水利发电的的现状及其开发应用前景.doc

论文题目：水利发电的的现状及其开发应用前景 独 创 性 声 明本人声明所呈交的毕业论文（设计）是我个人进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在毕业论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。学生签名： 时间： 年 月 日关于论文（设计）使用授权的说明本人完全了解中国农业大学网络教育学院本、专科毕业论文（设计）工作条例（暂行规定）对：“成绩为优秀毕业论文（设计），网络教育学院将有权选取部分论文（设计）全文汇编成集或者在网上公开发布。如因著作权发生纠纷，由学生本人负责”完全认可，并同意中国农业大学网络教育学院可以以不同方式在不同媒体上发表、传播毕业论文（设计）的全部或部分内容。中国农业大学网络教育学院有权保留送交论文（设计）的复印件和磁盘，允许论文（设计）被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。保密的毕业论文（设计）在解密后应遵守此协议学生签名： 时间： 年 月 日 密级：摘要我国虽然水资源丰富，蕴藏量在世界各国中居第一位，世界上水利发电还处于起步阶段，我国水能利用率也较低。在未来，随着能源结构的调整，水能作为一种清洁、高效的可再生新能源，取之不尽，用之不竭，发展水力发电显得尤为重要而紧迫；此外水利发电这种方式具有无污染、可再生、成本低及运行的稳定性、可靠性、安全性的优势。因此水力发电前景广阔。本文综合论述了水利发电的国内外发展现状、水力发电的利弊、存在的问题及解决方案，和水利发电的开发应用前景，为了能更好的利用好水电，需要扬长避短，充分利用其优势，并尽最大可能消除它带来的负面效应，真正使水力发电成为一个可持续发展的发电方式。关键字：水利发电 发展现状 利弊分析 开发前景目 录摘要I目 录II前言11 水利发电的概述11.1水利发电的研究背景11.2水利发电国内外发展现状11.2.1国内发展现状11.2.2国外发展现状21.3研究的目的及其意义22 水利发电的利弊分析22.1水利发电的优点22.2水利发电的缺点32.2.1水利发电的限制因素较多32.2.2水利发电所带来的环境影响43 水利发电目前存在的问题及其解决方案43.1水利发电存在的问题43.2解决方案54 水利发电的开发应用前景55 结论6后记6参考文献7II前言1 水利发电的概述1.1水利发电的研究背景水力发电是(Hydroelectric power)利用河流、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处，将其中所含之位能转换成水轮机的动能，再藉水轮机为原动力，推动发电机产生电能。我国的水能资源理论蕴藏量有6.78亿千瓦，年发电量5.92万亿千瓦时，居世界第一位，有美好的开发前景，目前世界上水力发电还处于起步阶段。由于气候和地形地势等因素的影响，我国的水能资源在不同地区和不同流域的分布很不均匀；此外，我国水能资源的突出特点是河流的河道陡峻，落差巨大，发源于“世界屋脊”青藏高原的大河流长江、黄河、雅鲁藏布江、澜沧江、怒江等，天然落差都高达5000m左右，形成了一系列世界上落差最大的河流，这是其他国家所没有的。充分了解我国水能资源的特点，才能在开发过程中因地制宜，合理地充分地利用水能资源。1.2水利发电国内外发展现状世界范围的实践证明，一个国家只要具备必要的开发能力，就会开发水电；国家越发达，它的水电开发率就越高；经济比较发达、环境比较优美的欧美国家的水电开发率普遍较高，而经济相对落后、环境相对较差的亚非拉各国的水电开发率大多数较低；除非其水电资源已经没有技术或经济上的开发条件，发达国家没有几个真正停止了水电开发，开发率高的正在设法提高发电能力，开发率低的正在提高装机容量。1.2.1国内发展现状中国产业调研网发布的2015年版中国水力发电市场专题研究分析与发展前景预测报告认为：2012年全国水电发电量高速增长，同比增长29.3%，占全国发电量的17.4%。2012年，全国全口径发电量49774亿千瓦时，比上年增长5.22%。2013年是我国水电取得显著成就的一年，2013年我国水电新增投产装机2993万千瓦，创造了历史新高；锦屏一级、鲁地拉、龙开口、沙沱、亭子口等一批大型水电站投产发电；世界第三大水电站溪洛渡水电站一年投产12台机组、装机924万千瓦；拥有世界最高拱坝称号的锦屏一级水电站305米高混凝土双曲拱坝全线浇筑到顶，对引领世界水电科技进步和发展具有里程碑意义。2013年底，我国小水电装机已达6800多万千瓦，年发电量2000多亿千瓦时，为全面推进农村经济社会发展和新农村建设发挥了重要作用。作为我国能源结构调整的的第一主力，国家对水电的政策支持是一贯的。2014年水电的发展可谓是跌宕起伏，波澜不惊。在国家政策方面。既有电价形成机制的改革，也有税收上的优惠，还有环保部门生态优先的要求。在市场方面，一方面我国新建的水电大量投产，但同时却遭遇到了经济增长减速，能消纳的市场有限的新难题。总之，我国的水电发展可谓是任重而道远。1.2.2国外发展现状世界上有24个国家依靠水电为其提供90%以上的能源，如巴西、挪威等国；有55个国家依靠水电为其提供50%以上的能源，包括加拿大、瑞士、瑞典等国；有62个国家依靠水电为其提供40%以上的能源，包括南美的大部分国家。全世界大坝的发电量占所有发电量总和的19%，水电总装机容量为728.49GW。发达国家水电的平均开发度已在60%以上。世界各国水能开发情况：美国水电装机容量居世界第一位；加拿大水电比重占全国总装机容量的一半以上；巴西水电装机容量居世界第四位；挪威能源消费中水电占一半。1.3研究的目的及其意义我国虽然水资源丰富，在世界各国中居第一位，但目前我国水能利用率却较低，水力发电前景广阔，在未来，随着能源结构的调整，水能作为一种清洁、高效的可再生新能源，取之不尽，用之不竭，发展水力发电显得尤为重要而紧迫。随着我国经济的不断发展，我国在水力发电这一方面的发展面临着新的挑战。水能资源是一种可再生能源，水力发电是借助水能资源，然后采取相关的措施对其进行利用，转化为电能的一种新兴方式，这一种发电方式具有无污染、可再生、成本低及运行的稳定性、可靠性、安全性的优势。随着矿物燃料的日渐减少，水能是非常重要且前景广阔的替代资源。2 水利发电的利弊分析2.1水利发电的优点水力发电是再生能源，对环境冲击较小，发电效率高达90%以上，发电成本低，发电起动快，数分钟内可以完成发电，调节容易，单位输出电力之成本最低。除可提供廉价电力外，还有下列之优点：控制洪水泛滥、提供灌溉用水、改善河流航运，有关工程同时改善该地区的交通、电力供应和经济，特别可以发展旅游业及水产养殖。一、发电成本低。水力发电只是利用水流所携带的能量，无需再消耗其他动力资源。而且上一级电站使用过的水流仍可为下一级电站利用。另外，由于水电站的设备比较简单，其检修、维护费用也较同容量的火电厂低得多。如计及燃料消耗在内，火电厂的年运行费用约为同容量水电站的10倍至15倍。因此水力发电的成本较低，可以提供廉价的电能。二、高效而灵活。水力发电主要动力设备的水轮发电机组，不仅效率较高而且启动、操作灵活。它可以在几分钟内从静止状态迅速启动投入运行;在几秒钟内完成增减负荷的任务,适应电力负荷变化的需要,而且不会造成能源损失。因此，利用水电承担电力系统的调峰、调频、负荷备用和事故备用等任务，可以提高整个系统的经济效益。三、工程效益的综合性。由于筑坝拦水形成了水面辽阔的人工湖泊，控制了水流，因此兴建水电站一般都兼有防洪、灌溉、航运、给水以及旅游等多种效益。我国待开发的水电资源不仅数量庞大，而且具有明显的天然优势。主要表现在：其一，开发水电往往就是发展水利事业，从而在带来巨大经济效益的同时，也带来巨大的社会效益和生态效益。迄今为止，我国建设的大中型水电工程都是兼具防洪、灌溉、供水、航运、养殖等多重效益的水利枢纽，这些工程在防汛抗旱减灾、优化水资源配置格局、保障粮食安全和改善生态环境等方面，发挥了不可替代的作用。其二，我国尚未开发的大中型水电资源基本上集中在西南地区。 这些水电大多具有水量丰沛、落差巨大、单机容量很大、单位投资较低、移民数量很少登特点，具有很好的技术条件和比较优势，容易实行大规模开发和梯级开发；只要合理规划、有取有舍、科学运用，完全可以取得超出已开发水电的综合效益。如果把这些水电可发出来，必将有利于改善我国的电力结构和能源结构，有利于改善西南地区的生态环境，有利于推进西部大开发战略，有利于促进少数民族的文化繁荣。其三，我国尚未开发的小微型水电资源遍布于广大的农村。实践证明，合理开发小微型水电资源，能够解决农村和山区的用电问题，把广大农民带入电气化时代；能够保障特殊自然灾害情况下偏远地区的应急供电；能够大幅度改善农民的生产生活条件；能够使农民改变依靠砍伐树木来满足能源需求的习惯做法，从而促进节能减排、保护生态环境。2.2水利发电的缺点2.2.1水利发电的限制因素较多因地形、水利资源等的限制无法建造太大的容量，单机容量大概为300MW；水利发电虽然厂用设备投资不高，但是在建厂初期，要开山筑坝，安顿大量移民工作，因此，它的建厂初期投资费用较高；水利发电站一旦建成，由于地形、水电资源、技术等方面的因素很难对其进行扩建。此外电力工业垄断体制的阻碍。我国水利和电力分别由水利部和电力部主管，而目前的情况和发展趋势，水电资源的优先利用无法得到保证，大量的水电资源被浪费。水电上网电价低廉，水电站发展受限。开放电力市场，打破垄断的电力工业体制，是解决水电问题的根本途径。还应对水电上网电价进行改革，将“还本付息电价”这种单一电量电价结构改为两部制电量电价的分时电价结构；还有就是存在错综复杂的依赖关系。我国长期以火电为主，火电煤矿与火电厂唇齿相依。如果用水电代替火电，面临困境的不仅是火电厂，更多的是为其供给能源的煤矿。部门或单位受经济利益的驱动，形成了保火电，轻水电的局面，这样就造成了大量的水电资源被白白浪费，弃损电量大大高于实际上网电量的现象也是屡见不鲜。2.2.2水利发电所带来的环境影响自然方面：巨大的水库可能引起地表的活动，甚至诱发地震。此外，还会引起流域水文上的改变，如下游水位降低或来自上游的泥沙减少等。水库建成后，由于蒸发量大，气候凉爽且较稳定，降雨量减少。生物方面：对陆生动物而言，水库建成后，可能会造成大量的野生动植物被淹没死亡，甚至全部灭绝.对水生动物而言，水库建成后，由于上游生态环境的改变，会使鱼类受到影响，导致灭绝或种群数量减少。同时，由于上游水域面积的扩大，使某些生物（如钉螺）的栖息地点增加，为一些地区性疾病（如血吸虫病）的蔓延创造了条件.物理化学性质方面：流入和流出水库的水在颜色和气味等物理化学性质方面发生改变，而且水库中各层水的密度、温度、甚至溶解度等有所不同。深层水的水温低，而且沉积库底的有机物不能充分氧化处于厌氧分解，水体的二氧化碳含量明显增加。3 水利发电目前存在的问题及其解决方案3.1水利发电存在的问题我国的水电事业在建国以后有了长足的发展，但还存在很多问题。例如二滩水电站是四川省建国以来投资最密集、工程最大、技术难度最高的建设项目，但是一投产就面临着资源的巨大浪费和企业的巨额亏损这样的尴尬境地。这种情况在我国的水电站中普遍存在。究其原因，主要有以下几点。首先，在管理体制上，高度垄断的电力工业体制阻碍了水电的发展。我国水利部和电力部分别管理水利和电力，而水力发电是水利和电力的综合工程，但是电力部及其下属电力局的整个生产和调度系统的人员却都来自火电系统，电力行业从本质上说还是高度垄断行业，单一企业全面控制着电力调度、电量分配、电力销售、电费结算等权力。同时电力市场在电力相对过剩时期水电、火电间的矛盾十分尖锐，在我国目前的情况下，优先利用水电资源无法得到保证，大量的水电资源被白白浪费。而且水电上网电价普遍偏低，水电站的状况可想而知。开放电力市场，打破垄断的电力工业体制，是解决水电问题的根本途径。同时，可对水电上网电价进行改革，将“还本付息电价”这种单一电量电价结构改为两部制电量电价的分时电价结构。其次，在目前经济利益上，火电生产的多少，与各大小煤矿的经济效益直接相关。我国长期以火电为主，各火电厂长期以来与各自的煤矿建立了固定关系，如果用水电代替火电，不仅火电厂将面临压力，煤矿也会面临很大的压力，造成火电厂和煤矿两方面的经济困境。因此，部门或单位受经济利益的驱动，形成了“保火电，轻水电”的局面，这样就造成了大量的水电资源被白白浪费，甚至弃损电量大大高于实际上网电量。最后，在技术上，由于水电的调峰或甩负荷相当容易，甚至几分钟即可完成大型水电机组的起动、并网发电或停车，而同级容量的火电机组则可能需要几十个小时完成起动或停车。因此在大电网调度上，往往用水电机组做调峰或备用机组，在水量充足时以泄洪代发电，却不重视其在常规时期的发电应用，造成水电的巨大浪费。总之，我国水电事业面临的问题归根结蒂是人们在思想上还没有认识到发展水电的必要性和紧迫性，往往因为水电客观上存在一次性投资大、建设周期长、建成初期回报少的特点，就只顾及眼前的经济利益，从而给水电的发展造成了多重客观阻力。因此，我们应该大力宣传在我国发展水电所具有的重大意义，改变人们对水电的观念，从本质上扫除各种障碍。3.2解决方案（1） 水利开发前做好生态规划当前社会以环保为重要发展要求，因此在水利发电过程中也要贯彻环保理念，水利工程开发前要进行全面合理的规划，加强对生态保护的认识、重视和实施力度，对周边环境进行详细的勘察，将工程实施对当地的生态环境破坏程度降到最小。另外在移民问题上，相关部门需要加大人力和物力，提高实施过程的效率。很多居民都不愿搬离自己的家乡，交涉过程可能会出现很多问题，相关人员需要加强与居民的交流，及时告知居民搬迁的原因及水利工程可能带来的影响，从安全的角度进行协商，充分考虑民众的利益，及时了解居民的需求和相关问题，为居民寻找较为满意的搬迁住所，并给予相应的经济补助。（二）加大对大型水电站的开发利用目前，我国的水电站数量已经初具规模，但其利用率却还远远没达到标准。因此，当前水利部门在发展过程中应该加大对水电站的利用，适当减少对水电站的建设，减少投资风险。我国东部沿海地区经济发展较快，对电力的需求也较大，因此常常需要进行电网调峰才能满足需求。但由于东部地区缺少水利发电容量，因此调峰过程往往也无法进行，直接影响了东部沿海地区的整体用电情况，常带来极大的经济损失。因此，当前水利发电发展的重点是在内陆地区加大对已有水电站特别是大型水电站的开发利用，并在东部沿海地区建立一批发电站，以达到供需平衡。（三）开放电力市场市场经济体制下，要想使水电资源得到更大的利用，是水电的收益获得更大的进步，将其环保的优势发挥到最大，就必须加大对电力市场的开放，打破原有的电力工业垄断。并加强对水电上网电费价格的改革，使水利发电成本低廉的优势以实际电价的形式表现出来，增强水利发电的竞争力，获得更大的收益，促进水利发电的长久持续发展4 水利发电的开发应用前景随着改革的深化和国民经济的发展，我国的电力市场形势发生了根本的变化，由过去电量和容量“双缺”演变为电量相对过剩和调峰容量严重不足，这给水电的发展带来了良好的机遇。在一些水力资源比较丰富而开发程度较低的国家（包括中国），今后在电力建设中将因地制宜地优先发展水电。在水力资源开发利用程度已较高或水力资源贫乏的国家和地区，已有水电站的扩建和改造势在必行，配合核电站建设所兴建的抽水蓄能电站将会增多。在中国除了有重点地建设大型骨干电站外，中、小型水电站由于建设周期短、见效快、对环境影响小，将会进一步受到重视。随着电价体制的改革，当可更恰当地体现和评价水力发电的经济效益，有利于吸收投资，加快水电建设。在水电建设前期工作中，新型勘测技术如遥感、遥测、物探以及计算机、计算机辅助设计等将获得发展和普及；对洪水、泥沙、水库移民、环境保护等问题将进行更为妥善的处理；水电站的自动化、远动化等也将进一步完善推广；发展远距离、超高压、超导材料等输电技术，将有利于加速中国西部丰富的水力资源开发，并向东部沿海地区送电。随着国家节能减排真诚的实施，能源替代型减排成了中国的切实选择，水电成为可再生能源的首选，现阶段具有成本优势的水电企业将进入高速发展的快车道。因此，国内优秀的水力发电企业越来越重视对产业市场的研究，特别是对行业发展环境和产业购买者的深入研究。也正因为如此，一大批国内优秀的水力发电企业迅速崛起逐渐成为中国水力发电行业中的翘楚。 现在和将来一段时间，我国的水电应该优先并主要开发调节性能好的水电站，并从全电力行业和社会经济发展的角度综合考虑和研究水电开发强度，避免出现浪费；合理评价抽水蓄能电站的经济效益，充分认识抽水蓄能电站的填谷、调峰、调频、调相、事故备用等作用的重要意义，协调发展中、东部地区的抽水蓄能电站；进一步加强水电“流域、梯级、滚动、综合”开发方式的研究；更加注重生态问题。5 结论首先，我国有大规模利用水能资源的条件和必要性。我国水能资源丰富，不论是水能资源蕴藏量，还是可能开发的水能资源，在世界各国中均居第一位。但是目前我国水能的利用率仅为13，水力发电前景广阔。随着我国经济的快速增长，能源消耗总量也大幅度增长，煤炭、石油和天然气这些常规能源的消耗量越来越大，甚至需要依靠进口。在这样的情势下，发展新能源就显得特别重要而紧迫。而水能就是一种可再生的新能源，它取之不尽用之不竭。其次，发展水电也是环境保护的需要。常规发电方式，煤的燃烧过程中排放出大量的有害物质使大气环境受到严重污染，引发酸雨和“温室效应”等多方面的环境问题。而核能发电有很大的潜在危险性，一旦泄漏造成污染，对环境的破坏作用是不可估量的。水力发电不排放有害的气体、烟尘和灰渣，又没有核辐射污染，是一种清洁的电力生产，具有明显的优势。再次，水力发电经过一个多世纪的发展，其工程建设技术、水轮发电机组制造技术和输电技术于完善，单机容量也不断增大。并且水力发电成本低廉，运行的可靠性高，故其发展极为迅速。后记时光荏苒，转眼间到了毕业季，当我论文接近尾声的时候，才真正的感觉到时光的短暂。突然感觉到对我学习、成长一直默默付出的各位老师的不舍。回忆我的求学路程，不禁心潮澎湃，心中感激之情难以言表。首先，感谢我的老师们，两年来老师对我们谆谆教诲和无私帮助，让我终身难忘。老师们博学多才，精益求精的科研精神，让我永远铭记在心。本论文是在石北秦老师的无限关怀和悉心指导下完成的。在整个论文的撰写期间，还得到了朝阳广播电视大学的各位老师大力帮助和支持，正是他们的热心帮助与无私奉献，才使得论文得以顺利完成，在此对所有老师们表示衷心感谢！在此还要感谢百忙之中评审论文的评审老师，谢谢你们批评指正！其次，还要特别感谢我的父母和爱人，在精神上给予鼓励才使我能够顺利完成学业。同时，还要感谢和我一起学习的同学和一直陪在我身边默默支持我的朋友们，谢谢你们的关心、信任和支持。最