近年來(lái)四川、云南水電棄水問(wèn)題突出，造成水資源的巨大浪費(fèi)，嚴(yán)重影響相關(guān)水電站運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。水電站在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，受環(huán)境、移民、經(jīng)濟(jì)、工程建設(shè)條件等因素制約，水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容和電站裝機(jī)容量不可能達(dá)到足夠大，受來(lái)水分布不均、水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容和電站裝機(jī)容量所限，以及電站實(shí)際運(yùn)行中電力市場(chǎng)等各種因素影響，不可避免地存在水電棄水問(wèn)題。在經(jīng)濟(jì)“新常態(tài)”下，由于消納市場(chǎng)疲軟，裝機(jī)階段性過(guò)剩等多重因素疊加，導(dǎo)致本應(yīng)進(jìn)入市場(chǎng)“收獲期”的西南水電卻遭遇棄水“寒冬”。

　　棄水由多種因素造成，按照水力資源轉(zhuǎn)換為水能到被用電戶(hù)利用經(jīng)過(guò)的先后環(huán)節(jié)，棄水原因主要可概括為以下幾點(diǎn)：一是水情預(yù)測(cè)原因產(chǎn)生的棄水,指因水情預(yù)測(cè)偏差導(dǎo)致水庫(kù)與電站運(yùn)行方式不盡合理而產(chǎn)生的棄水；二是與綜合利用相關(guān)的棄水，指按照設(shè)計(jì)運(yùn)行方式可與發(fā)電相結(jié)合的綜合用水在電站實(shí)際運(yùn)行中未完全與發(fā)電結(jié)合而產(chǎn)生的棄水；三是與水電站自身相關(guān)的棄水，指由于電站自身原因其調(diào)度運(yùn)行受到限制在水庫(kù)蓄滿(mǎn)時(shí)不能按額定出力發(fā)電而造成棄水；四是與輸電線(xiàn)路相關(guān)的棄水，指由于送出通道不足及輸電設(shè)備損壞、檢修、試驗(yàn)等限制水電站出力造成的棄水；五是與電力系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)的棄水，指為保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行以及滿(mǎn)足系統(tǒng)調(diào)峰需要而限制水電站出力所產(chǎn)生的棄水；六是與電力市場(chǎng)有關(guān)的棄水，指因電力市場(chǎng)消納空間不足或電力市場(chǎng)未落實(shí)所產(chǎn)生的棄水。

　　為盡可能利用水能資源，應(yīng)全面分析棄水成因，積極探討利用市場(chǎng)機(jī)制在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置資源，理性布局水電發(fā)展，減少不合理?xiàng)壦?/span>

四川棄水分析

　　四川電源結(jié)構(gòu)以水電為主，截至2016年底，四川全口徑發(fā)電裝機(jī)容量為9108萬(wàn)千瓦，水電7246萬(wàn)千瓦、占總裝機(jī)的79.56%，其中金沙江干流、雅礱江干流、大渡河干流三大基地裝機(jī)容量約占全省水電裝機(jī)容量的55%；火電（含氣電）1642萬(wàn)千瓦，占總裝機(jī)的18.02%；風(fēng)電125萬(wàn)千瓦，占總裝機(jī)的1.37%；太陽(yáng)能光伏發(fā)電96萬(wàn)千瓦，占總裝機(jī)的1.05%。2016年全省最大用電負(fù)荷為3284萬(wàn)千瓦。

　　四川電網(wǎng)目前呈“四直四交”的外送格局，送電能力最高為2850萬(wàn)千瓦，其中賓金直流最大輸電能力為800萬(wàn)千瓦，復(fù)奉直流最大輸電能力為640萬(wàn)千瓦，錦蘇直流最大輸電能力為720萬(wàn)千瓦，德寶直流最大輸電能力為300萬(wàn)千瓦，川渝500千伏交流通道最大輸電能力為390萬(wàn)千瓦。扣除金沙江界河直送部分后的川電外送規(guī)模為1320萬(wàn)千瓦。近期規(guī)劃有川渝第三通道和雅中直流。

　　四川省2006年～2010年基本上沒(méi)棄水，2011年～2015年公布的四川省水電調(diào)峰水棄水分別為2.7億千瓦時(shí)、76億千瓦時(shí)、26億千瓦時(shí)、97億千瓦時(shí)、102億千瓦時(shí)。 2016年棄水電量超過(guò)300億千瓦時(shí)。

2012年～2017年是四川省水電集中投產(chǎn)期，期間年平均增加水電裝機(jī)容量約700萬(wàn)千瓦，預(yù)計(jì)至2017年四川水電棄水將達(dá)到峰值。2017年以后，隨著新投產(chǎn)水電站裝機(jī)減少和用電負(fù)荷的逐年增加，棄水電量將隨之減少，至2020年，雅中直流如能按期投運(yùn)，棄水狀況將得到較大改觀(guān)。

　　四川省水電棄水電量主要原因是市場(chǎng)需求不足和外送通道建設(shè)滯后，其中市場(chǎng)原因占80%以上。

云南棄水分析

    截至2016年底，云南省總裝機(jī)容量8442萬(wàn)千瓦，水電裝機(jī)容量6096萬(wàn)千瓦，所占比重為72.21%，其中瀾滄江干流、金沙江干流裝機(jī)約占全省水電裝機(jī)的65%；火電裝機(jī)容量1402萬(wàn)千瓦，所占比重為16.61%，裝機(jī)年利用小時(shí)數(shù)1922小時(shí)；風(fēng)電737萬(wàn)千瓦，占總裝機(jī)的8.73%；太陽(yáng)能光伏發(fā)電206萬(wàn)千瓦，占總裝機(jī)的2.44%。2016年全省最大用電負(fù)荷為3638萬(wàn)千瓦。

    “十二五”期間，云南省電源建設(shè)速度較快，擺脫了“十一五”期間電力供應(yīng)不足的局面，但近年來(lái)電力需求增速較慢，省內(nèi)用電情況低于預(yù)期，2015年甚至出現(xiàn)了負(fù)增長(zhǎng)情況；外送電量持續(xù)增加，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年云南省外送電量323億千瓦時(shí)，2015年外送電量達(dá)到945億千瓦時(shí)，增長(zhǎng)了近2倍。云南電力外送的主要目標(biāo)省份是廣東省，從2015年開(kāi)始出現(xiàn)電力需求減緩，且隨著該省內(nèi)裝機(jī)容量的不斷發(fā)展，對(duì)接納外來(lái)電力的需求趨緩。

　　除魯布革水電站的外送通道外，云南省其余外送通道均以網(wǎng)對(duì)網(wǎng)形式外送。目前，云電外送主要送電方向?yàn)閺V東和廣西，已建外送通道的送電能力達(dá)到2470萬(wàn)千瓦，其中，外送廣東通道能力為1900萬(wàn)千瓦，外送廣西通道能力為620萬(wàn)千瓦。此外，在建的滇西北直流工程送電廣東深圳，送電能力500萬(wàn)千瓦，主要外送云南境內(nèi)瀾滄江干流中上游梯級(jí)電站電量，預(yù)計(jì)于2017年年底投產(chǎn)。外送廣東的背靠背換流站工程將擴(kuò)建，擴(kuò)建后送電能力將增加100萬(wàn)千瓦。

　　近年來(lái)隨著大型水電的集中投產(chǎn)以及部分中小型電站的相繼投產(chǎn)，大多數(shù)電站調(diào)節(jié)性能較差，造成云南省電力供應(yīng)的汛、枯矛盾十分突出，同時(shí)受輸電線(xiàn)路建設(shè)的相對(duì)滯后、市場(chǎng)需求未達(dá)到預(yù)期，水電消納問(wèn)題突出，云南省出現(xiàn)了持續(xù)棄水現(xiàn)象，尤其是2014年以來(lái)，水電棄水嚴(yán)重。2014年、2015年棄水電量達(dá)168億千瓦時(shí)、153億千瓦時(shí)。2016年棄水電量超過(guò)300億千瓦時(shí)。預(yù)計(jì)2017年云南省棄水電量還會(huì)有所增加，2017年后因滇西北直流送電通道建成，外送能力增加以及省內(nèi)用電需求的增長(zhǎng)，棄水電量在110億千瓦時(shí)左右。

　　云南省水電棄水主要原因是市場(chǎng)需求不足以及電源結(jié)構(gòu)性矛盾，占比90%以上。

多點(diǎn)發(fā)力解決川滇棄水問(wèn)題

　　我國(guó)水電的年發(fā)電量和裝機(jī)容量均居世界第一，是我國(guó)第二大主力電源。水電的良性發(fā)展關(guān)系到我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，是我國(guó)完成2020年非化石能源消費(fèi)占比目標(biāo)的重要基石。解決川滇兩地棄水問(wèn)題，不可因噎廢食，應(yīng)該從多方面矛盾入手，多點(diǎn)發(fā)力，從深層次調(diào)整西南水電結(jié)構(gòu)，推動(dòng)我國(guó)能源順利轉(zhuǎn)型。

　　加強(qiáng)國(guó)家層面統(tǒng)籌協(xié)調(diào)和管控

　　堅(jiān)持西電東送戰(zhàn)略，加強(qiáng)國(guó)家層面西部水電消納的協(xié)調(diào)和引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)水電資源跨區(qū)配置，打破省間壁壘，加大接受水電力度，促進(jìn)川、滇及各受電省份共同解決棄水問(wèn)題。加強(qiáng)省際電力市場(chǎng)協(xié)調(diào)，嚴(yán)格控制、減少煤電建設(shè)投產(chǎn)規(guī)模，為消納西南清潔水電留出必要的市場(chǎng)空間，優(yōu)先保證消納包括水電在內(nèi)的可再生能源電量。

　　科學(xué)規(guī)劃、有序推進(jìn)電源建設(shè)，協(xié)調(diào)配套建設(shè)送出工程

　　大規(guī)模水電集中投產(chǎn)、負(fù)荷發(fā)展水平低于預(yù)期是造成川滇水電棄水的主要原因，另外四川、云南的外送通道建設(shè)較“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃分別相差800萬(wàn)千瓦、300萬(wàn)千瓦以上，導(dǎo)致出現(xiàn)窩電棄水情況。需科學(xué)合理的規(guī)劃電源建設(shè)方案，結(jié)合市場(chǎng)需求，有序地開(kāi)發(fā)電源，配套建設(shè)送電通道，避免由于電網(wǎng)建設(shè)滯后出現(xiàn)“卡脖子”的情況發(fā)生，盡可能減少因電源建設(shè)與送出工程、市場(chǎng)需求不匹配帶來(lái)的棄水。依托雅礱江中游梯級(jí)水電站開(kāi)發(fā)建設(shè)雅礱江中游水電外送通道，該通道建成后還可有效解決攀西斷面送出受阻問(wèn)題；加快川渝500千伏交流第三通道建設(shè)以及落實(shí)“雅中直流”特高壓外送工程；依托金沙江下游烏東德、白鶴灘電站開(kāi)發(fā)建設(shè)云南水電送電通道；加快推進(jìn)滇西北直流工程建設(shè)。

　　統(tǒng)籌安排電源開(kāi)發(fā)時(shí)序及規(guī)模，適當(dāng)控制新能源的建設(shè)進(jìn)度，在棄水嚴(yán)重的當(dāng)前，集中力量消化存量水電及新能源，促進(jìn)西南地區(qū)“網(wǎng)、源、荷”健康協(xié)調(diào)發(fā)展。

　　探索建立水電消納保障機(jī)制

2016年國(guó)家先后出臺(tái)《關(guān)于建立可再生能源開(kāi)發(fā)利用目標(biāo)引導(dǎo)制度的指導(dǎo)意見(jiàn)》（國(guó)能新能[2016]54號(hào)）、《關(guān)于做好風(fēng)電、光伏發(fā)電全額保障性收購(gòu)管理工作的通知》（發(fā)改能源[2016]1150號(hào)）等文件，雖然水電上網(wǎng)電價(jià)遠(yuǎn)低于風(fēng)電、光伏電價(jià)，但上述文件均不包含水電。

　　隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入“新常態(tài)”和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)性調(diào)整，電力需求增速逐步趨緩，同時(shí)西部水電開(kāi)發(fā)難度加大、成本增加，滿(mǎn)足合理收益的上網(wǎng)電價(jià)提高，必將影響受端市場(chǎng)消納西電的積極性。但水電電價(jià)形成機(jī)制中其減排等綜合效益沒(méi)有得到體現(xiàn)。研究建立外送水電消納配額制，將吸納西部水電納入受端區(qū)域能源發(fā)展計(jì)劃，建立優(yōu)先消納的保障機(jī)制和相關(guān)措施，構(gòu)建合理的市場(chǎng)交易方式、價(jià)格補(bǔ)償和碳排放交易機(jī)制及其配額制度，促進(jìn)西南水電在全國(guó)更大范圍的資源優(yōu)化配置。

　　積極研究推進(jìn)市場(chǎng)消納機(jī)制

　　深入貫徹中發(fā)[2015]9號(hào)文件精神，落實(shí)電力體制改革配套文件要求，充分發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制作用，有效利用水電資源。

“十三五”期間，西南水電受端地區(qū)電力供應(yīng)預(yù)期較為寬松，對(duì)于接納西南水電而影響本省火電利用小時(shí)數(shù)存在更多的考慮。與此同時(shí)，電力系統(tǒng)市場(chǎng)化改革使受端省份對(duì)西南水電的價(jià)格、送電特性等方面有著新的要求。目前，云電送粵、云電送桂協(xié)議尚未簽訂，而四川水電外送以指令性計(jì)劃為主，沒(méi)有與受電端簽訂送受電協(xié)議。建議國(guó)家統(tǒng)籌考慮各方參與程度，反映各方訴求，盡快簽訂川電外送、云電外送的相關(guān)協(xié)議。

　　積極發(fā)揮市場(chǎng)化交易平臺(tái)的作用，為富余水電尋求出路。充分利用現(xiàn)有通道加大汛期送電量，協(xié)調(diào)受端市場(chǎng)充分吸納西南水電。分析近年實(shí)際送電情況，汛期云電外送能力還有一定的潛力可挖，協(xié)調(diào)廣東等受端市場(chǎng)進(jìn)一步接納云南水電。進(jìn)一步完善大用戶(hù)直接交易機(jī)制，同時(shí)研究“以電替煤、以電替油”的用能方式，擴(kuò)大內(nèi)需，進(jìn)一步拓寬清潔能源的銷(xiāo)售渠道，加快貧困地區(qū)電網(wǎng)建設(shè)、改造，改善當(dāng)?shù)赜秒姉l件，促進(jìn)電力消納。進(jìn)一步完善電力市場(chǎng)中水火置換機(jī)制，促進(jìn)富余水電就近消納，探索研究跨省區(qū)發(fā)電權(quán)交易、開(kāi)拓新的電力外送市場(chǎng)。

　　加快龍頭水庫(kù)建設(shè)，改善水電出力特性

　　龍頭水庫(kù)能很好地發(fā)揮蓄豐補(bǔ)枯調(diào)節(jié)作用，改善全流域梯級(jí)的出力特性，有效平抑水電出力的峰、枯矛盾，能更好地適應(yīng)電力系統(tǒng)需求特性和電力外送，有利于爭(zhēng)取更好的市場(chǎng)消納空間，對(duì)減少棄水、提高水資源綜合利用能力和水能利用率等具有重要作用，應(yīng)重視并加快龍頭水庫(kù)規(guī)劃建設(shè)，出臺(tái)相關(guān)制度與政策。

　　因規(guī)劃的金沙江龍頭水庫(kù)沒(méi)有建設(shè)，梯級(jí)電站出力特性和電能質(zhì)量不能實(shí)現(xiàn)規(guī)劃目標(biāo)，金沙江干流中游已投產(chǎn)梯級(jí)水電站調(diào)節(jié)性能較差，大多僅具備日、周調(diào)節(jié)能力，受天然來(lái)水汛枯差異大的影響，水電汛、枯出力差異懸殊，不能很好地與電力需求相匹配，也限制了外送市場(chǎng)空間，導(dǎo)致汛期電量大量富余。瀾滄江建設(shè)有小灣和糯扎渡兩個(gè)多年調(diào)節(jié)水庫(kù)，梯級(jí)整體調(diào)節(jié)性能較好，更能夠適應(yīng)年內(nèi)用電需求，對(duì)減少棄水電量的作用顯著，體現(xiàn)了市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

　　金沙江梯級(jí)水電站群規(guī)模巨大，龍頭水庫(kù)補(bǔ)償作用更為顯著，規(guī)劃的龍盤(pán)水庫(kù)調(diào)節(jié)庫(kù)容215億立方米，地處我國(guó)裝機(jī)達(dá)1億千瓦的巨型水電基地龍頭，其下游梯級(jí)利用水頭達(dá)1700米，水庫(kù)有效蓄能量達(dá)900億千瓦時(shí)，一直到葛洲壩均可受益。補(bǔ)償調(diào)節(jié)后，金沙江中游梯級(jí)水電站群的枯水期電量占年電量的比例可由27.8%提高為61.4%，云南骨干流域金沙江梯級(jí)水電群的出力特性和電能質(zhì)量將得到極大改善。積極推動(dòng)金沙江龍頭水庫(kù)建設(shè)，將對(duì)整個(gè)云南省水電消納都具有重要作用。

　　實(shí)行流域、電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度

　　推動(dòng)建立流域統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制，研究流域梯級(jí)聯(lián)合調(diào)度體制，推動(dòng)金沙江、瀾滄江、大渡河、雅礱江等流域?qū)崿F(xiàn)梯級(jí)聯(lián)合調(diào)度，充分發(fā)揮流域梯級(jí)水電開(kāi)發(fā)的整體效益，提高總體市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

　　根據(jù)實(shí)際水情，結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行要求，及時(shí)協(xié)調(diào)并取得電網(wǎng)支持，通過(guò)申請(qǐng)降低或加大出力，靈活、主動(dòng)地調(diào)整機(jī)組負(fù)荷曲線(xiàn)，減少棄水損失。

　　推行電價(jià)改革，實(shí)行峰、谷和豐、枯電價(jià)

　　電價(jià)成為電廠(chǎng)實(shí)際上網(wǎng)電量和改善電網(wǎng)運(yùn)行條件的關(guān)鍵因素。單一電價(jià)體制不利于改善電網(wǎng)峰谷差，也使一些新建水電廠(chǎng)由于電價(jià)較高而失去競(jìng)爭(zhēng)能力，增加棄水。實(shí)行豐枯電價(jià)，在棄水期或即將棄水時(shí)超發(fā)電量降價(jià)向電網(wǎng)輸送。如美國(guó)水電站季節(jié)性電能的電價(jià)僅為可靠電能的1/4。

　　作為電力市場(chǎng)的補(bǔ)充，可建立電量置換市場(chǎng)，在網(wǎng)內(nèi)或網(wǎng)間建立計(jì)劃電量置換市場(chǎng)；合理核定新建通道的輸電電價(jià)，優(yōu)化受端地區(qū)用電成本；研究跨省區(qū)大用戶(hù)直接交易，推動(dòng)送端發(fā)電企業(yè)與受端電力用戶(hù)通過(guò)市場(chǎng)化交易方式直接確定送受電價(jià)，促進(jìn)西南水電消納；鼓勵(lì)受端地區(qū)配套水電消納政策，增加年交易電量。

　　加強(qiáng)水電棄水監(jiān)管

　　通過(guò)調(diào)查、分析研究，制定統(tǒng)一的水電棄水界定標(biāo)準(zhǔn)及管理辦法，包括棄水的定義、分類(lèi)、定量計(jì)算方法，以及水能資源利用監(jiān)測(cè)管理辦法。從政府、電站和電網(wǎng)角度，做好發(fā)電、棄水、水資源綜合利用等信息的監(jiān)測(cè)、分析、統(tǒng)計(jì)工作，納入流域綜合監(jiān)測(cè)管理體系，并及時(shí)分析產(chǎn)生棄水的原因。構(gòu)建流域梯級(jí)水電站信息監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、信息共享、有效管理。

　　研究運(yùn)用大數(shù)據(jù)手段

　　目前電網(wǎng)大多采取直接調(diào)度機(jī)組的方式，導(dǎo)致流域梯級(jí)聯(lián)合調(diào)度不易協(xié)調(diào)，電網(wǎng)也缺乏優(yōu)化調(diào)度動(dòng)力，流域梯級(jí)水電之間以及水、風(fēng)、光互補(bǔ)難以實(shí)現(xiàn)，缺乏相應(yīng)市場(chǎng)機(jī)制安排。

　　研究基于流域綜合監(jiān)測(cè)，建立大數(shù)據(jù)信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)流域水電調(diào)度運(yùn)行信息的事中事后監(jiān)管，進(jìn)一步打通干支流、跨流域的信息互聯(lián)互通，運(yùn)用大數(shù)據(jù)手段，通過(guò)大系統(tǒng)協(xié)同，全面實(shí)施水、風(fēng)、光等多能互補(bǔ)，提升電站運(yùn)行效率和系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行管理水平。

（本文刊載于《中國(guó)電力企業(yè)管理》2017年5期，作者系水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院總工程師）