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1、运城市抽水蓄能电站项目初步可行性研究报告二0三年十月运城ii一、运城概况运城市古称河东，位于山西省西南部，北依吕梁山与临 汾市接壤，东峙中条山和晋城市毗邻，西、南与陕西省渭南 市、河南省三门峡市隔黄河相望。全市辖1区2市10县， 总人口 513万，其中乡村人口 351万，占71%。全市国土 面积1.4万平方公里。运城市是山西省主要的粮、棉生产基地，同时也是山西 省一个新兴的工业基地。随着近年经济发展，已改变单一农 业为主的经济结构形式，形成以钢铁、铝、化工工业为主体、 建材、食品加工、轻纺等多种产业发展的态势，成为山西经 济发展最具活力的地区。这里有全国最大的无机盐化工基地 南风集团、装备规模
2、居世界第一的运城制版集团、亚洲最大 的铝工业基地山西铝厂、全国第二大铜冶炼基地中条山有色 金属公司、铁道部的龙头企业永济电机厂等大型企业。目前，运城市钢铁产能达到480万吨；金属镁产能达到 16万吨，占世界的25%、全国的50%、全省的80% ;化工 产品元明粉、硫酸钾、洗衣粉的产能分别占到国内市场的 60%、50%、25%以上；电解铝产能达到90万吨，成为全国最大的电解铝生产基地，“神州 6 号”火箭用的就是关铝 的电解铝。以镁铝合金、磁性材料、精密铸造、汽车零部件、 纳米材料为重点的高新技术企业已达 30 余个。近年来，初 步形成了具有区域特色的六大产业群体。即：铝电材联营、 钢铁和镁业等
3、冶金产业群，日用化工、煤化工和医药产业群， 机械及精密铸造产业群，新型材料、玻璃器皿等亮点产业群， 农副产品加工产业群，以旅游业为龙头的第三产业群。二、抽水蓄能电站的发展情况抽水蓄能电站是指利用电力负荷低谷时的电能抽水至上 水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。又 称蓄能式水电站。它可将电网负荷低时的多余电能，转变为 电网高峰时期的高价值电能，还适于调频、调相，稳定电力 系统的周波和电压，且宜为事故备用，还可提高系统中火电 站和核电站的利用效率。1、抽水蓄能电站的发展情况 国外抽水蓄能电站的出现已有一百多年的历史，我国在 上世纪 60 年代后期才开始研究抽水蓄能电站的开发，于196
4、8 年和 1973 年先后建成岗南和密云两座小型混合式抽 水蓄能电站，装机容量分别为11MW和22MW，与欧美、 日本等发达国家和地区相比，我国抽水蓄能电站的建设起步 较晚。上世纪 80 年代中后期，随着改革开放带来的社会经济快 速发展，我国电网规模不断扩大，广东、华北和华东等以火 电为主的电网，由于受地区水力资源的限制，可供开发的水 电很少，电网缺少经济的调峰手段，电网调峰矛盾日益突出， 缺电局面由电量缺乏转变为调峰容量也缺乏，修建抽水蓄能 电站以解决火电为主电网的调峰问题逐步形成共识。上世纪 90 年代，随着改革开放的深入，国民经济快速发 展，抽水蓄能电站建设也进入了快速发展期。先后兴建了
5、广 蓄一期、北京十三陵、浙江天荒坪等几座大型抽水蓄能电站。 “十五”期间，又相继开工了张河湾、西龙池、白莲河等一 批大型抽水蓄能电站。据统计，截止目前我国投产的抽水蓄能电站共 27 座，总 容量20667.5MW，在建的7座，总装机容量9360MW, 可行性研究报告已审查通过、待建的抽水蓄能电站有 4 座， 总容量 4280MW ，预可行性研究报告已审查通过、正在进 行可行性研究工作的抽水蓄能电站有 16 座， 总容量 24500MW。3、建设抽水蓄能电站的必要性 随着我国新兴能源的大规模开发利用，抽水蓄能电站的配置由过去单一的侧重于用电负荷中心逐步向用电负荷中 心、能源基地、送出端和落地端等
6、多方面发展。新能源的迅速发展需要加速抽水蓄能电站建设 风电、光伏发电作为清洁的可再生资源是国家鼓励发展 的产业，风电和光伏发电的大力发展，对实现我国能源结构 优化、可持续发展有着不可替代的作用。风能和太阳能是一种随机性、间歇性的能源，风电场和 光伏电场不能提供持续稳定的功率，发电稳定性和连续性较 差，这就给风电和光伏发电并网后电力系统实时平衡、保持 电网安全稳定运行带来巨大挑战，同时风电和光伏发电的运 行方式必将受到电力系统负荷需求的诸多限制。抽水蓄能电 站具有启动灵活、爬坡速度快等常规水电站所具有的优点和 低谷储能的特点，可以很好地缓解风电和光伏发电给电力系 统带来的不利影响。从目前技术来看
7、，抽水蓄能电站是电力系统中最可靠、 最经济、寿命周期长、容量大、技术最成熟的储能装置，是 新能源发展的重要组成部分。通过配套建设抽水蓄能电站， 可降低连续发电机组（例如核电机组）运行维护费用、延长 机组寿命;有效减少风电场和光伏电场并网运行对电网的冲 击，提高风电场和电网运行的协调性以及电网运行的安全稳 定性。特高压、智能电网的发展需要加速抽水蓄能电站建设目前，国家电网公司正在推进“一特四大”的电网发展 战略，即以大型能源基地为依托，建设由 1000 千伏交流和800 千伏直流构成的特高压电网，形成电力“高速公路”， 促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约 化开发，在全国范围内实
8、现资源优化配置。同时，将以特高 压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础， 发展以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的自主创新、 国际领先的坚强智能电网。特高压交流输电系统的无功平衡 和电压控制问题比超高压交流输电系统更为突出。利用大型 抽水蓄能电站的有功功率、无功功率双向、平稳、快捷的调 节特性，承担特高压电力网的无功平衡和改善无功调节特 性，对电力系统可起到非常重要的无功/电压动态支撑作用， 是一项比较安全又经济的技术措施，建设一定规模的抽水蓄 能电站，对电力系统特别是坚强智能电网的稳定安全运行具 有重要意义。储能产业正处起步阶段，促进抽水蓄能建设加速 近年我国电力系统建设正处
9、于快速发展阶段，用电高峰 时的供电紧张、有功无功储备不足、输配电容量利用率不高 和输电效率低等问题都有不同程度的存在。同时，越来越多 的大型工业企业和涉及信息、安全领域的用户对负荷侧电能 质量问题提出更高的要求。这些特点为分散电力储能系统的 发展提供了广泛的空间，而储能系统在电力系统中应用可以 达到调峰、提高系统运行稳定性及提高电能质量等目的。抽水蓄能作为目前电力系统最可靠、最经济、寿命周期 最长、容量最大的储能装置，适应了能源发展的需求趋势。 作为保障电源端大型火电或核电机组能够长期稳定的在最 优状态和风能、太阳能发电随时并网的措施，需要配套建设 一定容量的抽水蓄能电站承担调峰调荷的任务。一
10、般工业国家抽水蓄能装机占比约在 5%-10%水平，其 中日本2006年抽水蓄能装机占比即已经超过 10%。我国抽 水蓄能电站目前占比明显偏低，随着国内核电及大型火电机 组的投建，近年来国内抽水蓄能电站建设明显加速。目前在 建规模达到约 1400万千瓦，拟建和可行性研究阶段的抽水 蓄能电站规划规模分别达到 1500 万千瓦和 2000 万千瓦， 如果以上项目顺利投产，2020 年我国抽水蓄能电站总装机 容量将达到约 6000万千瓦。三、运城建设抽水蓄能电站必要性和优势分析1、 建设抽水蓄能电站是优化能源结构的必然选择。近年来我国能源政策方向是“大力发展天然气、水电和 核电等绿色支柱能源，积极发展
11、风能、太阳能、生物质能等 可再生能源，推进传统化石能源的高效清洁利用，不断优化 能源结构”。新能源项目特别是风电项目在山西省境内从南 到北大量开工建设，仅运城市“十二五”风电建设规模 180 万千瓦。由于新能源中的风电和光伏发电存在发电稳定性和 连续性较差的问题，必须采取有效的手段优化能源结构，进 行必要的调峰和储能工作，确保电网的稳定运行。由于山西 省境内目前主要以火电机组为主，采用的火电机组进行调峰 的成本和资源浪费很大，无法达到经济节能的目的，必然要 发展新型的调峰储能手段，这就给我们建设抽水蓄能电站提 供了契机，也是优化山西省电网能源结构的有效出路。2、电网构架为抽水蓄能电站建设提供了
12、需求。运城电网位于山西电网的最南端，处于山西电网的末 端，属于典型的受端型电网。稷山 500千伏变电站投运后， 形成稷山运城临汾稷山500千伏三角”环网，运城 电网与全省主网的联系增加第二通道，大大加强了运城电网 供电能力和供电可靠性。目前运城电网已形成北有河津电厂、华泽电厂和稷山 500 千伏变电站，南有关铝电厂、大唐运城电厂及运城500 千伏变电站作为电源支撑；以三家庄、新绛、龙门、临晋、 闻喜、桃园、绛县，盐湖、金鑫、杏园、平陆、万荣、梁村 芮城、侯家庄、垣曲 16座220 千伏变电站为节点，贯穿南 北的220 千伏双环网；构成龙门、闻喜、盐湖、永济四大供 电区域；以 220 千伏变电站
13、为中心的 110千伏、35千伏辐 射性的供电网。到“十二五”末，运城电网将形成形成以三座500 千伏 变电站为支撑，以 220 千伏双环网为骨干，变电站布点合理， 网络结构坚强，设备较为先进，通道畅通的电网，并形成北 部、中部、南部、东部四个相对独立的供电区域。但是运城电网中的电源电全部为火电机组，调峰能力 差，用电高峰时的供电紧张、有功无功储备不足、输配电容 量利用率不高和输电效率低等问题有不同程度的存在。同时 越来越多的大型工业企业和涉及安全、信息领域的用户对负 荷侧电能质量问题提出更高的要求。这些问题为电力储能系 统的发展提供了广泛的空间，而抽水蓄能电站在电力系统中 可以达到迅速响应调峰
14、、提高系统稳定性和电能质量的目 的。目前我省在仅在北部五台县建有西龙池抽水蓄能电站 一座，电站装机4x3 0万千瓦。为有效改善南部电网的电源 结构，提高电网运行稳定性，新建抽水蓄能电站是必要的。Ll3、南山生态区建设抽水蓄能电站具有得天独厚的地理 优势。运城市东南部有中条山，西北部有吕梁山脉，中间为运 城盆地，西、南部边缘黄河环绕，黄河流经全市 7县市，境内共有大小河流30余条，均属黄河水系，最大河流有黄河、 汾河、涑水河。全区共有大小水库百余，其中容量在 1千万 方以上的水库有五座，1百万方以上的15座。盐湖区南部的 山区形成的自然落差和盐池滩为建设抽水蓄能电站上下水 库选址提供了最大可能。
15、目前我国新能源正在爆发式的发展，对抽水蓄能电站的 建设需求巨大，建设抽水蓄能电站项目，对具有电网优势、 选址优势、政策优势、人才优势的运城市，是可行的。由于南山地区目前无可利用的自然湖泊和水库，抽水蓄 能电站的上下水库均需选址新建，抽水蓄能用水需重新引水 存续，并需要新建水源持续补充。新建水库的选址以及对周 边的地质、环境的要求需要进行充分的论证，确保水库防渗、 防洪、安全等达标。目前技术条件下抽水蓄能电站能源利用率大致为65% 75%，抽水蓄能电站很难做到单独的运行盈利。现行电价中 大工业谷段电价（0.287 元/千瓦时）还略高于水电上网电价 （027元/千瓦时），如果按照新建2x30万千瓦
16、机组，年利 用小时数1000小时计算，不记其他费用，仅抽水发电业 务年亏损额将达到5070 万元，如需建设抽水蓄能电站，必 须进行配套综合开发。二一三年十月山西省西龙池抽水蓄能电站简介山西西龙池抽水蓄能电站位于五台县神西乡西河村滹 沱河畔。电站装机4x3 0万千瓦，采用可逆式水泵水轮电动 发电机组，额定水头624m，年发电量18.05亿KWH，年 抽水用电量24.07KWH，主要建筑有上水库、下水库、输水 系统和地下厂房。上水库位于白家庄镇龙池村，水库正常蓄 水位14925m，死水位1467 m，总库容485.1万立方米， 死库容61.0万立方米，调节库容4241万立方米。下水库 位于神西乡西河村，水库正常蓄水位838m，死水位798m , 总库容4942万立方米，死库容72.7万立方米，调节库容 421.5万立方米。电站静态投资43.4亿元，单位千瓦造价 3616元，动态
