（工商管理专业论文）太平湾发电厂长甸电站扩建工程的技术与经济分析.pdf

华北电力大学工商管理硕士专业学位论文 摘要 技术经济分析是电力工程项目建设可行性的首要环节，任何电力项目只有通过 电力技术经济分析，证实其建设投资条件是可靠的，工艺和技术是先进的，经济效 益是好的，决策者才可以投资，银行也才会贷款，项目才能得以实施，电力工程项 目必须通过经济论证才可能进行工程的可行性研究，被允许设计、施工和建设。本 文正是在此基础上对太平湾发电厂长甸电站扩建工程项目进行技术与经济分析，从 项目的财务评价、国民经济评价和综合评价三方面进行分析论证，从而为项目的建 设可行性打下其实可靠的基础。 关键词：技术与经济分析，太平湾发电厂长甸电站，财务评价，国民经济评价 a b s t r a c t t e c h n o l o g y a n de c o n o m ya n a l y s i si st h ef i r s tf a c t o ro fe l e c t r i c a lp r o j e c t c o n s t r u c t i o nf e a s i b i l i t y a n ye l e c t r i c a lp r o j e c tm u s tb ep a s tt e c h n o l o g ya n de c o n o m y a n a l y s i s ，b ec o n f i r m e dt h a tc o n s t r u c t i o na n di n v e s t m e n tc o n d i t i o n sa r er e l i a b l e ，t h a tc r a f t a n dt e c h n o l o g ya r ea d v a n c e d ，t h a te c o n o m i c a lb e n e f i ti s g o o d ，t h ep o l i c y - m a k e rc a n i n v e s to nt h e s eb a s e s ，a n dt h eb a n kc a nl o a n ，t h ep r o j e c tc a nb ep u ti n t op r a c t i c e t h e e l e c t r i c a lp r o j e c tm u s tb ep a s te c o n o m yr e a s o n ，i tc a nb ep u ti n t ot h ec o n s i d e r a t i o no f f e a s i b i l i t y ，b ed e s i g n e da n db ec o n s t r u c t e d t h i se s s a yi st h et e c h n o l o g ya n de c o n o m y a n a l y s i so nt h ee x p a n d i n gp r o j e c to ft a i p i n g w a np o w e rp l a n tc h a n g d i a ns t a t i o n i t e v a l u a t e dt h ep r o j e c to nf i n a n c i a la f f a i r s ，n a t i o n a le c o n o m ya n do t h e rf i e l d s ，s oi te n s u r e s t h ec o n s t r u c t i o nf e a s i b i l i t yo ft h i sp r o j e c t ， z b a ih a i y a n ( m a s t e ro fb u s i n e s sa d m i n i s t r a t i o n ) d i r e c t e db yp r o f t a nz h o n g f u k e yw o r d s ：t e c h n o l o g ya n de c o n o m ya n a l y s i s ，t a i p i n g w a np o w e rp l a n tc h a n g d i a n s t a t i o n ，f i n a n c i a le v a l u a t i o n ，n a t i o n a le c o n o m ye v a l u a t i o n 声明 本人郑重声明：此处所提交的工商管理硕士学位论文太平湾发电厂长甸电站扩建工 程的技术与经济分析，是本人在华北电力大学攻读工商管理硕士学位期间，在导师指导下 进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论 文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育 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己在论 文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、并 向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制 并保存学位论文：学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的，复制赠 送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或 部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 日期： 节 导师签名： 日期： 丝塑 ! 至7 。芏! 竺 华北电力大学工商管理硕士专业学位论文 1 1 选题背景和理论意义 第一章引言 技术进步与经济增长之间是相辅相成的，一方面经济的发展要求科学技术不断 地更新和提高，另一方面科学技术的进步又反过来促进社会经济得到更快的发展。 自2 0 世纪以来，人们已经认识到科技进步已经成为经济增长中的最重要、最活跃 的因素，现代经济是科技先导型的、信息化、数学化的市场经济，在市场经济环境 下，科技已经成为各行业、各企业竞争和发展的制高点。 经济技术分析是电力工程项目建设可行性的首要环节，任何电力项目只有通过 电力技术经济分析，证实其建设投资条件是可靠的，工艺和技术是先进的，经济效 益是好的，决策者才可以投资源共享，银行也才会贷款，项目才能得以实施不仅如 此，电力工程项目必须通过经济论证才可能进行工程的可行性研究，被允许设计、 施工和建设。 西方经济学理论对于分析电力技术经济中，电力企业的生产运行、电力系统的 投入与产出之间的关系，对于电力系统的生产经营评价准则、电力经济运行分析的 方法等方面都具有许多独特之处，对于电力技术经济理论和方法的建立与完善起到 了积极的推动作用。经济效益是评价电力企业各项生产经营活动的有效尺度和客观 标准，也是电力经济活动的基本原则和科学依据。经济效益问题是电力生产经营和 电力经济发展中的一个非常重要的理论和现实问题。电力生产经营、电力建设等电 力经济活动中经济效益的大小，不仅决定该项生产经营活动能否存在，能否继续发 展，而且在很大程度上体现了电力企业、电力工业的组织管理水平和运用科学技术 的能力。为此电力企业的生产经营者和决策者、。管理者，必须对电力系统的经济效 益问题从理论到实践、从方法到应用上有一个比较深刻和全面的认识。只有掌握了 经济效益的科学概念与经济实质，才能对市场经济的各种电力生产经营活动进行科 学的分析、评价、管理和决策。 在电力技术方案的经济比较中，为了全面和正确地反映被比较方案的相对经济 性，必须保证各种技术方案具有技术经济比较的基础。根据电力技术经济项目的特 点，对两个及以上的电力技术方案进行经济比较，必须满足需要可比性、费用可比 性、价格指标可比性、时间因素可比性的原则。 采用技术经济分析方法很多，而且不同领域、不同部门、不同项目所采用的分 析方法都有区别，但是基本方法有三种类型：以定量分析为项目取舍与优选顺序的 主要依据；以定量分析为主、定性评价为辅，以此作为项目取舍与优选的主要依据； 华北电力大学工商管理硕士专业学位论文 以定性评价为主，但是需要对各项指标进行定量化分析。电力工程建设的技术经济 分析工作有别于其他的技术经济分析，因而需要有针对性地进行专f - i x 究，包括对 水电工程系统优化理论、方法与技术的研究，以及技术与经济评价参数的研究，例 如基准收益率、投资回收期、基准投资利润等。 在水利工程建设的社会实践中，有成功的经验，同时也有失败的教训，水利电 力工程经济不仅是技术经济的一个分支，也是工程技术与科学中的一个极重要的领 域，在当今科技发展日趋统一化，要求按事物的本来面目去研究事物的情况下，技 术经济己成为当代专业技术人员完整的知识结构中不可缺少的组成部分，也是人们 对自己的社会实践活动进行分析、判断和决策的主要方论之一。技术经济分析不但 是项目实施全过程中的技术工作之一，也是一种有力的技术竞争手段。几十年来的 实际情况表明，技术经济分析在我国社会经济发展中具有重大影响，并取得了长足 的发展。 1 2 国内外研究动态 技术经济学的开创是在1 9 6 3 年，而在十一届三中全会以后，技术经济学才获 得了发展，从2 0 世纪8 0 年代中期到2 0 年代末期，伴随着我国大规模工业技术改 革的展开，国内不少技术经济学者开始研究价值工程、技术选择、设备更新与技术 改选评价的方法体系，项目的财务评价与国民经济评价及技术经济学的理论与方法 伴随着新技术革命的逐步兴起，以及国外学者因测算技术进步对于经济增长的而获 得诺贝尔经济学奖，国内不少技术经济学者也开始研究并测算技术进步对于中国经 济增长的贡献。 可以说，从2 0 世纪6 0 年代开始，特别是改革开放以来，中国技术经济学者矢 志努力，不断从国民经济建设和发展中寻找问题、研究现实、发现规律、提升理论、 建立方法为国民经济和技术经济济学科发展做出了世大贡献。从工程经济评价、价 值工程、技术选择、设备更新与技术改造评价等方法体系的建立，到技术测算率的 进步、生产率的本源、科技预测、技术创新理论和方法的研究，再到高新技术创业 的研究，技术经济学科取得了巨大发展。随着管理科学的发展，运筹学、概率论和 数理统计、计算机的应用，使原来的比较分析方法，发展到随机过程、数学规划、 结构分析等方法，使分析评价技术经济效益及选择最佳技术方案的方法有了质的飞 路，过去无法用数学计量的经济因素开始可以用数学方法计量一些变化的经济因素 变量，可借助于数学模型加以计量过去用统计、比较。计算选择方案的方法已逐渐 被连续变量计算最优化的方法所代替。技术经济学在研究我国许多重大项目和重要 决策中取得了举世瞩目的成果，从而扩大了其声誉和影响。这一切使技术经济学发 2 华北电力大学工蕊管理硕士专业学位论文 展呈现出一派空前繁、方兴未艾的景象。 国外虽没有“技术经济学”，但有相近的学科，与技术经济学最接近的是“工程经 济学”。指采用某些经济上的比较方法，运用数学技术，采用合理的步骤，从经济观 点出发，从而达到某一特定目的而采用的各种不同手段的优劣。2 0 世纪3 0 年代在 开发田纳西河流域中，开始推行可行性研究，把技术与项目的经济闯题研究提高到 了一个新的阶段，通过总结完善，逐渐形成了一套完整的理论、工作程序和评价方 法，此后工程经济学在各国得到了很大发展。 近年来，国外不断有学校开设与我国技术经济学科相近的专业或专业方向，例 如：第一类，技术管理类，主要有澳大利亚昆士兰州大学、格里菲恩大学、新加坡 国立大学、马里兰大学利奇帕克分校、美国科学与技术政策研究院、美国布莱德大 学、利物浦约翰穆尔大学、史帝文斯理工学院、新墨西哥州大学、麻省理工学院斯 隆管理学院等；第二类，技术管理、创新与营销类，主要有英国德拜大学、曼乇斯 物大、朴次茅斯大学、加拿大卡尔顿大学、美国新泽西州立大学等，第三类，工程 与技术管理类，主要有美国对托马斯大学等；第四类，管理与技术类，主要有美国 伦塞勒工学院、宾夕法尼亚大学等；第五类，技术与运作管理类，主要有美国麻省 理工学院斯隆管理学院等。 对于水利电力工程建设，近几十年来，我国建设经济研究工作在吸取国外的先 进经验及理论、研究成果和实践经验的基础上，因地制宜地解决了我国水电工程建 设中迫切需要解决的问题，使水电工程技术经济的应用逐渐渗透到治理工程、水资 源开发利用工程、农田水利工程、环境工程等各个领域，逐渐形成了具有一定特色 的水利工程经济学科，为经济建设作出了有益的贡献。主要在下列几个方面取得了 进展： ( 1 ) 技术经济从过去被忽视到得到较普遍重视与关注，过2 0 年来，技术经济 作为- - i 专门学科，不仅得以系统地恢复和发展，而且其理论和方法也越来越多地 用于分析、评价和指导各项社会实践活动。仅就水利工程设计而言，在利用外资源 大、中型项目的可行性研究中就普遍进行了以动态分析为圭的技术经济评价，其中 利用外资项目即上百项，为顺利而有效地利用外资、引进国外先进技术设备创造了 条件，取得了良好的经济效益、环境效益和社会效益。 ( 2 ) 开发了适合我国国情的利用外资项目的财务分析模式，对利用外资问题 进行了有益的探讨，由于我国和西方的会计制度以较大的差异，我国不少会计科目 建设项目可行性研究文件的编制逐渐融会贯通了东西方财务方面的有关概念。上海 市市政工程设计研究院开发了既能满足世界银行评价要求，又适合我国国情的财务 分析模式，并形成了计算机应用软件。鉴于全面而切实的技术经济动态分析，是利 用好国外贷款、取得良好经济效益的关键。 3 。 华北电力大学工商管理硕士专业学位论文 ( 3 ) 运用计算机技术开发技术经济软件，工程项目的技术经济分析，涉及大 量烦琐的计算。为提高效率和评价质量一些设计单位陆续根据各自的条件开发了技 术经济分析软件。 ( 4 ) 探讨了一些水利工程技术政策、适用边界条件或规律，“择优“是技术经济 分析评价的基本出发点，它区别于优化技术之处，主要在于以经济效果为目标，运 用经济分析方法去选取最佳方案这就为运用技术以济方法或结合优化技术，分析探 讨复杂条件或技术经济规律开辟了道路。 总的来说，水利工程建设经济不仅是技术经济的一个分支，也是水工程技术与 学科中的一个极重要的领域。在当今科学技术发展日趋统一化，要求按事物的本来 面目去研究事物的情况下，技术经济已成为当代专业技术人员完整的知识结构中不 可缺少的部分，也是人们对自己的社会实践活动进行分析、判断和决策的主要方法 之一。技术经济分析不但是项目实施全过程中的技术工作之一，也是一种有力的技 术竞争手段。 1 3 本文研究的主要内容和预期成果 1 3 1 研究的主要内容 ( 1 ) 本论文主要是对现行要建设的项目进行建设前基本情况，包括整个东北 地区生活与电力应用情况，对工程规模与任务进行深入分析，掌握本地区及东北地 区用电量、电价及资金收益率等指标；掌握本项目主要工程任务及施工流程； ( 2 ) 查阅相关材料，对财务评价与国民经济评价及地方各种评价指标谙熟； ( 3 ) 在基础数据掌握齐全的基础上，对项目进行财务评价、国民经济评价及 综合评价； ( 4 ) 根据评价分析的结果，得出相应的结论。 1 3 2 研究预期成果 ( 1 ) 分析在改造基础条件下，我国水力发电在建设投资过程中面临的内部和 外部风险。 ( 2 ) 针对各种评价，进行定性和定量相结合的分析和研究，建立相应的评价 指标体系，采取合适的方法建立模型进行财务评价。 ( 3 ) 不同技术方案的经济比较以相同的计算期作为比较的基础，考虑到不同 的技术方案由于人力、物力、财力等投入量以及经济效益发挥的时间先后不同，对 国民经济所引起的经济影响的大小。 4 华北电力大学工商管理硕士专业学位论文 第二章项目概况和主要技术指标分析 2 1 太平湾发电厂长甸电站扩建工程项目概况 2 1 1 东地区经济及电力发展概况 2 1 1 1 东北地区社会经济概况 东北地区位于中国大陆的东北部，由辽宁、吉林、黑龙江三省和内蒙古自治区 的赤峰市、通辽市、兴安盟和呼伦贝尔盟组成，全区陆地总面积1 2 4 3 万平方千米。 该地区的冬季寒冷而漫长，夏季温暖而短促，有着丰富的森林资源和矿产资源。东 北三省是我国经济全面发展的地区，工业、农业、交通运输业比较发达，工业化水 平高，城市化水平居全国前列，专业化特点明显，是我国最早的以重工业为主的工 业基地，也是我国重要的军工基地。 改革开放以来，东北地区国民经济始终保持着持续快速的发展，各省区经济实 力显著增强，2 0 0 0 年全区g d p 年均增长率达到9 0 3 ，其中第一、第二、第三产 业“九五”年均增长率分别为4 9 1 、9 6 6 、1 0 0 5 。 根据国家和东北地区各省区经济发展战略和预期经济目标，预计“十五”期自j 东 北工业区g d p 年均增长率9 i 。 2 1 ，1 2 电网现状及发展规划 东北地区即为东北电网所属供电范围。东北电网以火电为主、水电为辅，至2 0 0 1 年底，东北电网全网总装机容量3 8 5 4 8 m w ，统调装机容量为3 6 6 4 8 m w ，其中火电 装机容量3 1 6 6 6 m w 占统调装机容量的8 6 4 ，水电装机容量为4 9 8 2 m w ，仅占统 调装机容量的1 3 6 。 东北电网2 0 0 1 年全社会用电量为1 5 7 3 9 7 亿k w h ，统调电网最高负荷为 2 1 8 0 m w ，最大负荷峰谷差8 1 8 6 m w 。东北电网水电比重较低，有效调峰电源较缺 乏。而火电机组中供热机组比重较大，发电机组综合调峰幅度仅约2 7 2 8 ，电网调 峰能力不足，直接影响到电网的安全运行。 根据东北公司2 0 0 1 年编制的东北地区电力市场分析预测报告( “十五”滚动) ， 预测东北地区全社会用电量年均增长率“十五”为3 6 9 、“十一五”为3 5 ，东北电 网统调最高负荷年均增长率“十五”为4 0 8 ，“十一五”为3 8 ，东北电网电力需求 预测成果见表2 - 1 。至2 0 0 5 年、2 0 1 0 年，东北地区全社会用电量分别为1 8 4 5 5 6 亿 k w h 和2 1 9 1 9 5 亿k w h ，东北电网统调最高负荷分别为2 6 4 3 6 m w 和3 1 8 5 5 m w ， 5 华北电力大学工商管理硕士专业学位论文 最大负荷差分别约为1 0 2 5 0 m w 和1 2 4 5 0 m w 。 表2 - 1 东北电网电力需求测算成果表 项目2 0 0 1 年( 实际)2 0 0 5 年( 实际)2 0 1 0 燕 全社会年用电量 1 5 7 3 9 71 8 4 5 5 62 1 9 1 9 5 年均增长率( ) 3 6 93 5 统调电网最高负荷 2 1 8 0 12 6 4 3 63 1 8 5 5 年均增长率( ) 4 0 83 8 最大负荷峰谷差8 1 8 61 0 2 5 01 2 4 5 0 年均增长率 4 5 63 9 6 2 1 2 长甸电站运行现状及改选工程建设必要性 2 1 2 1 流域梯级开发概况及长甸电站实际运行现状 中朝鸭绿江干流规划按六级开发，自上而下分别为临江、云峰、渭源、水丰、 太平湾、义州，目前已建成四个梯级共6 个电站，分别为云峰( 装机容量4 0 0 m w ， 不完全多年调节水库) 、渭源( 3 9 0 m w ，日调节水库) 、水丰( 共有3 个电站组成， 设计总装机容量9 0 0 m w ，即坝后式水丰电站6 3 0 m w ，中方长甸1 3 5 m w 、朝方1 0 0 号电站1 3 5 m w 不完全多年调节水库) 、太平湾( 1 9 0 m w ，日调节水库) 。四梯级合 计总装机容量为1 8 8 0 m w ，其中渭源电站3 9 0 m w 水丰电厂6 3 0 m w 及水丰朝方1 0 0 号电厂1 3 5 m w 由朝方管理，合计装机容量1 1 5 5 m w ；云峰电站4 0 0 m w 、水丰长 甸电站1 3 5 m w 、太平湾电站1 9 0 m w 由中方管理，合计装机容量7 2 5 m w 。中朝鸭 绿江干流临江梯级3 0 0 m w 、义州梯级1 0 0 m w 两站有待建成，其中临界江3 0 0 m w 将由中方建设管理，义州1 0 0 m w 将由朝方建设管理。 水丰水电站为鸭绿江界河第四个梯级电站，1 9 4 1 年建成，水库正常蓄水位1 2 3 3 米，死水位9 5 米，发电调节库容7 7 3 8 亿立米，属不完全多年调节水库，水丰电站 原安装7 台单机容量9 0 m w 的水轮发电机，总装机容量容量6 3 0 m w 。1 9 7 1 年中朝 水力发电公司理事会第2 4 次会议决议从水丰库引水，中朝双方在各自境内修建装 机容量为1 3 5 m w 的水电站，做为战时备用、检修、备用和弃水发电。长甸电站即 为水丰水电站中方侧的扩建工程，安装两台单机容量6 7 5 m w 机组、额定水头7 6 米的水轮发电机组，总装机容量1 3 5 m w ( 最大出力1 5 0 m w ) ，于1 9 8 8 年8 月建成。 朝方则扩建为1 0 0 号地下水电站，施工时共建有三个机坑，目前已安装两台机组， 装机容量为1 3 5 m w ，实际最大出力达1 7 5 m w ，还留有一台未装机的机坑。 水丰水库由朝方调度管理，根据中朝双方达成的协议，已各自在水丰枢纽右岸 6 华北电力大学工商管理硕士专业学位论文 和左岸建装机容量为1 3 5 m w 的长甸电站和1 0 0 号电站，若按中朝双方协议的调试 图运行，水丰水库的水位应保持在9 5 1 2 3 3 米之间，但朝方管理的水丰水库常在死 水位9 5 米以下运行。由于长甸水电站的进水口高于水丰老厂和1 0 0 号电站，当水 丰水库的水位低于9 2 米运行时，长甸电站就不能发电，根据长甸电站1 9 8 9 年1 0 月至2 0 0 2 年3 月共1 5 0 个月运行资料统计，共有4 8 个月的时间长甸电站处于完全 停机而不能发电运行，其中1 9 9 9 年1 2 月至2 0 0 1 年6 月连续6 个月完全停机时间 达1 9 个月之久，使长甸电站起不到应有的作用。预计在今后相当长的一段时间内 朝方电力供应不足的局面仍将难以改变，水丰水库还将处于低水位状态运行。 长甸电站建设时，是按水库正常运行进行设计的，进水口底板高程8 0 米、上 缘高程8 9 3 米，设计最低引水高程为9 5 米，比水丰老厂和朝方1 0 0 号电站要高， 长甸电站在水丰水库水位低于1 1 0 米时出现出力受阻，水库水位越低则受阻容量越 大，当水库水位低于9 0 米时就不能发电。 长甸电站投运后，由于水丰水库长期维持低水位并经常性地在死水位9 5 米以 下运行，长甸电站发足额定电力的时间不足2 5 ，7 5 左右的时间处在受阻或停机 状态，其中处在完全停机状态的时间接近3 0 。根据长甸电站1 9 8 9 年1 0 月至2 0 0 2 年3 月共1 5 0 个月运行资料统计，共有4 8 个月时间长甸电站处于完全停机状态而 不能发电运行，其中1 9 9 9 年1 2 月2 0 0 4 年6 月连续完全停机时问达1 9 个月之久， 使长甸电站起不到应有的作用，长甸电站长期不能发电已使我方蒙受了巨大的经济 损失。 由于气候寒冷，供热机组比重比较大，火电机组综合调峰能力十分有限。随着 丹东地区经济的恢复和发展，用电势必增长，其特点是电力增长快于电量的增长， 负荷率越来越低，峰谷问题将更趋严重，甚至影响到电网的安全。 东北地区水能资源不丰富，水电资源蕴藏量为1 2 1 2 6 6 m w ，约占全国的1 8 ， 水电开发程度较高，目前已开发约5 0 ，未开发的水能资源主要集中在中俄界河黑 龙江干、支流上，开发条件较复杂，并远离负荷中心。根据东北地区的特点和国内 外的成功经验，对已建水电站进行扩机或改造是解决电网调峰的有效措施之一。 2 1 3 工程项目建设的必要性 2 1 3 1 扩建工程是改变长甸电站长期不能发电运行现实的迫切需要 长甸电站不能正常发电完全是由于水丰水库长期处在低水位运行造成的。而水 丰水库长期处在低水位运行的根本原因是因为朝方长期面临电力供应不足局面( 目 前朝方电网系统6 0 周波最低已达4 2 h z 、2 2 0 k v 系统电压已降至1 2 0 k v ) ，为满足 其用电的需要，而将水库控制在低水位状态破坏性运行时，长甸电站就不能发电， 7 华北电力大学工商管理硕士专业学位论文 而水丰电站和朝方1 0 0 号电站仍能发电。 预计在今后相当长的一段时期内朝方电力供应不足这一局面难以改变，因此如 不采取有效措旌，水丰水库今后必然仍将长期处于低水位运行状态。为了尽快扭转 被动局面，使长甸电站发挥应有的作用，迫切需要对长甸电站进行改造，通过改造 工程的初稿，在水丰水库处于中、低水位运行时，替代原长甸电站以实现正常稳定 发电运行，使长甸电站成为电网的必需容量，发挥其应有的容量和电量效益。 2 1 3 2 平等利用鸭绿江水力资源的需要 朝方1 0 0 号电站原设计安装3 台机组，电站最大出力为1 5 0 m w ，但实际已安 装了1 台5 0 m w 和1 台1 2 5 m w 机组，最大出力已达1 7 5 m w ，还留有一个机坑待 安装，另外由于其引水洞进口高程低，随时可以发电。目前的现状是无论从发电时 间或发电容量上，长甸电站无法与朝方1 0 0 号电站实现对等发电，另外水丰也往往 是在汛期才向中方送电，枯水期送电量很少，因此从与朝方1 0 0 号电站对等发电、 平等利用鸭绿江水力资源考虑也迫切要求对长甸电站进行改造。 2 1 3 3 长甸改造有利于缓解电网调峰容量不足的矛盾 东北电网由于水电比重低，有效调峰电源缺乏，目前电网调峰能力不足，今后 随着用电增长，且电力增长快于电量增长，负荷率越来越低，负荷峰谷差不断扩大， 如不采取有效措施，电网调峰问题将更趋严峻。 东北地区水能资源不丰富，水电资源蕴藏量为1 2 1 2 6 6 m w 约占僵的1 8 ，水 电开发程度较高，目前已开发约5 0 ，远景开发潜力已不大。东北电区气候寒冷， 新增火电机组中供热机组的比重还将扩大，火电机组综合调峰能力增加也将十分有 限。因此东北电网未来对调峰电源有较大的需求。 又长甸电站所在的水丰水库库容不但大、调节性能好，本应具有十分良好的高 峰能力，但现实是由于水库运行不正常的原因已沦为重复容量，无法发挥其应有作 用，因此恢复长甸电站在电网中的作用、缓解东北电网的调峰矛盾，迫切需要实施 改造工程，使长甸水电站在水丰水库高、低水位时都能正常发电运行。 综上所述，长甸水电站改造工程，不仅是改变长甸水电站长期不能发电的迫切 需要，同时是缓解东北电网调峰容量不足的经济有效措施之一，也可增加中方控制 的装机容量，有利于双方在鸭绿江上控制的装机容量趋于对等，实现中朝界河水资 源真正意义上的平等利用。因而对长甸水电站进行工程改造是十分必要的。 8 华北电力大学工商管理硕士专业学位论文 2 1 4 工程任务和规模 ( 1 ) 电站扩建工程任务为发电，承担电网调峰、调频、调相等任务。 ( 2 ) 正常蓄水位采用原水丰电站正常蓄水位1 2 3 3 米。 ( 3 ) 电站最低发电水位为7 5 米，原水丰电站水库设计死水位为9 5 米，根据 电站运行4 4 年情况水库运行水位有3 5 年在死水位以下破坏性运行，最低运行水位 为7 8 3 9 米，考虑到朝鲜严重缺电的局面难以改变，电站仍将存在在低水头运行的 可能性，电站设计时按最低发电位考虑的做法是合适的。建议下阶段进一步结合水 丰电站进水口高程和实际运行水位以及本电站相应下游水位，复核并选定电站最低 发电水位。 ( 4 ) 设计初装机容量为2 0 0 m w 。水丰电站( 包括原长甸电站和朝方1 0 0 号电 站) 现有装机容量为9 0 0 m w ，加上改造工程装机容量2 0 0 m w ，其年利用小时数为 3 7 0 0 h ，东北电网已建水电站的装机年利用小时数一般在1 3 0 0 2 2 0 0 h 之间。 2 1 5 环境、地质、水工、金属结构与投资估算 2 1 5 1 水文 长甸水电站工程为水丰水电站的扩建工程，位于水丰水电站右岸( 中方侧) 。 鸭绿江是中朝两国界河，流域位于北纬4 0 0 0 0 4 铲3 0 ，东经1 2 3 9 3 0 1 2 9 。0 0 之间。鸭绿江发源于长自山南麓，临界河以上属于上游区，左岩有大支流虚川江、 长津江等到汇入，l | 缶界河以下进入中游，有云峰水库，至集安以下左岸有在支流秃 鲁江汇入，汇合口以下是渭源电站。渭源电站以下右岸上有大支流浑江汇入水丰 水库。水丰不库以下属于下游区，水丰下游2 9 6 米为太平湾电站，太平湾电站下游 右岸有大支流蒲石河、爱河汇入，至丹东下游流入黄海。河流全长8 0 0 公里，集水 面积6 4 4 7 1 平方公里。 流域地形从山峰海拔高度来看下游右岸一般在5 0 0 1 0 0 0 米，左岸上8 0 0 1 2 0 0 米，中游右岸一般在1 0 0 0 1 5 0 0 米，左岸8 0 0 1 5 0 0 米，上游右岸一般在1 3 0 0 米以 上，左岸在2 0 0 0 米左右。最高为长白山主峰，高2 7 4 4 米。 云峰、渭源、水丰和太平湾各电站坝址以上流域平均海拔高度分别为1 2 2 0 米、 1 1 1 0 米、8 8 0 米和8 6 6 米。 在侧支流虚川江、长滓江和赴战江上有黄水院、内中里、沙划坪、莲头坪、 长津一库、长津二库、赴战一库、赴战二库、赴战三库等九座已建的跨流域引水水 库，将水引至朝鲜东海岸，总引水面积为5 3 2 6 平方公里。这些下库的兴建与竣工 时问不尽一致，但均在三十年代初，概括起来是：虚川江上的黄水院、内中里、沙 草坪和莲头坪等四座水库在1 9 3 9 年l i 后兴建，1 9 4 2 年前后竣工；长津江和赴战江 9 华北电力大学工商管理硕士专业学位论文 上的长津一库、长津二库、赴战一库、赴战二库、赴战三库等五座水库在1 9 3 3 年 前后兴建，1 9 3 5 年前后竣工。这九座水库的调节性能多数是多年调节，平水期不放 水，只有在洪水期有时溢流。此外，在秃鲁江上，有秃鲁江水库，在浑江上有恒仁、 回龙山和太平哨水库。 2 1 4 2 径流 表2 - 2 长甸水电站技术参数 项目单位数值 水库正常蓄水位m1 2 3 3 水库发电低水位 m 9 5 o8 0 09 5 08 0 o 长甸改造情况改造前改造后 加权平均水头( 全电站)m 8 0 97 8 98 0 97 8 7 考虑 加权平均水头( 长甸)m8 0 27 8 0 上游 上游 保证出力( 9 0 )m w 3 6 9 1 3 7 0 43 6 9 13 7 0 。4 水库 多年平均发电量 亿k w h4 1 5 3 4 0 0 7 4 1 9 24 6 4 6 调节 年利用小时数 h4 6 1 4 4 4 5 23 8 1 13 6 7 8 水量利用率 9 7 29 7 29 8 29 8 5 长甸改造情况改造前改选后 加权平均( 全电站)7 9 67 6 1 37 9 67 6 1 不考 虑上 加权平均( 长甸) m 7 8 97 5 4 游水 保证出力( 9 0 )m w3 2 9 93 3 2 93 2 9 93 3 2 9 库调 节 多年平均发电量 亿k w h3 9 23 7 54 0 13 8 1 年利用小时数 h 4 3 5 64 1 6 73 6 4 53 4 6 4 水量利用率 9 3 29 4 49 5 - 39 6 4 备注：以考虑上游水库调节影响，水丰水库水位在1 2 3 3 8 0 米运行的调节成果 l o 华北电力大学工商管理硕士专业学位论文 为基本方案。 水丰电站坝址以上集水面积为5 2 9 1 2 k m 2 ，因为朝鲜侧九座跨流域引水水库已将 5 3 2 6k i n 2 集水面积上的水引向东海岸，所以水丰的入流量应当扣除此九座水库集水 面积上所产生的全部流量。 所以改造工程预可行性设计时，径流计算仅考虑朝鲜九座跨流域引水水库的扣 水量，考虑九座水库引水量及水峰和恒仁两个水库的径流还原计算，其中云峰和桓 仁两个水库的径流还原计算按东电公司提供的资料分析采用，经分析计算，水丰水 库多年平均入库流量为7 2 9 m 3 s 。 按水丰水库水位在1 2 3 3 米运行，考虑上游水库调节作用后，长甸改造后水丰 电站总计多年平均发电量4 0 6 亿k w h ，年装机利用小时3 6 7 8 h ，水量利用率9 8 5 较改造前多年平均发电量增加0 3 9 亿k w h ，年装机利用小时3 6 7 8 h ，水量利用率 提高1 3 ；其调节流量表见表2 2 。进一步分析表明，由于近年水丰水库入库流量 较小，发电量也有较大的减少，如按最近1 2 年水文径流系列进行调节计算( 1 2 年 平均入库流量为5 9 4m r ) 。长甸电站改造前后水丰电站总计年平均发电量分别为 3 0 9 8 亿k w h 和3 1 3 0 亿k w h 。 2 1 4 3 水库水位运行范围及机组额定水头选择 本改造电站的特点是由于水丰水库不按正常运行导致水库水位、机组水头运行 变幅很大，现机组制造技术水平要保证机组稳定运行较难，即不能保证在全水头范 围内稳定运行。对长甸改造工程而言，必需选择一个合理的保证水库水位运行范围 ( 即机组水头运行范围) ，同时机组额定水头又和水库水位、机组水头运行范围是 密不可分的。因此应根据长甸改造工程目的，并结合机组制造技术水平和水丰水库 运行实际，进行水库水位( 机组水头) 运行范围和机组额定水头的联合选择。 按照长甸改造电站将替代原电站在水库中、低水位运行并昼兼顾中、高水位运 行的目的，结合机组制造技术水平拟定两个方案进行技术经济比较，即： 方案一：机组稳定运行水头范围按h m a x h m i n = 1 5 左右控制，为达到替代原长 甸电站中低水头运行的目的，按水库水位8 0 m 能保证发电的要求，水库水位运行范 围为8 0 1 0 5 m ，装机容量2 0 0 m w 时，相应水头范围约为4 6 5 2 7 1 8 8 米，按该范围 运行额定水头取6 0 m 。 方案二：按比较先进的机组稳定运行水头范围为h m a x h m i n = 1 7 左右，水库水 位8 0 m 能保证发电的要求，水库水头运行范围为8 0 1 1 5 m ，装机容量2 0 0 m w 时， 相应水头范围约为4 7 3 8 2 6 m ，按该范围运行额定水头取6 8 m 。水头运行范围及额 定水头方案参数见表2 3 。 华北电力大学工商管理硕士专业学位论文 表2 - 3 水头运行范围及额定水头方案参数表 项目单位方案一方案二备注 水库水位保证运行范围 8 0 1 0 58 0 1 1 5 额定水头m6 0 06 8 o 机组满发流量 m 3 ，s3 7 53 3 2 4 保证发电运行工况 保证发电高水位m 1 0 51 1 5 保证发电低水位 m8 08 0 保证发电量最大水头 m7 1 8 88 2 6全部满发 加权平均水头 m6 1 97 1 3 按保证运行水头范围 保证发电最小水头 4 6 5 24 7 3 8全部满发，库水位8 0 m h m a x l i t l 21 2 1 h r h m i n1 2 91 4 4 h m a x h r a i n1 5 51 7 4 极限发电运行工况： 极限最大水头 m9 3 89 3 8一台机发电，库水位1 2 3 3 米 极限晟大水头m 9 1 2 49 1 2 7 全部满发，库水位1 2 3 3 米 加权平均水头m 7 87 8 0按全水头运行范围 极限最小水头m 4 1 94 2 8 4 全部满发，库水位7 5 米 h m a x h r1 5 61 3 8 h r m m i n1 4 31 5 9 h r h m i n 2 1 82 1 3 本改造电站的特点是由于水丰水库不按正常运行导致水库水位、机组水头运行 变幅很大，现机组制造技术水平要保证机组稳定运行较难，即不能保证在全水头范 围内稳定运行。对长甸改造工程而言，必需选择一个合理的保证水库水位运行范围 ( 即机组水头运行范围) 。同时机组额定水头又和水库水位、机组水头运行范围是 密不可分的。因此应根据长甸改造工程目的，并结合机组制造技术水平和水丰水库 运行实际，进行水库水位( 机组水头) 运行范围和机组额定水头的联合选择。 按照长甸改造电站将替代原电站在水库中、低水位运行并昼兼顾中、高水位运 行的目的，结合机组制造技术水平拟定两个方案进行技术经济比较，即： 方案一：机组稳定运行水头范围按h m a x h m i n = 1 5 左右控制，为达到替代原长 甸电站中低水头运行的目的，按水库水位8 0 m 能保证发电的要求，水库水位运行范 围为8 0 1 0 5 m ，装机容量2 0 0 m w 时，相应水头范围约为4 6 5 2 7 1 8 8 米，按该范围 华北电力大学工商管理硕士专业学位论文 运行额定水头取6 0 m 。 方案二：按比较先进的机组稳定运行水头范围为h m a x h m i n = 1 7 左右，水库水 位8 0 m 能保证发电的要求，水库水头运行范围为8 0 1 1 5 m ，装机容量2 0 0 m w 时， 相应水头范围约为4 7 3 8 2 6 m ，按该范围运行额定水头取6 8 m 。水头运行范围及额 定永头方案参数见表2 3 。 2 1 4 4 设计洪水 在太平湾电站初步设计时，水丰的洪峰和洪量系列采用1 9 2 6 1 9 6 5 年的资料，由于 水丰电站于1 9 4 0 年蓄水发电，因此洪水系列包括建库前后两种情况的混合系列。 频率计算的项耳为最大日平均流量和三天洪量，均按连续系列计算，结果如下： 最大日平均流量qa ： q 日十埘俄= 1 3 3 0 0m 3 s ，c v = o 5 1 ，采用c v = 0 5 1 取用c s = 2 5c v 三天洪量w 3 ： q 3 目售- - 2 7 7 亿h a 3 ，c v = 0 4 9 ，采用c v = 0 5 3 取用c s = 2 5c v 通过最大日平均流量qa 与“瞬时”最大流量( 实际为过程线上六小对的平均值) 的关系，0 _ = 1 i o q 。，求得”瞬时”最大流量的多年平均值，c v 采用c v = o 5 5 6 ， 取用c s = 2 5 c v 由于长甸电站改造工程不改变水丰水库的正常蓄水位、水库调洪运行方式和泄 洪建筑物泄流能力，所以未作洪水复核计算，继续沿用初步设计阶段计算成果。 2 1 4 5 发电量指标 根据水丰水库径流系列，水丰老厂及朝方1 0 0 号电站按全部水库水位范围能发 电、原长甸电站在水库不位9 0 m 以下时不能发电、改造电站按保证运行的水库水位 内可以发电计算，水库水位运行范围为1 2 3 3 8 0 米，按全电站径流调节计算，计 算结果为如不考虑水头损失的差异两方案案发电量差别较小，其中方案二因运行 范围更大发电量多1 5 6 万k w h ，说明发电量指标对方案选择影响很小。 2 1 4 6 工程投资 ( 1 ) 水库水位运行范围及机组额定水头选择 华北电力大学工商管理硕士专业学位论文 表2 - 4 两方案可比部分工程投资 项目单位方案一方案二 备注 工程投资万元 + 3 9 6 30 差值部分 其中： 土建万元 + 1 8 1 3o 机电万元 + 2 1 5 00 ( 2 ) 改造工程发电效益 推荐方案水能参数见表2 5 。 表2 - 5 长甸电站改造工程推荐方案水能参数汇总表 项目单位参数 备注 校核洪水位m1 2 9 9 1 2 p = o 1 设计洪水位 m1 2 7 1 1p = 1 正常蓄水使 m1 2 3 3 死水位 m9 5 保证发电低水位 m8 0 0 实际运行最低水位m7 8 3 91 9 5 7 2 0 0 1 芷 最低发电水位m7 5 装机容量 m2 0 0 单机容量 m1 0 0 机组台数 m2 最大水头 i n 9 3 8一台机发电 最大水头 m9 1 3全电站满发 加权平均水头 i 1 27 8 0按全水头范围 加权平均水头 m7 1 3 按全水头范围 加权平均水头 1 1 1 7 1 o 7 4 81 9 9 9 2 0 0 4 1 9 5 7 2 0 0 4 年实际运行分析结果 额定水头 m6 8 0 最小水头 m4 7 3 8 水库水位8 0 米 极限最小水头 m4 2 8 4 水库水位7 5 米 装机满发流量m v s 3 3 2 4 下游校核洪水位m4 3 8 p = o 5 - 卜游设计洪水位 m4 3 1p - - 1 t 4 华北电力大学工商管理硕士专业学位论文 续表2 5 长甸电站改造工程推荐方案水能参数汇总表 发电尾水位 m3 0 6 全电站满发 最低发电尾水位 m2 8 8 多年平均总发电量亿k w h4 0 4 6长系列全电站合计 2 1 4 7 改造工程发电效益 长甸电站改造前，整个水丰水库共设计有三个水电站，合计装机容量9 0 0 m w 。 根据全系列径流调节计算成果，其多年平均发电量为4 0 7 亿k w h 遵照中朝平等利 用鸭绿江水力资源的原则，如按容量比例分配，长甸水电站可获多年平均发电量为 6 0 1 亿k w h ；进一步分析表明，即使按最近1 2 年偏少的下游来水量进行调节计算， 整个水丰电站多年平均发电量也有3 0 9 8 亿k w h ，按容量比例分配，长甸电站可获 得的年平均发电量也应达4 6 5 亿k w h 。而根据长甸电站自投运以来的实际运行资 料分析，长甸电站1 9 9 0 年至2 0 0 3 年共1 2 年的实际平均年发电量仅2 9 1 亿k w h 。 长甸电站发电量远远过少，虽与近年来上游来水量较小有一定的关系，但主要原因 还是由于水丰水库不按高度图操作长期维持低水位运行，导致长甸电站长期不