瓦村水电站正常蓄水位方案比选

广西水利水电GXWATERRISOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2012(2)·规划设计·瓦村水电站正常蓄水位方案比选熊健(广西水利电力勘测设计研究院，广西南宁530023)【摘要】瓦村水电站正常蓄水位应考虑尽量与已建的上游梯级那读电站厂房下游水位衔接，通过对装机容量及电能指标、对上游电站的影响、水库淹没的影响、投资及动能经济等方面比较，从瓦村水电站306m，307m，308m3个正常蓄水位方案中，选定307in方案为最经济合理的正常蓄水位方案。【关键词】瓦村水电站；正常蓄水位；方案比选【中图分类号】TV213．2【文献标识码】B【文章编号】1003—1510(2012)02—0041—03kW，单机额定流量10In／s，满机流量30ITI／s。瓦村水1工程概】电站正常蓄水位拟定应考虑尽量与那读梯级电站瓦村水电站工程坝址位于郁江上游右江河段厂房下游水位衔接，307nl方案水位以电站满机流田林县境内、驮娘江与西洋江汇合口下游9km处的量水位衔接，306in方案达到65％单机流量水位衔瓦村水文站附近，距下游百色水利枢纽约105km。接，308In方案达到完全衔接；如果是305in方案则是一座以发电为主，兼顾供水、防洪、航运等综合利是在0流量工况(即对那读电站发电不影响)达到衔用的水利枢纽工程。水库总库容5．36亿rn。，有效库接。从充分利用水资源的角度拟定306ITI、307ITI、容为2．25亿In，设计装机约230MW，属II等工程，308Ill3个比选方案。主要建筑物级别为2级，混凝土坝的洪水标准为5002．2正常蓄水位方案相应死水位选择年一遇设计，2000年一遇校核；面板堆石坝的洪水各正常蓄水位306111、307111、308m相应死水位标准为500年一遇设计，5000年一遇校核。坝址控拟定，首先拟定307m方案的死水位，其它方案的死制集雨面积11373km，多年平均流量约132ITI／s，水位以“消落深度与最大水头同一比值”原则进行多年平均径流量约41．6亿in。选择。河流规划阶段选定的瓦村梯级正常蓄水位为307In，以机组运行安全和航运方面要求、以及水库调节性能方面要求选定相应死水位为291in，本2正常蓄水位方案拟定次正常蓄水位选择考虑以上各方面因素要求仍确2．1正常蓄水位方案拟定定相应死水位方案为291in、306ITI、308m以与307《珠江流域西江水系郁江上游右江那拉～弄瓦ITI方案以消落深度与最大水头同一比值原则确定其河段梯级补充规划》推荐干流分瓦村、那读梯级2级相应的死水位分别为290m、292m。开发第一级为那读梯级、第二级为瓦村梯级，推荐瓦村水电站正常蓄水位307m。3正常蓄水位方案比较瓦村水电站的开发任务为发电为主，兼顾航运及其它综合利用，因此，电站正常蓄水位选择主要3．1正常蓄水位方案比较装机容量规模及电能指标从发电方面考虑、其次尽量梯级衔接，满足航运各方案正常蓄水位变幅不大，方案I方案Ⅲ要求。(详见表1)最大水头在83．64～85．64In之间，最小水瓦村水电站上游梯级那读梯级为已建梯级，位头在66．62—68．62ITI之间，该水头段只适用混流式于驮娘江中下游，在田林县境内的福达乡百六村那机型，故本阶段采用混流式水轮机作为代表机型，读屯附近，为一引水式水电站，装机容量3×2500其水轮机型号采用该水头段新开发的转轮【收稿日期】2012—02—29【修回日期】2012—03—14【作者简介】熊健(1986一)，男，湖北荆门人，广西水利电力勘测设计研究院助理工程师，学士，主要从事水文水能规划设计工作。41 熊健：瓦村水电站正常蓄水位方案比选HLA743。各正常蓄水位方案相应装机容量拟定，首先拟为了使各方案比较基础基本一致，各正常蓄水定307In方案的装机容量，其它方案的装机容量以位方案的装机规模主要依据下列原则确定：等装机利用小时的原则进行选择。河流规划阶段(1)各正常蓄水位方案机组额定水头与机组平选定的瓦村梯级正常蓄水位为307in的装机容量为均水头的比值基本一致；230MW，本阶段经对枢纽装机容量、枢纽布置、装(2)充分合理利用水能资源，考虑本电站为调机台数初步分析后，307In方案的装机容量仍采用峰电站，各方案电站的装机年利用小时基本相同，230MW；306m、308m方案的装机容量以等装机年同时电站基本能发满装机容量。利用小时为原则选定为225MW、235MW。根据以上原则，经计算分析，正常水位306In、307m、308m表1瓦村水电站正常蓄水位比较技术经济指标表方案的装机容量分别为225MW、230MW、235MW。项目方案I方案Ⅱ方案Ⅲ根据各正常蓄水位选定的死水位、电站机组参正常蓄水位／m306307308数、装机规模，采用坝址1959—2006年共48年受洞死水位／m290291292巴水库调蓄影响的瓦村径流系列进行各方案的电水库消落深度与最大水头比值／0．1890．186O．184站发电效益计算，306nl、307In、308in方案的多年多年平均流量／m3／s129．11129．11129．1l平均发电量685．04GW·h、695．20GW·h、706．45有效库容历in219222248023039库容系数，％5．385．525．66GW·h，发电效益计算成果详见表1。装机容量／MW2252302353．2正常蓄水位对上游电站的影响年平均发电量／GW·h685．04695．20706．45瓦村水电站干流驮娘江上游有已建那读水电其中(11月电兽188．42191．63195．39站，支流西洋江上有在建的那比水电站。那读水电一4月)装机年利用小时／h304530233006站装机容量3×2．5MW、电站厂房发电尾水断面0减少那比、那读电站发电量，Gw·h14．1816．7919．62m3／s流量时相应水位为305in，即瓦村水电站正常蓄其中减少枯水期电量／GW·h1．611．992．43水位306In、307ITI、308in方案均损失那读电站的小替代容量，MW225230235部分电能。那比水电站2009年动工兴建，电站装机替代电量／GW·h613．11620．05627．79容量3×1．6MW、电站满发时的天然尾水位为装机容量差／MW55300．54In，即瓦村水电站各正常蓄水位方案对那比发电量差／GW·h10．16l1．25电站的发电量都是有影响的；拟定的306111、307Ill、替代容量差／MW5．005．005．00308in方案损失上游那读、那比电站的电能全部考替代电量差／GW·h6．9387．745其：电量差2虑补偿。经计算瓦村水电站306In、307m、308m方(11月．6903．152一4月)，GW·h⋯。案损失上游那比水电站、那读水电站电能分别为淹没人口(20o9年)，人174517491755其中：农业人口／人16871691169714．18GW·h、16．79GW·h、19．62GW·h。淹没房屋／m71644．7371866．0272087．313．3水库淹没1淹没耕地，亩5626．225777．675913．98本阶段分别对正常蓄水位306ITI、307In、308nl园地，亩3952．624039．334117．84方案进行了水库淹没回水外包线计算和水库淹没林地，亩7889．228239．298459．84淹没投资历元83934．6285927．9387498．18实物指标统计。水库淹没处理的设计标准是：耕、其中有关税费，万元28647．3329571．7330284．02园地设计洪水标准采用5年一遇洪水；居民迁移线枢纽投资差历元2862．2952595．638采用20年一遇；林地、荒草地采用正常蓄水位；一般其中：淹没投资差历元1993．311570．25专业项目执行有关专业规范的规定。根据统计的机电投资差历元210．795212．29土建投资差历元658．19813．098各方案水库淹没实物指标调查成果，依据有关的法增加单位容量投资／元／l【W57255191律法规规定计算各正常蓄水位方案的水库淹没补增加单位替代电量投资，元W·h4．133．35偿投资。306in、3071TI、308m正常蓄水位方案，水费用现值(i。-．8％)，万元698554633748库淹没征收农村土地人口见表1，水库淹没静态总差额投资财务内部收益率(嘲②，％1．012．82投资分别为83934．62万元、85927．93万元、注：①已扣除那读、那比电站电量影响②含有关税费，上网电价0．37元W·h87498．18万元。42 广西水利水电GXWATERRISOURCES＆HYDROPOWERENGINEERING2012(2)正常蓄水位从306m方案每增加1113，水库淹没投资分建筑工程投资和机电投资，机电投资包括机征收农村土地分别增加693．93亩、509．63亩，其增幅电设备投资和金结投资；按近年来广西火电站资料分别为3．01％、2．15％；征收耕地面积分别增加分析，单位千瓦投资为4000元；替代火电站年运行151．45亩、136．31亩，其增幅分别为2．69％、2．36％；支出：根据近年来的火电站资料分析，固定部分取征收林地面积分别增加350．07亩、220．55亩，其增幅投资的3．5％，燃料：标准煤价采用600元／t，发电标分别为4．44％、2．68％；直接淹没人口(2009年)分别准煤耗320g，kW·h。为4人、6人，其增幅分别0．23％、0．34％；水库淹没处(4)费用现值计算。不同方案的总费用折算理补偿投资分别增加1993．31万元、1570．25万元，到枢纽开工的第一年。其增幅分别为2．24％、1．69％。各方案的水库淹没补其它参数：枢纽总工期跨5个年度，电站第一台偿投资差见表1。机组于第4年12月底安装完成，具备发电条件，第53．4各正常蓄水位方案的机电投资差、土建投资差年5月底第3台机组建成，可以发电。电站正常运针对各正常蓄水位装机容量方案动能参数进行期考虑30年，运行期内各年费用按8％折现率折行各方案的机组机型选择，根据机组机型选择结果算到开工第一年。经计算306m、30711、308In正常进行水工布置，并计算各方案的机电投资差、土建蓄水位方案的费用现值分别为6985万元、5463万投资差，详见表1。元、3748万元，以308In方案的费用现值最小。费3．5正常蓄水位经济比较用现值计算结果见表1。正常蓄水位经济比较方法考虑费用现值法和3．5．2差额投资财务内部收益率差额投资财务内部收益率法。计算方案间的差额投资财务内部收益率，行业3．5．1费用现值法基准财务内部收益率采用文献[2】中的水库发电工采用费用现值最小的准则，即在同等程度满足程融资前税前财务内部收益率7％。枢纽各开发目标的前提下使系统的现值费用最小。各正常蓄水位比较方案有效电量系数枯水期(1)各正常蓄水位方案的电能指标及替代容考虑为0．95、丰水期考虑为0．90，厂用电及线损率考量、替代电量。瓦村水电站为不完全年调节电站，虑1．25％，上网电价考虑为0．37元W·h，年运行费参考广西电网相同类型电站的装机替代容量系数、包括电站的人员工资、维护费、材料费、防洪保安替代电量系数情况，确定瓦村水电站各正常蓄水位费、水资源费等，经济比较按投资差额的2％考虑。方案装机容量的替代容量系数为1．0，替代电量系数对正常蓄水位各方案的差额投资财务内部收枯水期取0．95，丰水期取0．90。即306m、307m、益率进行计算，成果见表1。308m方案的替代容量分别为225MW、230MW、3．5．3正常蓄水位选择235MW，替代电量分别为613．11GW·h、620．05从表1可以看出，各方案的费用现值以308inGW·h、627．79GW·h(已扣除减少影响上游那读、那方案为最小，即在考虑了电站容量效益情况下从宏比电站的发电量)。观经济上看以308In方案为优；从差额投资财务内(2)各方案水电站费用。各方案水电站费用包部收益成果上看307in方案与306m方案的差额投括各正常蓄水位方案电站的机电设备投资差值、土资财务内部收益率为1．01％、小于文献【2]中的水库建投资差值、水库淹没补偿费用差值成果；年运行发电工程融资前财务内部收益率7％，而308In方案费用按投资的2％考虑，枢纽投产期运行费按效益与307in比较其差额经济内部收益率为2．82％，远比例折算。小于7％，以306in方案为优。即在考虑容量电价情(3)各方案的替代火电站费用(差额部分)。况下宏观经济上以308ITI方案，而不考虑容量电价各方案的替代火电站费用(差额部分)：在向电力系从财务收益上看以正常蓄水位306in方案为优。考统提供同等电力电量的条件下，以正常蓄水位308虑本项目是以发电效益为主、建设资金主要通过非Ill方案装机容量235MW的替代容量及替代电量为财政渠道筹集的项目，正常蓄水位选择考虑宏观经基准，306m、307m装机容量分别为225Mw、230济效益较好、财务效益也不算太差的307m方案。MW方案替代容量及替代电量的不足部分以相应火因此，推荐选择正常蓄水位307in方案。电补齐后进行计算。替代火电投资，替代火电部分(下转第51页)43 广西水利水电GXWATERRISOURCES&HYDROPOWERENGINEERING2012(2)院，2009．及加固初步设计报告补充材料[R】．南宁：广西水利电力勘测【2】广西水利电力勘测设计研究院．广西长洲水利枢纽库区设计研究院，2009．防护工程梧州龙华下防护片(改建部分)防洪工程安全评价[3】熊启钧．涵洞[M]．北京：中国水利水电出版社，2006．FillingculvertdesignforLonghuaprotectionzonereinforcementprojectofChangzhouHydraulicComplexQINDa-pang(GuangxiGuiyuEngineeringConsultantCo．，Ltd．，Nanning530023，China)Abstract：Forpre—fillingbeforeover—standardflood。accordingtotheengineeringgeologicalandhydrologicalcondi—tionsofLonghuaprotectionzoneinreservoirareaofChangzhouHydraulicComplex，twoalternativesoffillingcul-vertandfillingopeningwereputforwardatthepreliminarydesignstage，andfillingculvertschemewasselectedaf-teracomparisoninrespectsoftechnicalandeconomicindexes．Keywords：ChangzhouHydraulicComplex；Longhuaprotectionzone；fillingculvert；fillingopening(上接第43页)4结语到某一高度后，因蒸发渗漏损失较大，能量可能反正常蓄水位是水电站的重要指标之一，它直接而减少；有时则坝体增加很快，其投资运行费猛影响整个工程的规模，而且也影响建筑物尺寸和其增。由此可见，正常蓄水位太低或太高都不经济，他特征值的大小，因此，在水能设计中，对正常蓄水因此，需要进行动能经济比较，以选定最经济合理位的选择必需慎重对待。水电站的能量效益大小，的正常蓄水位。随正常蓄水的高低而变化，正常蓄水位过低，不能参考文献充分发挥发电效益，正常蓄水位提高时，由于水头[1】广西水利电力勘测设计研究院．瓦村水电站工程可行性与流量的增加，水电站的保证出力、装机容量、多年研究报告【R】_南宁：广西水利电力勘测设计研究院，2010．平均发电量都随之加大，这样在同系统内的火电站【2】国家发改委、建设部、建设项目经济评价方法与参数装机容量则可减少，因而可以节省火电站的投资和[M]．北京：中国计划出版社，2006．运行费。但当正常蓄水位提到某一高度时，水库库容已接近完全多年调节，此时如再提高正常蓄水(责任编辑：刘征湛)位，增加的能量效益则有限，有时当正常蓄水位达Compoarisonanddeterminatio0nOlNPJ}，LscChll{emesfoIOrWacuanHydropowerStationX10NGJian(GuangxiWaterandPowerDesignInstitute，Nanning530023，China)Abstract：TheNPLofWacunHydropowerStationshallbedeterminedtakingintoaccountconnectionwiththetail—racelevelofupstreamNaduhydropowerstatiopwhichhadbeenputintooperation．ThreeNPLschemesof306m，307m，308mwerecomparedinrespectsofinstalledcapacity，energyoutput，influenceonupstreampowerstation，reservoirareainundation，costanddynamiceconomicindexetc．，beforetheschemeof307mwasfinnalydetermined．Keywords：WacunHydropowerStation；normalpoollevel(NPL)；comparisonanddeterminationofschemes51