试论发电公司投资建设抽水蓄能电站的经济效益

抽水蓄能电站，在电网负荷高峰时发电，称之为调峰功能；在电网负荷低谷时用电，即作为负 荷用电抽水蓄能，使电网负荷增大，称之填谷功能。因此它具有调峰填谷的双重作用，所以它的调 峰能力为其装机容量的 2 倍。抽水蓄能电站的这种调峰填谷功能所产生的效益称为静态效益。
抽水蓄能电站的调频稳频、调相稳压、提高供电质量、负荷备用等重要功能所产生的效益称为 动态效益。
该是现代电力系统中的“维和部队”，需要调峰填谷、调相稳压、调频稳频和事故备用时，都可以由
它来“维和”，使电力系统能够更加安全、稳定、可靠和经济地运行，从而产生更大的经济效益、环
保效益和社会效益。
发电公司投资建设和经营抽水蓄能电站，符合国家发改委发改能源（2004）71 号文件精神，因
1 抽水蓄能电站的作用
抽水蓄能电站与火电机组（包括燃煤、燃气、燃油和核电）相比具有如下特点：①不增加能源 （如油、煤、气、核燃料和水等）消耗，没有污染；②起停迅速，负荷跟踪快，从静止到满负荷发 电运行工况仅需不足 2min 的时间；③负荷率调整范围较大，一般可以在 50%～100%的负荷范围内可 靠稳定运行；④不是纯电源，它既是用户（负荷）又是发电站（电厂）；⑤不能独立生存，必须依靠 电力系统才能生存发展等等。鉴于抽水蓄能电站的上述特性和特点，可以说，电网经营企业、发电 公司和用户等都是抽水蓄能电站的受益者。
抽水蓄能机组起停迅速。从静止到满负荷发电运行工况仅需不足 2min 的时间，而且负荷跟踪比 较快。进口的燃煤火电机组增减负荷的速率一般小于 2.5%/min，国产的燃煤火电机组增减负荷的速 率小于 3%/min，所以，燃煤火电机组很难适应负荷的突然变化，抽水蓄能机组的这一特性是火电机 组无法相对设计而言）。
这里需要强调说明的是，仅用电量一个参数指标来衡量和评价抽水蓄能电站的经济效益，是很
不全面的。因为，抽水蓄能电站是电力系统发展到一定阶段、现代电力系统的产物，不应是为了“纯
粹的发电”目的而建设抽水蓄能电站，因为抽水蓄能电站的用电量大于其发电量。抽水蓄能电站应
试论发电公司投资建设抽水蓄能电站的经济效益
邢小平
华能集团公司水电开发部
摘 要：本文通过抽水蓄能电站与燃煤火电厂联合运营的量化分析，用量化指标论证了抽水蓄能电站可以使燃煤火 电厂受益，并进一步论证发电公司投资建设抽水蓄能电站可以获得经济效益和社会效益。 关键词：发电公司 抽水蓄能电站 经济效益
据报道，2004 年第一季度全国共有 24 个省级电力公司拉闸限电，与去年同期相比有增无减。 这种用电紧张的局面，实质上就是缺峰荷电、使电力供需失去了平衡，是没有坚持全面、协调和可 持续发展观造成的。在这种情况下，一般有下述几种方式解决：①拉闸限电；②增加发电能力，尤 其是发峰荷电能力；③挖掘现有发电设备的潜力，充分发挥和调动发电公司的发电积极性；④利用 市场经济的手段和方法，使有限的电力向优势企业倾斜，并用价格这个杠杆加以调节，缓解电力供 需矛盾。2003 年，全国供电可靠率出现了近 10 年来的首次负增长，由 2002 年的 99.9%下降为 99.866%， 相当于我国城镇地区 10kV 用户的年平均停电时间为 11 小时 43 分，比 2002 年增加了 3 小时 33 分。 可靠性是反映电力系统包括发电、输电和配电等各环节运行水平的综合性指标。面对电力管理体制 实施厂网分开后的这种新格局，要增加发峰荷电能力、提高供电可靠性，进一步发展抽水蓄能电站 是一种有效途径，因此必须首先解决发展抽水蓄能电站的投资、建设以及如何经营问题。
根据上述分析的抽水蓄能电站的特点和作用，可以认为发电公司拥有和经营抽水蓄能电站，将 同样可以获得巨大的经济和社会效益。下面以山东泰安抽水蓄能电站（以下简称“泰安蓄能”）联合 燃煤火电机组运行为例，分析其运行的客观合理性，从而论证其正确性。
为了分析方便起见，这里把山东邹县发电厂的 2 台 60 万 kW 燃煤火电机组和莱城发电厂的 4 台
供给电网
36
132
0
132
合计
168 132
泰安蓄能
年利用小时 (h)
上网电量(亿 kW·h)
5887 5887
约 27 约 27
上表中泰安蓄能年利用小时数包括抽水 3364h 和发电 2523h。
经济效益计算如下:
1.联合运营：假设邹莱发电站平均上网电价为：0.3 元/kW·h、低谷时段的电价（即燃料成本
价）为：0.09 元/kW·h、泰安蓄能平均峰荷电价为：0.35 元/kW·h，那么：
①邹莱发电站年收入为: 132×0.3+36×0.09=42.84（亿元）
②泰安蓄能年收入为:
27×0.35-36×0.09=6.21（亿元）
年收入合计为:
42.84+6.21=49.05（亿元）
2.不联合运营：假设电网供给泰安蓄能的平均低谷电价为：0.15 元/kW·h，那么：
抽水蓄能电站具有节约能源和保护环境作用，也是抽水蓄能电站的最大效益之一。抽水蓄能电 站投运后，可以明显地减少燃煤火电机组的旋转备用发电容量。譬如山东泰安抽水蓄能电站投运后， 至少可以节省 100 万 kW 的旋转备用发电容量。根据《抽水蓄能电站经济评价暂行办法实施细则》计 算可知，山东泰安抽水蓄能电站投运后，将节省标煤 43.4 万 t/年，北京十三陵抽水蓄能电站投运 后，节省标煤 22.5 万 t/年。从这个意义上讲，抽水蓄能电站投运后不但可以节约大量的宝贵能源， 而且还具有社会属性的巨大环保效益。抽水蓄能电站是调节电网负荷曲线的高峰和低谷的有效工具。 抽水蓄能电站配合燃煤火电机组运行，可以减少燃煤火电机组的出力变幅，有利于独立发电公司在 厂网分开后的竞价上网，不但使燃煤火电机组长期带基荷运行多发、稳发电，而且使燃煤火电机组 健康水平得到提高、降低维修成本，使独立发电公司获得更大的经济效益。
能联合运营比不联合运营多收入 3.24 亿元，显然是划算的；对泰安蓄能来说，联合运行的收入（6.21
亿元）比不联合运行的收入（4.05 亿元）多 2.16 亿元，所以，也是划算的。
邹莱发电站与泰安蓄能联合运营，除了上述电量效益外，还可以给邹莱发电站带来节煤效益、
改善燃煤火电机组运行条件提高机组健康水平、节约燃煤火电机组维修费用的经济效益等等；同时
根据初步计算，在邹莱发电站上网发电量为年运行 5500h 的电量即 132 亿 kW·h 及泰安蓄能容 量为 100 万 kW 的条件下，两座电厂联合运营时，泰安蓄能在邹莱发电站负荷低谷抽水时以平均入力 计算，需要邹莱发电站提供的发电容量约为 107 万 kW，此时，邹莱发电站可以满发 240 万 kW，其中 133 万 kW 供给电网。下表是两座电站联合运营时，邹莱发电站的发电容量供给电网和泰安蓄能的关 系以及相应的时间表。按照这种容量分配关系以及相应的时间关系，可以确保邹莱发电站高效运行。
①邹莱发电站年收入为: 132×0.3 =39.6（亿元）
②泰安蓄能年收入为:
27×0.35-36×0.15=4.05（亿元）
年收入合计为:
39.6+4.05=43.65（亿元）
从上述电量效益分析可知，邹莱发电站与泰安蓄能联合运营比不联合运营多收入 5.4 亿元，这
充分说明邹莱发电站与泰安蓄能联合运营可以产生明显的经济效益。对邹莱发电站来说，与泰安蓄
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30 万 kW 燃煤火电机组共计 6 台、240 万 kW 的燃煤火电机组作为“邹莱发电站”叙述。如果按年平 均利用小时数为 7000h 考虑，那么,邹莱发电站年理论发电量应为 168 亿 kW·h。如果按照电网接收 邹莱发电站年平均运行 5500h 的电量考虑，即 132 亿 kW·h，则电网接收的电量远小于邹莱发电站 的发电能力，这就明显地影响了邹莱发电站的经济效益。
电网中的负荷突然增减，往往会导致电网的频率波动，影响供电质量，严重时将给国民经济和 人民生活造成重大损失。抽水蓄能电站的可逆运转，可以调频、使电网的频率保持稳定。当电网的 频率偏离设定值时，可以使蓄能机组处于发电或抽水工况运行或静止状态，从而使电网的频率符合 设定值。
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抽水蓄能机组为同步机组，可以向电网输送或从电网吸收无功功率，从而使电网的电压保持稳 定。当电网的电压偏离设定值时，可以使抽水蓄能电站进行调相工况运行（从电网中吸收或向电网 输送无功功率），从而使电网的电压符合设定值。
负荷备用包括检修备用和事故备用，是抽水蓄能电站的最大效益之一。1996 年 2 月 19 日，正 值传统春节，此时的广东电网负荷仅为 237 万 kW，大亚湾核电站的一台 90 万 kW 的核电机组突然甩 负荷，电网频率急剧下降、有瓦解的可能，这时广东电网调度中心发出指令，使广州抽水蓄能电站 的 1#蓄能机组由水泵工况运行转为发电工况运行，同时启动了 2#、3#蓄能机组处于发电工况运行， 不但使其避免了瓦解，而且保证了电网安全运行。2001 年 2 月 10 日，浙江北仑发电厂 500kV1#联变 突然起火，引起 1#、2#、5#三台 60 万 kW 机组相继跳闸，共损失出力 145 万 kW。事故造成浙江 220 kV 江南变电站停电，舟山电网与系统解列，华东电网负荷从 2716.5 万 kW 下降到 2682.3 万 kW，系 统频率从 50.01Hz 下降到 49.65Hz。事故发生后，华东电网调度中心立即采取启动浙江天荒坪抽水 蓄能电站的蓄能机组处于发电工况运行、增发浙江新安江和富春江水电厂的机组出力、调用上海、 江苏、浙江和安徽电网中旋转备用发电容量等一系列措施，在 3.5min 内使系统频率恢复到 49.80 Hz， 没有因机组跳闸甩负荷而拉闸限电。
为了使邹莱发电站能够发挥应有的经济效益，可以利用位于邹莱发电站附近的泰安蓄能的填谷 作用，吸收电网低谷时段的邹莱发电站多发的电量，经过泰安蓄能机组转换后，在电网负荷高峰时 段输送给电网，从而达到调峰的目的。如此联合运营，在电网负荷处于低谷时段邹莱发电站增加了 发电容量，降低了煤耗，节约了能源，降低了发电成本，甚至能以燃料成本价向泰安蓄能提供廉价 的抽水用电量，然后再由泰安蓄能向电网提供质优价高的峰荷时段的电量。所以，泰安蓄能与邹莱 发电站联合运营后，不但可以给两座电站带来较好的经济效益，而且也给电网带来了巨大的调峰效 益,使电网能够更加安全、可靠、稳定和经济地运行。