（水利水电工程专业论文）黄河上游梯级水电效益分析及增强竞争力实践研究.pdf

摘要 黄河上游梯级水电效益分析及 增强竞争力实践研究 学科：水利水电工程 导确踢爱详教授 j 棒教授级高工 作者：李麦：2 答辩日期：2 0 0 2 3 教授 摘要 本文针对黄河上游水电开发的机遇与问题，采用定性与定量相结合的方法，全面 分析黄河上游梯级水电开发的效益、区域联网及水电开发企业竞争力的增强等问题。 论文取得的主要成果如下： ( i ) 黄河上游梯级水电开发优势明显，但存在体制上、管理上和政策上的问题。 这里，既有长期的粗放型电力增长方式使水电建设举步维艰的问题，还有水电开工规 模严重不足，发展势头减缓的困境，既有前期工作滞后影响与制约了水电发展内部 因素，又有优先发展水电政策没有落到实处。现行政策制约着水电发展的外部原因。 ( 2 ) 黄河上游水电的效益没有公平公正的反映。通过本文的计算与论证，得出 黄河上游水电按影子价格计算结果是接实际计算结果的1 5 0 左右，因此得出黄河上 游水电的效益没有公平公正的反映的结论。如果在计入水电开发的容量效益、社会效 益等，则水电的效益更大，因而水电开发有明显的优势。 ( ： ) 谣北水电参与“西电东送”具有可行性。通过分析黄河上游水电和西北电 力市场的需求分析，指出西北水电发展潜力巨大其有阳区外送电的能力：f _ j 时西：f e 电网与华北电网互补性强华北电网在今后具有引进西北水电的需求和市场，从而得 出西北与华北联网是切实可行的。 ( 4 ) 黄河上游梯级水电开发需要在市场经济中增强竞争力、文中分析了黄河上 游梯级水电开发现状分析得出黄河一卜游梯级水电在区域联嗣中是其有竞争力的：蚓 时结合流域的丌发管理馍式的分析指出了黄河上游水电滚动开发模式与经营策略 关键测：梯级水电滚动开发效益分析西电东送竞争力 a b s t r a c t e f f e c t 枷t l y s i sa n ds t u d yo np r o m o t i n g i t s c o m p e t i t i v e n e s so fc a s c a d eh y d r o p o w e rd e v e l o m 踟0 f t h eu p p e ry e l l o wr i v e r a u t h 。r ：上? 惝扩m 9 u 如r ： 蕊t r a c t p r o f e s s o r t h i sp a p e rd e a l sw i t ht h ep r o b l e m sa n dt h eo p p o r t u n i t i e so fc a s c a d eh y d r o p o w e r d e v e l o p m e n to ft h eu p p e ry e l l o wr i v e r q u a l i t a t i v em e t h o da n dq u a n t i t a t i v em e t h o di s a d o p t e d t o a n a l y z e t h ee f f e c to ft h ec a s c a d e h y d r o p o w e rd e v e l o p m e n t a n di t s i n t e r e o n n e c t i o np r o j e c to ft h eu p p e ry e l l o wr i v e ra n dh o wt op r o m o t ei t sc o m p e t i t i v e n e s s i sd i s c u s s e d f o u rc o n c l u s i o n sa r ep u tf o r w a r df r o mt h i sp a p e ra n da r el i s ta sf o l l o w f i r s t l y ，t h ep r o j e e t so nt h eu p p e ry e l l o wr i v e rf r o ml o n g y a n g x i at oq i n g t o n g x i a h a v ee x c e l l e n tn a t u r a la n dc o n s t r u c t i o nc o n d i t i o n sa sw e l la sa d v a n t a g e si ns u c c e s s i v e c a s c a d ed e v e l o p m e n t ，i n c l u d i n gs u p e r i o rr e g u l a t i o np e r f o r m a n c e ，l e s si n u n d a t i o nl o s sa n d r e s e t t l e m e n ta n ds u p e r i o rt e c h n i c a le c o n o m i ci n d e x e s b u ta si t sp r o b l e m sa r ec o n c e m e d ，i t s h o u l df a c et h ec h a l l e n g e ss u c ha sr e g i m e ，m a n a g e m e n ta n dm o s t l yp o l i c y s e c o n d l y ，t h ee f f e c to fh y d r o p o w e ro ft h eu p p e ry e l l o wr i v e ri sn o tr e f l e c t e df a i r l y s oi t sw h o l ee f f e c ti sc a l c u l a t e da c c o r d i n gt ot h es h a d o wp r i c e a n dt h er e s u l ti st h a tt h e w h o l ee f f e c ti sa l m o s to n ea n dah a l ft i m e sl a r g et h a nt h ee f f e c t ，w h i c ht h ee f f e c to ft h e a m o u n to f g e n e r a t i o ni sc a l c u l a t e d t h i r d l y ，t h ef e a s i b i l i t y o fp o w e rt r a n s m i s s i o nf r o m w e s tt oe a s ti s a p p r o v e d d e v e l o p m e n to fh y d r o p o w e rr e s o u r c e so nt h er e a c h e sf r o ml o n g y a n g x i at oq i n g t o n g x i a n o to n l yc a nm e e tt h ei n c r e a s i n gd e m a n di nt h en o r t h w e s tp o w e rn e t w o r kb u ta l s oi so n eo f t h em a j o rm e a s u r e sf o ro v e r c o m i n gt h ep e a k i n gd i f f i c u i t yi nn o a hc h i n ap o w e rn e t w o r k i n t e r c o n n e c t i o no ft h en o r t h w e s ta n dn o r t hp o w e rn e t w o r k sh a st h eb e n e f i t so fp e a k i n g ， s t a g g e r i n gp e a k sa n dr e d u c i n gr e s e r v ec a p a c i t y l a s t l y ，t h ec o m p e t i t i v e n e s so fc a s c a d eh y d r o p o w e rd e v e l o p m e n to ft h eu p p e ry e l l o w r i v e rs h o u l dp r o m o t ea st h em a r k e te c o n o m yn e e d e d i t se x i s t i n gc o n d i t i o ni sa n a l y z e da n d i t sc o m p e t i t i v e n e s si ss t a t e d b a s e do nt h ea n a l y s i so f t h em o d e lo f m a n a g e m e n tw a t e r s h e d ， t h es t r a t e g yo f r o l l i n g d e v e l o pt h eh y d r o p o w e ri si n s t r u c t e d k e yw o r d s ：c a s c a d eh y d r o p o w e r ；r o l1i n g d e v e l o pt h eh y d r o p o w e r ；e f f e c ta n a l y s i s ； p o w e rt r a n s m i s s i o nf r o mw e s tt oe a s t ；c o m p e t i t i v e n e s s 2 1 绪论 1 绪论 1 1 研究的目的和重要性 我国是世界上水能资源最丰富的国家之一。全国水能资源的理论蕴 藏量为6 7 6 亿k w ，可开发容量3 7 8 亿k w ，可开发容量的年发电量达 1 9 2 万亿k w h ，均居世界首位。到2 0 0 0 年底，全国水电装机容量达到 7 9 3 5 万k w ，占全国总装机容量( 3 ，1 6 亿k w ) 的2 5 1 ；水电年发电 量2 4 0 0 亿k w h ，占全国总的年发电量( 1 3 5 0 0 亿k w h ) 的1 7 7 8 。 虽然我国水电建设已取得了巨大的成就，但与全国可开发水电资源相比， 其水能资源开发程度仍然偏低。据统计数据，截止1 9 9 9 年底，我国己建 和在建水电总量占可开发量的2 6 2 ，开发程度远远低于发达国家的平 均水平( 7 0 ) 。 大量研究成果表明，从国家角度来评价，很多水电项目的国民经济 效益巨大、建设可行。如西部水电，即使考虑了长距离输变电成本在内， 建设大型调节性能好的水电项目，其经济性仍然优于在东部建设火电项 目。然而，从企业角度进行财务评价时，结果却往往不尽人意，进而导 致了水电开发缓慢，特别是对大型、调节性能好的电源点影响更大。 究其原因，主要有二。一是现行政策中未真实体现水电开发的效益， 水电开发效益除发电效益外，还有较大的综合利用效益、显著的社会效 益及运行方面较大的动态效益等，而我国目前与水电开发相关的国家财 政、税收、投资、金融、价格等方面未给予扶持政策；二是水电开发未 纳入真正的市场机制，从建设到运行，都存在影响其市场竞争力的问题。 因而，水电的发展必然受到了一定的影响。 1 9 9 9 年底党中央经济工作会议提出：“加快中西部地区发展，最终 实现共同富裕，实施西部大开发”的长期发展战略；之后朱总理在九届 西安理工大学工程硕士学位论文 全国人大三次会议上又提出“做好西电东送这篇大文章”，“西部大 开发重中之重即是加快基础设施建设”；在今年召开的全国政协九届三次 会议上，有威望的水电前辈提出“积极开发我国水电，实施西电东送 是开发西部，加快全国联网，实现全国电力优化配置的一项战略性举措”。 电力工程是重要的基础设施，而水电资源是西部各省区的优势资源之一， 所以开发西部水电资源，实施“西电东送”必然成为西部大开发的重要 内容，而发展水电需先发展那些调节性能好、经济技术指标优越有利于 改善区域生态环境的大型水电工程。 水电工程一般都是一项庞大的综合工程，水电站不仅具有发电效益， 而且具有综合利用效益，它利用的是可再生无污染的清洁能源，从而具 有显著的环境正效益，符合可持续发展战略。水电站一般建设在山区， 开发后可促进当地的社会经济发展，社会效益很大，符合西部大开发战 略。水电工程多具有防洪、灌溉、供水、航运等综合利用效益。然而， 水电建设在水库淹没、水土保持等方面也存在负效益。如何客观反映水 电正反两个方面的效益，是发展水电的关键所在。 鉴于以上认识，有必要客观、公正、公平地对水电进行综合效益分 析，重新认识和评价水电效益，以便为我国电力宏观发展战略提供科学 依据。本次研究以我国水电开发较早、社会效益和矛盾均比较突出的黄 河上游已建水电站为代表，分析已建水电站的各项综合效益。黄河上游 ( 龙羊峡一青铜峡) 梯级电站是我国规划建设的1 2 个水电基地之一，共 规划了2 5 个梯级电站工程，自五十年代以来，已陆续开发建设了龙羊峡、 李家峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、大峡、青铜峡7 座梯级水电工程， 担负着十分繁重的防洪、防凌、发电、向城乡工农业和生活供水等综合 任务，在社会经济发展中发挥了重要作用，其各种综合效益十分巨大。 然而，从目前现状看，水电的开发却仍然缓慢。所以需在水电综合效益 分析基础上，进一步分析其市场竞争力，对发展西部水电的支撑政策进 行研究，提出可行的结论及建议，为加快开发西部水电，促进水电工程 2 l 绪论 决策的民主化、科学化，提供科学依据。 本课题研究以黄河上游水电梯级滚动开发为目标，采用对实际调查 材料的宏观分析和定量计算相结合的方法，以符合国家西部大开发、战 略结构调整、可持续发展战略及能源安全的政策，符合“西电东送”、全 国联网的格局，以经济合理和电价有竞争力等为研究思路，研究分析西 部水电开发对社会经济发展的综合贡献和损失，研究分析西部水电在电 力市场的竞争力，争取得到较为全面的量化结果和综合评价结论。 1 2 国内外研究概况 1 2 1 国内水电发展与研究概况 我国水电自改革开放以来得到了很大的发展。经过近二十年的努力， 至1 9 9 7 年初步扭转了全国主要电网缺电的局面，大部分电网实现电力供 需基本平衡。根据我国的水电资源蕴藏量和分布情况以及经济发展的需 要，电力发展必须大力开发清洁、廉价、可再生的水电资源，实施“西 电东送”，从而实现能源资源与经济发展的优化配置。既有利于能源结构 的优化，又有利于改善电网运行条件，减少环境污染，也有利于改善我 国能源格局，促进我国能源的可持续开发利用，水电能源开发是我国电 力工业可持续发展的战略措施之一。 水电要在国家西部大开发中，在电力工业发展中，在电源结构调整中 应加快发展。国电公司成立后，采取了一系列有效措施，使水电开始走 出低谷。历史上水电比重最高的是1 9 8 4 年，为3 2 ，但自1 9 8 5 年开始 一路下滑，到1 9 9 8 年降至2 3 4 ，1 9 9 9 年开始恢复性增长，达到2 4 4 0 水电近期的发展目标确定为2 0 1 0 年水电比例达到3 0 左右比较合适。为 此，水电装机到2 0 1 0 年要力争达到1 5 5 亿k w 。这样在全国年均装机增 长5 时，水电比重能达到3 0 1 ，年均增长6 时，水电比重仍然可以 西安理工大学x _ 程硕4 r 学位论文 维持在2 7 4 。这个目标实现困难较大，水电装机至少也要达到i 4 5 亿 k w 以上，使水电的比重还能达到2 8 2 一2 5 6 ，电源结构调整才能略 见成效。如果只按1 2 5 亿k w 安排“十五”和“十一五”规划，水电的比重 就会下降到2 4 | 3 2 2 1 ，电源结构调整就不能实现。到2 0 0 0 年底水电 装机总容量为7 7 0 0 万k w 左右，加上各分公司、省公司提出的建设项目， 和水利系统计划建设的项目，总共可达1 5 亿k w 以上。 在水电效益计算方面，学者和水利电力工作者进行比较多的探索。如 将水电效益分为社会效益、电网效益和发电效益，其中发电效益的计算 原则和方法的讨论比较深入，提出了影子电价，同时根据资源有效分配 理论，水力发电的效益价值量可以采用间接计算的方法，即以最优等效 替代工程所需的年折算费用( 年折算投资与年运行费之和) 计算其效益 价值量，一般采用水电替代火电来计算其效益值。进一步，当水力发电 替代工程为火力发电工程时，将水力发电工程的效益分成两部分，一是 火电站的装机容量费用( 折算的年投资费用、输电费用和固定运行及维 修费用) 作为水电工程发电容量的效益；二是火电站的电量费用( 燃料 动力费、可变的运行和维修费用) 作为水电工程发电量的效益。可以通 过具体的参数选择和公式计算得到水电发电的效益。虽然在水电发电效 益的计算方面比较成熟，但是在水电效益尤其是社会效益的计算方面现 在还没有比较认可的方法，特别是对梯级补偿效益的研究比较缺乏。水 电社会效益中，象防洪、防凌、供水以及生态环境效益的计算比较复杂， 一般通过实际的情况加以定性的描述比较多。 在水电企业增强市场竞争力方面，经济学和社会学的学者进行了卓有 成效的研究，同时水电企业的管理者和政府管理部门也进行了不断的探 索，尤其是在国家电力改革、西部大开发和全国联网的实践和政策导向 下，这方面的研究和实践已经有了比较明确的结果。重点是如何结合具 体的实例，具体分析如何增强水电企业市场竞争力的问题。本文将结合 黄河上游的水电开发研究增强企业竞争力具体方法和理论。 4 1 绪论 1 2 2 国外研究概况 多数发达国家一般都优先开发水电，至7 0 年代末水电开发利用程度 已达6 0 ；8 0 年代以来，继续开发水电的潜力已不大，水能丌发利用程 度在5 0 * * 以上的国家有日本、泰国、 西班牙、瑞典、瑞士、法国、英国、 奥地利、保加利亚、意大利、挪威、 美国、法国等国家，其中法国、日 本和瑞士等国达9 0 以上。我国水电开发利用程度目前约2 0 ，与世界 发达国家相比差距很大，比世界平均水平还低很多，我国水能资源开发 利用的远景还十分广阔。 各国政府在水电建设管理体制、资金筹措和投资分摊、贷款及财税政 策等方面给予优惠政策支持，才使水电得以长足发展，下面以美国为例 加以说明。 美国大规模的水力资源开发和大型水利水电工程的规划、设计、施工 监督、运行管理、投资偿还等大多由垦务局、陆军工程师团、田纳西流 域管理局等机构负责。联邦水资源开发计划的项目，地方机构( 洲、市) 的分摊比例为：防洪工程2 5 5 0 ；水力发电工程1 0 0 ：城镇供水 工程1 0 0 ；农业供水工程3 5 ；旅游5 0 ；自来水厂5 0 ；改善鱼类和 野生动物生存环境工程2 5 。地方政府为了解决工程建设资金问题，重 视并提高对水资源工程用户的收费，向社会发行债券。 美国联邦政府规定分摊于防洪、航运、渔业、旅游、环境保护目标的 投资不偿还；分摊于发电、生活和工业供水目标的投资有息偿还，国家 投资应付的利息，由国家规定利率，该利率一般比市场利率低；分摊于 灌溉目标的投资无息或低息偿还。偿还年一般为5 0 年。此外，美国政府 还在贷款、利税方面给予了许多优惠。例如，田纳西流域管理局的经费， 自成立之日起至1 9 6 0 年主要是来自联邦政府拨款，1 9 5 9 年国会又通过法 案允许它发行公债，自筹资金，解决了建设大型水利水电工程所需的资 金来源问题：可以不向联邦政府上缴利润，纳税很少，实行以电养电政 西安理工大学工程硕士学位论文 策。 就国际环境而言，虽然全球水电资源的蕴藏量十分可观，而且国际大 环境也为水电开发创造厂一系列的机遇和条件，但水电事业的发展仍面 临着种种挑战。这些挑战主要来自于环境保护和经济性两个方面。各种 发电方式的经济竞争性及能源地位和环境立法等都对水电资源的开发量 有很大的影响。在7 0 年代，因石油危机对全球能源供应的冲击，水电 建设在世界上十分活跃。之后，由于公众对热力发电所产生的温室效应 的深入认识，又进一步促进了包括水电在内的可再生能源的发展，为水 电发展注入了新的活力。但是，近些年来，随着竞争性电力市场的出现， 以及电力生产结构的重组，给水电的持续发展设置了新的障碍，使水电 建设处在举步维艰的境地。同时，近年来世界上所颁布的一些新的环境 管理条例，有的有利于水电事业的发展，而有些条例则降低了水电的经 济竞争力。目前，全球反对大型水电站建设的呼声有增无减。世界银行 按其环境评估等级也仅把水电视为一种“可以进行可持续开发的能源”。 此外，新的石油及天然气资源不断被发现，而且开发利用范围也在日益 扩大。 所有这些因素都给水电资源的开发者及决策者们在决定其投资战略 及行动时出了一些难题，使一些大中型水电项目上马困难，这在一些西 方国家里尤为突出。由此看来，要大力发展水电，在目前的国际大环境 中还面临着重重难关，各国水电开发的客观形势有别，这就需要水电开 发者和决策者继续深入研究，探索新的开发模式，使水电建设朝着适应 环境要求、为民众谋福利的方向发展。 1 3 研究内容 本文总体的思路是在分析黄河上游梯级水电丌发实际，通过计算分 析其水电总体效益，对比研究其经营现状，分析由于水电真实效益未能 6 1 绪论 体现的原因；结合西电东送、全国联网分析黄河上游水电的机遇与挑战， 探讨新形势下增强水电企业竞争力的策略和政策建议，为黄河上游水电 发展进行理论探索。 本文研究的主要内容如下： l 、黄河上游梯级水电滚动开发现状分析 2 、 黄河上游已建水电站效益分析 3 、 国内电力市场发展现状分析 4 、 “西电东送”、联网的综合效益分析 5 、 黄河上游梯级电站市场竞争力分析 6 、 黄河上游水电滚动开发经营管理研究及政府支撑政策初探 1 4 研究方法与技术路线 1 4 1 研究方法 ( 1 ) 通过对有关地区和行业的实际调查材料的分析研究，定性与定 量相结合分析黄河上游已建水电站效益，及对社会经济的作用和影响； ( 2 ) 黄河上游已建电站历年发电效益、容量效益计算及其设计与实 际对比分析； ( 3 ) “西电东送”、联网综合效益分析 ( 4 ) 黄河上游梯级电站上网电价、过网费、下网电价计算及其竞 争力分析； ( 5 ) 黄河上游水电滚动开发经营管理研究及政府支撑政策初探。 1 4 2 技术路线 ( 1 ) 大量收集已有的相关材料，进行分类、估算、预测、分析； ( 2 ) 在导师的指导下，进行潜心研究，准确界定边界条件，突破技 7 西安理工大学工程硕士学位论文 术难点； ( 3 ) 通过科学合理的分析计算，结合黄河上游水电开发特点，本着 “流域、梯级、滚动、综合”开发方针，结合西部大开发和“西电东送” 的战略形势，提出黄河上游水电滚动开发经营管理策略及需政府扶持的 支撑政策。 技术路线的结构框图如图1 1 。 4 5 - 6 8 2 3 2 黄河上游梯级水电滚动开发现状 2 黄河上游梯级水电滚动开发现状 2 1 黄河上游流域概况 黄河发源于青海省巴颜喀拉山北麓，流经青海、四川、甘肃、宁 夏、内蒙、陕西、山西、河南、山东等九省( 区) ，于山东垦利注入渤 海，全长5 4 6 4 k m ，流域面积7 9 5 万k m 2 ，是我国第二大河流。黄河水 系水能资源蕴藏量为3 0 0 0 2 万k w ，可开发水能资源为2 2 0 2 9 3 万k w 。 黄河分为上、中、下游3 个河段，从发源地至托克托为上游段，托克 托至花园口为中游段，花园口至入海口为下游段。黄河水量主要来自 上游段，约占全河的6 0 ；泥沙来自中游段，约占全河8 0 ；而洪水 危害主要发生在下游段。 黄河上游龙羊峡至青铜峡河段( 以下简称龙青段) 为黄河上游 段的中下段。青铜峡以上流域面积占全流域的3 7 9 ，水量占全河的 5 8 9 ，多年平均输沙量占全河的1 4 9 。龙青段位于我国西北高原， 流经青海、甘肃、宁夏3 省( 区) ，水力资源丰富，开发条件优越，调 节性能好、电能质量高，是全国水电“富矿”之一。河段全长1 0 2 3 k m ， 青铜峡断面控制流域面积2 7 5 万k m 2 ，龙青段区间面积1 4 _ 3 6 万k m 2 ， 天然水面总落差1 4 6 5 m ，水能资源理论蕴藏量1 1 3 3 万k w ，年发电量 9 9 2 5 亿k w h 。 2 2 梯级规划方案 全河段规划建设大中型水电站2 5 座，( 黑山峡河段一级或二级开 发，本文暂以二级开发为代表方案) ，共利用最大水头1 2 5 9 7 5 m ，占该 河段总落差的8 6 ，规划装机容量18 2 4 3 8 万k w ，年发电量5 9 7 5 3 亿k w h 。目前龙青河段已建成大中型水电站7 座，即龙羊峡、李家 西安理工大学工程硕士学位论文 峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、大峡、青铜峡，总装机容量为5 8 8 万 k w ，占规划容量的3 5 3 ，主要送电方向是西北电网。在建的有尼那、 公伯峡、小峡、沙坡头4 座水电站，“十五”期间可投产。该河段规划 的还有拉西瓦( 3 7 2 万k w ) 、积石峡( 1 0 0 万k w ) 、黑山峡( 小观音 加大柳树低坝或高坝) 3 座百万千瓦级大型梯级电站及1 1 座中型电站 有待开发。黄河上游现已形成了以龙羊峡为“龙头”水库，梯级水电 站联合运行的格局，承担着向陕、甘、青、宁电网供电以及防洪、防 凌、灌溉、供水等综合利用任务。自1 9 6 0 年青铜峡水库开始发挥灌溉 效益，1 9 6 1 年1 1 月盐锅峡水电站首台机组投产发电以来4 0 年，黄河 上游梯级水电站已发挥了巨大的发电、综合利用和社会效益，为促进 西北地区国民经济发展、提高人民生活水平作出了巨大贡献。 黄河干流龙羊峡至青铜峡河段梯级布置示意图和梯级纵剖面图， 见图2 - 1 、图2 - 2 。 图2 - 1 黄河龙羊峡至青铜峡河段梯级布置示意图 图2 - 2 黄河干流龙羊峡至青铜峡河段梯级纵面图 1 0 f 口一 量萎量曼曼量曼室 墨 室量室鸯 至 t 毒襄客h 8 磊 o o i i 暑兰一 圃陶幂蠢纂邃象誊暴墩时擎朴r察中象救n式宙 -)娶鼍寰缸 2 黄河上游梯级水电滚动开发现状 2 3 黄河上游已建和在建水电站基本情况 黄河水系水能资源蕴藏量为3 0 0 0 2 万k w ，可开发水能资源为 2 2 0 2 9 3 万k w ，其中黄河上游龙羊峡至青铜峡河段水力资源丰富，开发 条件优越，是我国著名的水电“富矿”，已被国家列为重点开发的水电 基地之一，河段全长9 1 8 公里，落差1 3 2 4 米，规划建设大中型水电站 2 5 座，总装机容量1 6 6 5 万k w ，年发电量5 9 1 亿k w h 。目前已建成的 电站有龙羊峡、李家峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡、大峡和青铜峡7 座，公伯峡水电站正在建设，尼那电站国家已批准即将建设。 龙羊峡水电站是黄河干流第一梯级，位于青海省共和、贵南县交 界处，被称为黄河上游龙羊峡至青铜峡河段的第一个梯级“龙头”水 电站。坝址控制流域面积1 3 1 4 2 0 平方公里，多年平均流量6 5 0 m 3 s ， 平均年输沙量2 4 9 0 m t 。水库库容2 4 7 亿m 3 ，调节库容1 9 3 5 亿m 3 ， 具有多年调节性能。电站装机容量1 2 8 ( 4 3 2 ) 万k w ，设计年发电量 5 9 4 亿k w h ，1 9 8 9 年4 月4 台机级全部投产发电，是西北电网的第一 调峰、调频电厂，截止到1 9 9 9 年底累计发电5 0 7 0 3 亿k w h 。 李家峡水电站1 9 8 8 年正式开工建设，装机容量为2 0 0 ( 5 4 0 ) 万 k w 。一期工程装机容量1 6 0 ( 4 x 4 0 ) 万k w ，设计年发电量5 8 3 亿k w h ， 1 9 9 9 年月1 2 月4 台机级全部投产发电，李家峡水电站位于青海省境内， 右岸为尖扎县，左岸为化隆县，坝址控制流域面积1 3 6 7 4 7 平方公里， 枢纽主要任务是发电，正常蓄水位2 1 8 0 m ，水库总库容1 6 5 0 m m 3 ，有 效库容5 8 m m 3 ，为日调节水库，该工程是我国第一座采用双排机厂房 布置的水电站，厂房上游布置两台机组，下游布置三台机组。 刘家峡水电站位于甘肃省永靖县境内，距兰州市约1 0 0 k m ，坝址 控制流域面积1 8 1 7 6 6 k m 2 ，水库设计正常蓄水位1 7 3 5 m ，相应库容5 7 亿m 3 ，设计死水位1 6 9 4 m ，相应死库容1 5 5 5 7 亿m 3 ，正常运行死水 位1 6 9 4 m ，具有不完全年调节性能，竣工验收鉴定的装机容量为1 1 6 k w ， 西安理工大学工程硕士学位论文 经过增容改造和扩机，装机容量为1 3 5 万k w ，设计多年平均发电量为 5 5 8 0 亿k w h 。电站以发电为主，兼顾防洪、灌溉、防凌任务。 盐锅峡水库设计正常蓄水位1 6 1 9 m ，可进行日调节，电站装机八 台，总装机容量3 5 2 万k w ，目前电站已经完成了扩机及增容改造工作， 总装机容量4 4 6 万k w 。年设计发电量为2 l6 5 亿k w h 。 八盘峡电站正常蓄水位1 5 7 8 m ，是一座日调节电站，设计装机容 量1 8 万k w ，目前正在进行扩机一期工程，扩机一台机组为3 6 万k w ， 年设计发电量为9 5 0 亿k w h 。 大峡电站正常蓄水位1 4 8 0 m ，相应库容0 9 亿m 3 ，调节库容仅0 5 5 亿m 3 ，具有日调节能力。设计装机容量3 0 万k w ，年设计发电量为1 5 8 5 亿k w h 。电站于1 9 9 6 年底投产发电。 青铜峡水电站是一座以灌溉为主的综合利用水利枢纽，水库设计 正常蓄水位1 1 5 6 m ，相应库容5 6 5 亿m 3 ，可进行日、周调节，目前可 调节库容约8 6 2 万m 3 ，只能进行日调节。电站设计装机容量2 7 _ 2 万 k w ，目前，已扩机增加到3 0 2 万k w 。年设计发电量为1 0 4 0 亿k w h 。 公伯峡水电站是龙羊峡至青铜峡河段的第四座大型梯级电站，位 于青海省循化、化隆两县交界处的黄河干流上，距西宁直线距离9 5 k m ， 距上游李家峡水电站7 6 k m ，水库正常蓄水位2 0 0 5 m ，总库容6 2 0 m m 3 ， 为日调节水库，装机容量为1 5 0 ( 5 3 0 ) 万k w ，年设计发电量为5 1 4 亿k w h 。枢纽主要任务以发电为主，兼顾灌溉及供水，坝址控制流域 面积1 4 3 6 1 9 平方公里。 尼那水电站是黄河上游龙青河段梯级开发的第三个电站。位于青 海省海南州贵德县境内的黄河干流上，尼那电站主要任务是发电，兼 可改善下游3 5 万亩耕地的灌溉条件。总装机容量1 6 万千瓦，年均发 电量7 6 3 亿千瓦时。电站枢纽主要由左岸均质大坝、左岸泄水闸、泄 水底孔、河床厂房坝段、右岸挡水坝段及开关站等建筑物组成。水库 总容量2 6 2 0 万立方米。电站规模适中，库区淹没损失少，被誉为青海 2 黄河上游梯级水电滚动开发现状 省最具建设条件的中型电源点，已立项建设。 黄河上游已建成及规划的2 5 座水电站的主要设计参数和特性指标 见表2 1 ，其中特性指标为原设计值。 表2 - 1 各水电站主要参数和特性指标表 正常 设计 电站 水库总调节库 装机 保证m 年发电 蓄水 库容亿容亿 调节 容量量亿 建设 位 性能 力万k w 名称m 3m 3万k wk w h 情况 m 龙羊峡2 6 0 02 4 71 9 3 5 多年 1 2 85 89 85 94 2 已建 拉西瓦 2 4 5 2】05 61 5 0 日3 7 29 5 8 81 0 2 3 3初设 尼那2 2 3 5 5 0 2 6 0 0 9目1 67 4 77 6 3初设 山坪2 2 1 951 2 40 0 6日1 66 4 l6 6 i 规划 李家峡 2 1 8 01 6 0 00 5 8 日 2 0 05 81 05 9 0 0 己建 直岗拉卡 2 0 5 00 1 50 0 3 日1 9 26 97 0 1可研 康扬2 0 3 30 2 8 80 0 5 日 2 8 49 3 69 9 2 可研 公伯峡2 0 0 562 00 7 5日1 5 04 92 05 1 4 0 初设 苏只 1 9 0 002 5 0 0 2日2 l7 9 281 3规划 黄丰1 8 8 207 00 15日2 4 89 2 795 0 规划 积石峡 1 8 5 62 6 3 50 4 5 日1 0 03 28 93 39 0初设 大河家1 7 8 2日1 877 37 4 3 规划 寺沟峡1 7 6 0日2 59 21 00 0 规划 刘家峡 1 7 3 55 70 0 4 1 5 0 冬 1 3 55 5 8 05 5 8 0已建 盐锅峡1 6 1 9 22 0 00 7日4 4 62 0 42 1 6 5 已建 八盘峡1 5 7 803 50 0 9 6日2 168 2 095 0 己建 河口1 5 5 75日7 84 1 245 5 规划 柴家峡1 5 5 00 1 6日9 646 849 4 可研 小峡 1 4 9 90 4 80 】4 日2 39 4 59 9 9初建 大峡1 4 8 00 9 00 5 5日3 2 4 51 43 01 5 8 5 己建 乌金峡1 4 3 602 3 70 0 5 4日1 56 366 5 初设 小观峡 1 3 8 07 0 2 05 6 4 9 盆 1 4 03 9 4 34 59 9规划 大柳树1 2 7 6 l9 9 08 9日4 41 801 91 0 规划 沙坡头1 2 4 0 5o2 6 径流 1 2 4 86 367 l 可研 青铜峡 1 1 5 656 532 0 日3 0293 01 04 0己建 西安理工大学工程硕士学位论文 2 4 黄河上游梯级水电开发有利条件及现状 2 4 1 黄河上游龙羊峡青铜峡河段开发的有利条件 黄河上游河段2 5 个梯级水电站，是黄河水能资源“富矿”中的“富 矿”，具有有利的开发条件，该河段的开发利用和建设将获得巨大的经 济效益和社会效益。 黄河龙青段水能资源开发的优越条件如下。 ( 1 ) 自然条件好。河段内各梯级电站布置水位基本衔接，落差集中， 径流稳定，年际变化小；地形地质条件良好，河床覆盖层浅，坝址区 域稳定条件好；具有多年调节性能的龙羊峡水库雄踞“龙头”位置， 有效地控制着整个河段的水量，可充分发挥其在蓄能、发电、防洪、 灌溉等对下游各梯级电站在建设期截流、导流、渡汛和蓄水等方面的 极大优势。 ( 2 ) 建设条件好、对外交通方便、建筑材料丰富。各坝址均有公路 相通，且与公路干线相连，对内外交通均方便；规划的各梯级间基本 为大中型电站相间布置，施工场地开阔，建材丰富，在施工时可以大 带小，有利于中型电站节省投资和缩短工期。 ( 3 ) 淹没损失少，水库移民安置问题较易解决。待建电站平均单位 千瓦淹没耕地和迁移人口远低于全国平均水平；特别是装机百万千瓦 以上的公伯峡、拉西瓦和积石峡3 座电站，平均淹没耕地及迁移人口 仅为1 12h m 2 万k w 和17 3 人，万k w ，这样少的淹没损失在国 内同类工程中是少有的。 ( 4 ) 经济指标优越，工程投资少。由于地形地质条件良好，河床覆 盖层浅，洪水流量小，因而工程量小，待建电站主体工程每千瓦装机 的混凝土量仅为1 2m 3 ；由此而使待建电站的平均投资较全国平均数 低20 左右。 1 4 2 黄河上游梯级水电滚动开发现状 ( 5 ) 效益大、电能质量高。河段首、中、尾部分别有已建成的龙羊 峡、刘家峡、待建的黑山峡3 座多年调节或年调节水库的调节，可使 水能资源得到充分合理的利用，特别是龙羊峡水库蓄能量达4 9 4 亿 k w h ，经龙羊峡、刘家峡两水库( 简称龙、刘水库) 联合调节，使河段 内各梯级电站均具有较强的调节能力，其平均保证电量占多年平均年 发电量的8 5 左右；可承担电力系统的各种备用，为电网提供充足的 调峰容量。并且具有一定的跨流域补偿调节能力。 ( 6 ) 勘测、规划、设计等前期工作做得扎实。除在进行开工前准备 工作的公伯峡和小峡电站外，还有拉西瓦、积石峡、直岗拉卡和乌金 峡等电站的初步设计储备，可满足开发的需要。 2 4 2 黄河上游梯级水电滚动开发现状 为了加快黄河上游水电资源的开发，充分发挥己建成水电站的效 益，促进梯级电站的滚动开发，在多年工作的基础上，由国家电力公 司、西北电力集团公司、西北四省( 区) 电力公司及西北四省( 区) 电力投资公司十方共同出资组建的黄河上游水电开始有限责任公司 ( 以下简称黄河水电公司) ，于1 9 9 9 年1 0 月2 8 日挂牌成立。黄河水 电公司是按照公司法和法人治理结构的要求组建的公司制企业， 是实行独立核算、自主经营、自负盈亏、自我发展、自我约束的独立 法人实体，公司主要承担黄河上游水电站的开发与建设，并对其建设 项目的投资、运营、还贷及资产的保值增值负责。 龙羊峡以上河段尚有1 4 座装机共5 4 2 万k w 的水电资源待开发， 其中具有开发条件较好，海拔在3 0 0 0 米以下的有2 7 6 万k w 。目前龙 青河段己建成大中型水电站七座，包括龙羊峡、李家峡、刘家峡、盐 锅峡、八盘峡、大峡、青铜峡，总装机容量为5 8 8 万k w ，占规划容量 的3 53 ，主要送电方向是西北电网。龙羊峡至青铜峡河段尚有1 8 座 西安理工大学工程硕士学位论文 电站1 0 7 3 万k w 的装机容量待于开发。在“十五”可投产的水电站有 尼那、公伯峡、直岗拉卡、小峡等。公伯峡之后该河段还有拉西瓦( 3 7 2 万k w ) 、积石峡( 1 0 0 万k w ) 、黑山峡( 小观间加大柳树低坝或高坝) 三座百万k w 级大型梯级电站，黄河上游梯级水电开发体系逐步形成， 有待于黄河上游水电开发有限责任公司滚动开发。 根据西北电力发展“十五规划”及西北地区经济发展需要和实现 “西电东送”战略布局。黄河上游水电公司近期主要开发公伯峡、拉 西瓦以及其它条件成熟的水电站。首先开发的是公伯峡水电站，按西 北电力集团编制的西北电力“十五”行业发展计划及2 0 1 0 年、2 0 1 5 年远景规划( 初稿) 分析，2 0 0 4 年后就有容纳公伯峡电站的电力市场 空间，并且陕、甘、宁、青四省( 区) 已承诺公伯峡的电量，因此， 公伯峡电站的建设将可满足“十五”后期西北地区电力负荷增长的需 要，从西北电力发展的需要来看，兴建公伯峡电站是十分必要的，公 伯峡电站具有入库水量稳定、保证电量大、利用水头较高、装机规模 大，综合利用任务少，具有较好的调节性能等特点，是西北电网不可 多得调峰骨干电厂。公伯峡水电站地理位置适中，坝址地形条件良好， 工程技术落实，工期短，水库淹没损失小，且坝址附近天然建筑材料 丰实，可就地取材，施工场地开阔，交通方便，开发条件非常优越。 公伯峡水电站建成发电后，可使西北电网年节省发电用煤2 1 0 万吨， 减轻燃煤电厂对环境带来的压力，优化西北地区的能源资源配置，还 可改善下游地区1 6 万亩耕地的灌溉条件及人蓄用水问题，并为当地提 供大量的税金，对促进当地经济发展起了重要作用。公伯峡水电站静 态总投资5 6 1 5 亿元，总投资6 6 2 2 亿元，单位千瓦投资4 4 1 5 元k w ， 单位电能投资1 - 2 9 元k w h ，经测算经营期内含增值税的上网电价o 2 2 元k w h ，具有较强的市场竞争力，同时对促进西北与华北联网，在更 大范围内实现资源优化配置也很必要，华北电网以火电为主，西北电 网水电比例较高，并且调节性能优良。西北电网和华北电网互补性很 1 6 2 黄河上游梯级水电滚动开发现状 强，通过西北与华北联网，两大电网都可以实现电力结构调整，进行 水火电补偿调节，并具有调峰错峰效益，应积极促进西北与华北联网， 将“西电东送”战略变成事实。 2 4 3 黄河上游水电滚动开发方案n 用电力平衡计算的负荷需求结果作为水电装机的总量控制，以满 足不同水平年对水电负荷的要求为目标，计算出黄河上游水电开发在 两种各选方案下的开发顺序。 方案一，黄河上游的1 8 座梯级电站2 0 1 5 年以前实现全部开发。 2 0 0 1 年至2 0 0 5 年将上马公伯峡、尼那、康扬、拉西瓦、积石峡、直岗 拉卡、山坪以及寺沟峡8 座水电站；2 0 0 5 年至2 0 1 0 年除乌金峡和沙坡 头电站外，其余电站全部上马，至2 0 1 5 年的l o 年内将是电站建设的 高峰时期，直到2 0 1 5 年大型电站拉西瓦和小观音的竣工，全面完成黄 河上游龙青段开发任务。 方案二，黄河上游的1 8 座梯级电站计划2 0 2 0 年以前实现全部 开发。2 0 0 1 年至2 0 0 5 年公伯峡、直岗拉卡第一台机组发电，建成尼那、 康扬两座电站，拉西瓦、山坪以及寺沟峡三座电站开工：2 0 0 5 年至2 0 1 0 年期间，建成山坪、寺沟峡、大河家、苏只、河口、黄丰电站，拉西 瓦和积石峡第一台机组投产，小峡电站开工；2 0 1 0 年至2 0 1 5 年期间， 建成拉西瓦、积石峡、小峡电站，大柳树和柴家峡第一台机组投产， 小观音、乌金峡和沙坡头开工；2 0 1 5 年至2 0 2 0 年期间，建成小观音、 大柳树、乌金峡和沙坡头四座电站。 综上所述，方案一和方案二均为合理的开发方案。黄河上游龙青 段待开发的电站开发顺序主要受电力市场空间的制约。若仅从西北电 网的电力市场看，1 5 年或2 0 年完成黄河上游的开发任务，在西北电网 消纳是有难度的，先决条件是西北一华北联网工程的建成投产；若从西 望墨墨兰苎