三峡水库引水济渭济黄结合开发抽水蓄能电站是解决小江方案抽水运行费用的有效途径
三峡水库小江调水济渭济黄方案，以其水源充足、可有效治理黄河中下游和渭河泥沙淤积、以及对长江上游干支流水电开发影响最小等优势，在南水北调各引江方案中占有十分重要的位置。同时，也以其调水线路涉及我市云阳、开县、城口，并可在调水沿途修建4—5座发电后再供水的大型调蓄水库等有利条件，在三峡水库调水的诸多方案中，对我市社会经济发展和水资源综合开发的带动作用最为显著。其主要缺点是抽水扬程高达380米，运行费用高。如何降低运行费用，是促进该方案胜出的重要研究论证课题之一。经我们初步查勘分析认为，调水结合开发抽水蓄能电站，是解决这一难题的有效途径之一，值得进一步深入研究论证。
一、
调水与抽水蓄能结合的技术可能性
1、将调水与电网调峰填谷结合，时间上可以协调
三峡总公司专题研究组的研究成果表明：为不影响三峡，葛州坝工程的设计效益（包括发电和航运）发挥，近期调水的抽水月份按四个月（6-9月）为宜，从长远需要考虑可延长至六个月（5-9、11月）。每天抽水时段，为避开电网日负荷曲线的高峰期，建议采用16-18小时。因此，利用调水空余时间进行抽水蓄能运行，为重庆电网或华中电网提供调峰填谷以及紧急事故备用容量是完全可能的。此外，由于抽水蓄能电站由抽水工况转换成发电工况仅需几分钟时间，因此，即使在往北方调水时段，也可承担电网的紧急事故备用任务。
2、取水口具备建设蓄能电站的地形地质条件
经初步查勘，在小江方案拟建取水口的白家溪、渠马河附近，高程600米左右地区，有兴隆、明月、龙洞、玉龙等多处符合修建抽水蓄能电站上库要求的蓄水地形。利用三峡水库作下库，在上、下库之间的地形地质条件也适宜建设抽水蓄能电站。
3、调水的抽水扬程满足抽水蓄能电站基本要求
小江方案初拟从三峡水库取水的抽水扬程380米，处于抽水蓄能电站开发的经济水头范围内。通过调水结合抽水蓄能论证，还可以进一步研究，将抽水蓄能电站扬程提高到500-600米的可能性和经济性。
4、重庆电网需要抽水蓄能电站
我市2000年编制的《抽水蓄能电站选点规划报告》表明：当年重庆主网最大峰谷差已超过100万千瓦，全系统最大达177万千瓦。预计2005年系统最大负荷588万千瓦，最大峰谷差247万千瓦，调峰容量最大缺额156万千瓦，占需要调峰容量的50.5%；2010年最大负荷846万千瓦，最大峰谷差355万千瓦，调峰容量最大缺额278万千瓦，占需要调峰销容量的65.7%。2005-2010年最大负荷增长率为7.5%，调峰容量最大缺额增长率为12.1%，说明远景系统调峰需求的增长高于负荷需求的增长。实际上，近年来重庆电网最大负荷增长率和调峰容量最大缺额增长率都远高于当年预测数。据统计，2002年重庆电网最高负荷已达516.8万千瓦，接近当年预测的2005年水平。最新预测，2005年最高负荷将达669万千瓦，2010年992万千瓦，2020年1922.5万千瓦。随着电力用户对供电质量及供电可靠性要求的进一步提高，对调峰容量的需求还将进一步增大，调峰矛盾还将随着时间的推移不断加剧。
抽水蓄能电站既能调峰又能源填谷，具有双倍解决系统峰谷差的容量效益，还具有调频、调相、事故备用等作用，是解决电网调峰问题的有效而又经济可行的途径。因此，在重庆电力系统中建设适当规模的抽水蓄能电站是电力系统发展规划中电源结构优化所必需的，也是提高系统整体经济效益的有效手段。
二、建设方案简述
1、调水与抽水蓄能电站结合的开发规模
小江方案初拟一期年调水75亿立方米，其中从三峡水库抽水60亿立方米，高山调蓄水库供水15亿立方米。按5-9、11月六个月，每天抽水二十小时，单机抽水流量75M3/S计，六台水泵半年可抽水约60亿立方米。
利用其余六个月（10、12-4月），结合开发抽水蓄能电站，将单纯水泵改成双向运行的水泵水轮发电机组，把输水系统设计成适合双向运行的输水道，按单机过水流量75M3/S，六台，发电水头约400米计，可装机180万千瓦。
2、水工布置
根据小江方案拟选取水口的地形地质条件，至少有三个可供选择的方案：
1）兴隆方案：拟选上库为兴隆水库，该库位于开县金峰乡，是
小江方案选定的高山调蓄水库之一。初拟正常水位525米，有效库容2351万立方米，下库利用三峡水库，最低运行水位145米，最大发电毛水头380米；下库取水口布置在小江方案选定的白家溪李子沟，该处高程180米，需开挖白家溪原河道9公里，才能将三峡水库145米水位的小江水自流引取水口。本方案抽水蓄能电站输水系统水平长度4600米，距高比约13.1。
2）玉龙方案：拟选上库为玉龙水库，位于云阳县渠马乡。初选
正常蓄水位600米，有效库容6845万立方米，下库利用三峡水库，最低运行水位145米，最大发电毛水头455米；下库取水口布置在小江渠马河口，该处高程126米，可直接从小江取水。本方案抽水蓄能电站输水系统水平长3300米，距高比约为7.25。
3）明月方案：拟选水库为明月水库，位于云阳县双水乡。初选正常水位675米，有效库容1171万立方米，下库利用三峡水库，最低运行水位145米，最大发电毛水头530米；下库取水口布置在白家溪天星桥，该处高程165米，需开挖白家溪原河道6公里，将三峡水库145米水位的小江水自流引入取水口。本方案抽水蓄能电站输水系统长度约为3300米，距高比6.6。
3）抽水蓄能开发方案初步比较
根据踏勘资料，初步比较兴隆、明月、龙洞、玉龙等上库方案，从纯抽水蓄能电站建设角度出发，以龙洞和玉龙方案为优，该处是利用三峡水库作下库的优良抽水蓄能站址。但从南水北调角度出发，需改变原小江方案选定的取水以位置，可能增加调水线路长度，须通过取水口选择和抽水蓄能电站论证的综合比较才能确定。
从南水北调角度出发，以兴隆和明月方案较好，该处也适宜利用三峡水库作下库建设抽水蓄能电站，二个上库都在原小江方案调水的输水线路上，不改变原选定的取水口，线路长度不增加。但如要在小江方案实施前，提前开发抽水蓄能电站，则需先期开挖白家溪原河道六公里，才能从小江取水。
三、调水结合开发抽水蓄能电站的优势
1、可使调水工程由单纯的电能消耗转变为可盈利的发电系统，有利于以发电收入补偿调水的抽水运行费用，有效解决小江方案存在的公益性项目无收益与高扬程运行成本高的矛盾。
2、可将南水北调与电力系统的改善结合起来，利用电网低谷电
量和水电站季节性电能为电网调峰服务。
3、汛期从小江抽水北调，枯期进行抽水蓄能运行，促进小江水
流循环，变死水为活水，阻止富营养化产生，有效地改善小江的水环境。
4、增加三峡库区产业化项目，更有利于带动库区特别是云阳、开县地区的经济发展。
四、经济性预测
1、抽水蓄能电站投资
根据目前我国类似抽水蓄能电站建设费用测算，本工程单位千瓦投资约3000元，180万装机总投资约54亿元。如建设同规模纯抽水泵站约需投资31亿元。则改建成抽水蓄能电站约需增加投资23亿元。
2、抽水蓄能电站收益
抽水蓄能电站收益与经营模式有关，目前我国已建成的抽水蓄能电站经营模式主要有：两部制电价、租赁、自营、与电网捆绑运行等多种。结合本工程：
1）按两部制电价，参照浙江省天荒坪抽水蓄能电站测算，考虑
容量收入，电量收入，备用收入，运行半年收入约5.5亿元。
2）按市场化自营运作，参照浙江省奉化抽水蓄能电站测算，抽水电价0.18元/KWH，峰荷电价0.74元/KWH，以四度换三度计算，运行半年收入约8.1亿元。
3、利用抽水蓄能电站收益弥补南水北调抽水电费支出的可能性分析
小江方案初拟第一期从三峡水库抽水60亿立方米，依据三建委小江方案课题组预测，需抽水电量约70亿千瓦时，按三峡总公司专题组提供的汛期抽水平均电价0.12元/KWH估算，需抽水运行费用8.4亿元。
对比抽水蓄能电站收益可见，在得到国家政策的有力支持下，用抽水蓄能电站收益弥补南水北调大部分的抽水电费是有可能的。如果再将高山调蓄水库发电收益和北调水量在黄河上已建电站增发的电量收益计算在内，让小江方案在国家按公益性项目无偿投入的前提下，争取做到工程运行期，通过市场化运作达到自负盈亏经营的可能性是存在的。
五、
结论与建议
1、三峡水库小江调水济渭济黄工程结合开发抽水蓄能电站，在技术上是可行的。用抽水蓄能电站收益弥补南水北调大部分抽水费用，也是有可能的。
2、建议尽快开展超前期规划工作，进一步结合小江调水重庆段调水线路论证，研究开发抽水蓄能电站的技术可行性及经济合理性。
3、龙洞及玉龙抽水蓄能电站具备单独开发的条件，是抽水蓄能电站开发条件较优的站址。根据重庆电力系统目前发展速度，到2020年电网所需抽水蓄能电站容量将会超过180万千瓦。建议结合南水北调三峡水库引水论证，优先作好玉龙或龙洞抽水蓄能电站的前期工作，先期开发抽水蓄能电站。这样，既有利于促进小江引水济渭济黄方案的实施，又可以利用小江调水工程前期论证和建设期，创造效益，收回工程投资。
重庆江河水利水电咨询中心
陈根富
二零零四年二月
