大型水电站远距离送电经济合理性分析

1、大型水电站远距离送电经济合理性分析摘要：金沙江上的向家坝和溪洛波水电站是西电东送的 主要骨干电源，其配套的输变电工程送出容量大，距离长， 相应的投资较高。在今后电力市场日臻规范和电价竞争机制 逐渐形成的条件下其经济合理性和发展前景为人们所关注。 通过输变电成本随送电距离和容量的变化研究及其与国内 其它一些中远距离输变电工程还本付息过网费的对比分析， 论证了向家坝和溪洛波水电站远距离送电的经济合理性。关键词：向家坝电站溪洛渡电站输变电工程电价经济合理性1工程概括向家坝、溪洛波水电站及其输变电工程向家坝、溪洛渡水电站是金沙江上拟首批开发的两个巨 型电站，建设条件好，动能经济技术指标优越，外送能力大

2、。 向家坝水电站位于四川省宜宾县和云南省水富县境内，为金 沙江出口控制梯级电站，可进行周季调节，初拟装机600万 kw,年发电量亿kw*h，保证出力144万kw，是一座具有发 电、灌溉、航运、拦沙等多种综合效益的特大型水利水电枢 纽工程。溪洛渡水电站位于四川省雷波县和云南省永善县境 内，下距向家坝水电站约156km（河道里程），是一座以发电为 主兼有防洪、拦沙、改善下游航运等综合效益的巨型水利水 电枢纽工程，具有季调节性能，初拟装机1200万kw，年发电量约亿kw*h，保证出力万kw。向家坝水电站的供电范围是四川、云南、华中，供电距 离分别为40km、19 0km和1300km。据原国家电网公

3、司测算， 输变电工程静态投资为亿元（川、滇两省各留电印万kw，送 华中480万kw方案，1997年价格水平）；溪洛渡水电站的供 电范围是四川、云南、华中、华东，供电距离分别为145km、 120km、1350km和1900k m，输变电工程静态投资为亿元（川 渝、滇各留电120万kw，送华中320万kw，送华东640万 kw, 1997年价格水平）。两电站送出工程静态投资分项目组 成见表1和表2。三峡输变电工程三峡输变电工程是三峡工程的配套工程，设计输送容量 华东720万kw，川东200万kw,华中900万kw。为了便于 与向家观和溪洛渡水电站送出工程相比较，根据三峡输变电 系统设计概算，我们

4、将其中的交直流线路、换流站及变电工 程投资单列出来，并将其它费用按投资比例平摊到交直流线 路、换流站及变电工程中。电力规划设计总院编的火电、 变电、送电工程限额设计控制指标中，500kv的交流线路 工程造价上涨指数1995年为，19%年为; 500 kv的交流变 电工程的造价上涨指数19 95年为，1996年为，根据以上 数据折算三峡工程输变电工程的投资到1 997年价格水平年， 见表3。表1向家坝水电站送出工程静态投资项目四川云南华中合计送出容量（万kw）6060480600总投资4331664297134 46651452278线路55 952657633778415 949换流站6984

5、39698439交流配套变电2399 223992152617xxo 1交流配套线路13729137 29109831137289表2溪洛渡水电站送出工程静态投资表项目川渝云南华东合计送出容量（万kw） 1201203206401200总投资103439634992647 0xx1373133299线路4056333570420557659303973993换流站506727101345 415xx1交流配套变电353 223532210596518 7939364548交流配套线路27458274587322114641274577表3三峡工程输变电工程投资项目华东川东合计送出容量（万kw）

6、 720900200182 0静态总投资163570710 3542423031729014 45直流线路 453760453760换流站856622856622交流配套变电181687361474656 10608769交流配套线路1 4363867395016470 6982293俄中送电工程俄中送电工程的出发点是从俄罗斯伊尔库斯克地区输 入廉价的电力到我国北部地区。根据可行性研究报告，初步 确定了以下技术方案：送电方式：俄中送电采取±60 okv直流方式；送电起点：伊尔库斯克地区布拉茨克开关站。由于华北电网和东北电网都有能力接受俄送电力，因此 落点有北京、唐山（送电华北）和沈阳

7、（送电东北）几个选择， 输电距离分别为2 400km、2530km、2800km。根据伊尔库斯 克地区输出电力的能力和我国的受电能力，线路输送电力应 在2 00300万kw之间。在这里，我们选择经过蒙古国送电 唐山，输送容量25 0万kw方案与向家坝、溪洛渡进行对比， 此方案的线路长度及送电容量规模都为居中水平。俄中送电工程投资（1997年价格水平）见表4。 表4俄中送电工程投资项目投资直流线路450325换流站380580合计8309052输变电工程投资分析本文主要探讨远距离送电的经济性，所以我们主要考虑 外送距离的变化引起的投资变化情况。对于某一个直流输电工程，设输变电的总投资的y，换 流

8、站的投资为a，配套交流变电和线路的投资为b，输电距 离为x，单位距离的直流线路费用为c，则有下式成立：y=4+b+cx对于送出容量一定时，a、b、c都是常数，设d=a+b, 有：y=d+cx对于向家坝外送华中480万k w，二回线，平均每回线路长度1150 km，若d=（亿兀）、c =亿兀/km，则：y = +*x对于溪洛渡送华中320万kw，一回线，1350km，若d=（亿 元）、c=（亿元/km）则：y = +*x对于溪洛渡外送华东6 40万kw，二回线，平均每回长 度18 50km，若d=（亿元）、c=（亿元/km）则:y = +*x向家坝、溪洛渡两电站外送输变电投资随外送距离的变 化见

9、图1。图中向家坝代表向家坝外送480万kw，溪洛渡1 代表溪洛渡外送320万kw，溪洛渡2代表溪洛渡外送640万kwo1向家坝、溪洛渡电力外送投资随距离变化 从表5和图1中可以看出，随着距离的增加，电力外送 的投资增加幅度与距离增加幅度相比要小得多。以溪洛渡外 送640万kw为例，当输电距离从500km增加到2000km时， 输电费用增加仅亿元，占整个输电投资的。可以看出，长 距离电力外送是否经济，其输电距离只是其中的一个影响因 素，不是主要因素。3金沙江外送和三峡、俄中外送投资对比金沙向家坝和溪洛渡水电站电力外送容量大，距离远， 相应的输变电工程投资也较大，向家坝输变电工程静态投资为亿元（川

10、、滇各留电60万kw，送华中480万kw，1997年 价格水平），溪洛渡输变电工程静态投资为亿元（川渝、滇各 留电120万kw，送华中320万kw，送华东64 0万kw，1997 年价格水平）。在这里，我们将向家坝和溪洛渡电力外送的 输变电投资和三峡输变电投资及俄中送出工程作一对比、详 见表5。表5金沙江外送和三峡、俄中外送投资对比项目三峡工程 溪洛渡 向家坝 俄中送电 电站规模（万kw） 1820120 0600250直流线路长度(km) 22005 05023002530投资（亿元）单位投资（万元/km） 交流线路长度(km)6 90023301130投资(亿元)变电工程容量（万kva）2

11、475157582 5投资（亿元）单位投资（万元/万kva）换流站容量（万kva） 1200250投资（亿元）单位投资（万元/万kva）合计注：三峡、向家坝输变电的交直流电压等级均为500kv； 溪洛渡输变电的交流电压等级为500kv,支流电压等级为土 600kv；俄中送电采用±600k v直流；价格水平年均为1997 年值。需要说明的是三峡换流站为单端，向家坝、溪洛渡、俄 中送电为双端，将三峡换流站换算为双端，总投资为亿元， 单位投资与向家坝、溪洛渡及俄中送电基本相当。队表中可 以看出，三峡的直流线路和变电单位投资比向家坝和溪洛渡 稍高，直流线路单位投资约高10%，变电约高。三峡直

12、流线 路单位投资稍高主要原因是由于三峡每回线的输送容量为 360万kw，向家坝为240万kw，溪洛渡为32 0万kw，所以 三峡直流输电线路所选用的导线截面积较大，投资稍高；三 峡和向家坝、溪洛渡变电单位投资相差较小，主要是选型的 问题；而交流线路及换流站向家坝和溪洛渡要比三峡稍高， 我们按各个分项工程占整个输变电工程的比重来进行加权 平均，向家坝和溪洛渡输变电的单位投资比三峡稍高，和俄 中送电工程相当。具体比较见表6。表6金沙江外送和三峡、俄中送电工程单位投资比较序号项目直流线路（万元/km） 交流线路（万元/km） 变电1三峡2溪洛渡3向家现4俄中送电5(2-1)/i -%-%6(3-1)

13、/4 -%7(2-4)/4 %1%8(3-1)/4 -%910对6进行加权平均 %11对7进行加权平均 2%12对8进行加权平均 -1%注：表中（21）/1表不（溪洛渡一三峡）/三峡，（31）/1 表示（向家坝一三峡）/三峡，（24）/4表示（溪洛渡一俄中送 电）/俄中送电，（34 ） /4表示（向家坝一俄中送电）/俄中送 电。从上表可以看出溪洛渡电力外送输变电单位投资加权 平均后比二峡高,比俄中送电高2%;向家坝电力外送输变电 单位投资加权平均后比三峡高，比俄中送电低1%。可以认 为向家坝、溪洛渡水电站的输变电投资概算水平与三峡、俄 中送电相比是相近的。4送电工程过网费的比较分析一般情况下，

14、某一直流输变电工程的过网费主要受以下几个因素影响:(1) 工程静态投资和输变电容量从前面的分析我们可以看出，在一定范围内，输送距离对直流输变电工程投资的影 响不大，工程投资主要与设计输变电容量有关，设计输变电 容量增加一倍，工程投资也基本上增加一倍。在输变电设计 容量得到充分利用的情况下(达到设计年利用小时数)，两者 对过网费的影响互相抵销。(2) 投资流程由于输变电工程的施工不象大型水电站受 到施工场面等客观因素和施工程序的制约，所以输变电工程 施工进度受工程规模影响不大，一般都能在46年内完成。 对不同的工程，分年度投资流程相差不大，这方面对过网费 的影响也不大。(3) 线损率线损率对过网

15、费的影响同样不大，对于输电 距离从10 003000km的直流线路来说，功率损耗一般为 5%10%，电量损耗为3%6%。(4) 年利用小时数年利用小时数乘以输变电容量就是年 送电量，这一因素对过网费的影响最大，是过网费的决定性 因素。三峡、向家坝、溪洛渡设计年利用小时均为4700h左 右，俄中送电为5500h。由于受到水电装机进度的限制，致 使水电站外送工程刚开始建成的几年内送电量较少，年利用 小时较低，而前期又正是还贷付息的高峰期，对过网费的影 响较大。这一点在三峡向华东送电的过网费计算上体现得尤 为明显，从下面的分析可以看出。将向家坝、溪洛渡、三峡、俄中送电工程的静态总投资 （1 997年

16、价格）、设计输电量和过网费（1997年价格）等经济 指标作一个对比，详见表7。表中向家坝指向家坝向华中送 电480万kw，溪洛渡1指溪洛渡向华东送电640万kw，溪 洛渡2指溪洛渡向华中送电320万kw，三峡指三峡向华东送 电720万kw，三峡送电华中为交流输电方案，不参与比较。表7向家坝、溪洛渡、三峡、俄中送电工程经济指标对 比指标静态总投资（亿元）设计输电量（亿kw h）过网费（亿kw h）单位电度过网投资（亿kw*h）向家坝溪洛渡1溪洛渡2三峡俄中送电从上表可以看出，三峡向华东送电的单位电度过网费投 资较低，为元/kw h（主要原因是三峡外送工程的换流站仅 考虑单端，其它送出工程为双端，而这部分占静态总投资的比重较大，如果三峡的输变电投资包括双端换流站，则三峡 为元/kw*h，和溪洛渡基本相当)，而过网费却相对较高， 达到元/kw«h，主要原因是三峡向华东送电输变电工程建成 初期送电量较小。5结语通过以上分析可以得到以下几个主要结论：(1) 大型水电站的电力外送是否经济送电距离的远近在 一定范围