變電工程投資單列出來，并將其它費用按投資比例平攤到交直流線路、換流站及變電工程中。電力規(guī)劃設(shè)計總院編的火電、變電、送電工程限額設(shè)計控制指標(biāo)中，500kV的交流線路工程造價上漲指數(shù)1995年為5.07%，19%年為0.61%；500kV的交流變電工程的造價上漲指數(shù)1995年為7.0%，1996年為0.5%，根據(jù)以上數(shù)據(jù)折算三峽工程輸變電工程的投資到1997年價格水平年，見表3。表1向家壩水電站送出工程靜態(tài)投資項目四川云南華中合計送出容量(萬kW）6060480600總投資（萬元）433166429713446651452278線路55952657633778415949換流站698439698439交流配套變電2399223992152617200601交流配套線路1372913729109831137289表2溪洛渡水電站送出工程靜態(tài)投資表項目川渝云南華中華東合計送出容量(萬kW）1201203206401200總投資（萬元）103439634992647020071373133299線路4056333570420557659303973993換流站50672710134541520181交流配套變電3532235322105965187939364548交流配套線路27458274587322114641274577表3三峽工程輸變電工程投資項目華東華中川東合計送出容量(萬kW）7209002001820靜態(tài)總投資（萬元）163570710354242303172901445直流線路453760453760換流站856622856622交流配套變電18168736147465610608769交流配套線路1436386739501647069822931.3俄中送電工程俄中送電工程的出發(fā)點是從俄羅斯伊爾庫斯克地區(qū)輸入廉價的電力到我國北部地區(qū)。根據(jù)可行性研究報告，初步確定了以下技術(shù)方案：送電方式：俄中送電采取600kv直流方式；送電起點：伊爾庫斯克地區(qū)布拉茨克開關(guān)站。由于華北電網(wǎng)和東北電網(wǎng)都有能力接受俄送電力，因此落點有北京、唐山(送電華北)和沈陽(送電東北)幾個選擇，輸電距離分別為2400km、2530km、2800km。根據(jù)伊爾庫斯克地區(qū)輸出電力的能力和我國的受電能力，線路輸送電力應(yīng)在200300萬kw之間。在這里，我們選擇經(jīng)過蒙古國送電唐山，輸送容量250萬kW方案與向家壩、溪洛渡進行對比，此方案的線路長度及送電容量規(guī)模都為居中水平。俄中送電工程投資(1997年價格水平)見表4。表4俄中送電工程投資項目投資（萬元）直流線路450325換流站380580合計8309052輸變電工程投資分析本文主要探討遠距離送電的經(jīng)濟性，所以我們主要考慮外送距離的變化引起的投資變化情況。對于某一個直流輸電工程，設(shè)輸變電的總投資的Y，換流站的投資為A，配套交流變電和線路的投資為B，輸電距離為X，單位距離的直流線路費用為C，則有下式成立：Y4+B+CX對于送出容量一定時，A、B、C都是常數(shù)，設(shè)DA+B，有：YD+CX對于向家壩外送華中480萬kW，二回線，平均每回線路長度1150km，若D96.01(億元)、C0.03337億元/km，則：Y96.01+0.03337*X對于溪洛渡送華中320萬kW，一回線，1350km，若D68.59(億元)、C0.01782(億元/km)則：Y68.59+0.01782*X對于溪洛渡外送華東640萬kW，二回線，平均每回長度1850km，若D134.78(億元)、C0.03564(億元/km)則：Y134.78+0.03564*X向家壩、溪洛渡兩電站外送輸變電投資隨外送距離的變化見圖1。圖中向家壩代表向家壩外送480萬kW，溪洛渡1代表溪洛渡外送320萬kW，溪洛渡2代表溪洛渡外送640萬kW。圖1向家壩、溪洛渡電力外送投資隨距離變化從表5和圖1中可以看出，隨著距離的增加，電力外送的投資增加幅度與距離增加幅度相比要小得多。以溪洛渡外送640萬kw為例，當(dāng)輸電距離從500km增加到2000km時，輸電費用增加僅53.46億元，占整個輸電投資的25.94%?？梢钥闯?，長距離電力外送是否經(jīng)濟，其輸電距離只是其中的一個影響因素，不是主要因素。3金沙江外送和三峽、俄中外送投資對比金沙向家壩和溪洛渡水電站電力外送容量大，距離遠，相應(yīng)的輸變電工程投資也較大，向家壩輸變電工程靜態(tài)投資為145.23億元(川、滇各留電60萬kW，送華中480萬kW，1997年價格水平)，溪洛渡輸變電工程靜態(tài)投資為313.33億元(川渝、滇各留電120萬kW，送華中320萬kW，送華東640萬kW，1997年價格水平)。在這里，我們將向家壩和溪洛渡電力外送的輸變電投資和三峽輸變電投資及俄中送出工程作一對比、詳見表5。表5金沙江外送和三峽、俄中外送投資對比項目三峽工程溪洛渡向家壩俄中送電電站規(guī)模(萬kW)18201200600250直流線路長度(km)2200505023002530投資(億元)45.3892.3639.8145.03單位投資(萬元/km)206.2182.9173.1178.0交流線路長度(km)690023301130投資(億元)98.2335.8217.41單位投資(萬元/km)142.3615.373154.03變電工程容量(萬kVA)24751575825投資(億元)60.8837.2520.49單位投資(萬元/萬kVA)245.95236.53248.43換流站容量(萬kVA)1200960480250投資(億元)85.66147.5973.8038.06單位投資(萬元/萬kVA)713.81537.41537.41522.3合計290.14313.03151.54183.09注：三峽、向家壩輸變電的交直流電壓等級均為500kV；溪洛渡輸變電的交流電壓等級為500kV，支流電壓等級為600kV；俄中送電采用600kV直流；價格水平年均為1997年值。需要說明的是三峽換流站為單端，向家壩、溪洛渡、俄中送電為雙端，將三峽換流站換算為雙端，總投資為171.3億元，單位投資與向家壩、溪洛渡及俄中送電基本相當(dāng)。隊表中可以看出，三峽的直流線路和變電單位投資比向家壩和溪洛渡稍高，直流線路單位投資約高10%，變電約高3.5%。三峽直流線路單位投資稍高主要原因是由于三峽每回線的輸送容量為360萬kW，向家壩為240萬kW，溪洛渡為320萬kW，所以三峽直流輸電線路所選用的導(dǎo)線截面積較大，投資稍高；三峽和向家壩、溪洛渡變電單位投資相差較小，主要是選型的問題；而交流線路及換流站向家壩和溪洛渡要比三峽稍高，我們按各個分項工程占整個輸變電工程的比重來進行加權(quán)平均，向家壩和溪洛渡輸變電的單位投資比三峽稍高，和俄中送電工程相當(dāng)。具體比較見表6。表6金沙江外送和三峽、俄中送電工程單位投資比較序號項目直流線路(萬元/km)交流線路(萬元/km)變電（元/KVA)換流站(元/kW）1三峽206.2142.36245.051427.62溪洛渡182.9153.73236.531537.43向家壩173.1154.03248.431537.44俄中送電178.01522.35(2-1)/1-11.3%8%-3.5%7.7%6(3-1)/4-16.1%8.2%1.4%7.7%7(2-4)/42.8%1%8(3-1)/4-2.8%9對5進行加權(quán)平均2.5%10對6進行加權(quán)平均2.8%11對7進行加權(quán)平均2%12對8進行加權(quán)平均-1%注：表中(21)/1表示(溪洛渡三峽)/三峽，(31)/l表示(向家壩三峽)/三峽，(24)/4表示(溪洛渡俄中送電)/俄中送電，(34)/4表示(向家壩俄中送電)/俄中送電。從上表可以看出溪洛渡電力外送輸變電單位投資加權(quán)平均后比二峽高2.5%,比俄中送電高2%；向家壩電力外送輸變電單位投資加權(quán)平均后比三峽高2.8%，比俄中送電低1%?？梢哉J為向家壩、溪洛渡水電站的輸變電投資概算水平與三峽、俄中送電相比是相近的。4送電工程過網(wǎng)費的比較分析一般情況下，某一直流輸變電工程的過網(wǎng)費主要受以下幾個因素影響：(1)工程靜態(tài)投資和輸變電容量從前面的分析我們可以看