聊一聊三峡工程的发电效益

　　2017年3月1日12时28分，三峡电站累计发电突破1万亿千瓦时大关，这是三峡电站运行管理史上一个重要里程碑。三峡电站成为我国第一座发电量突破1万亿千瓦时的水电站。

　　资料图片 摄影：刘华

　　这1万亿千瓦时电力是可再生的清洁能源，具有巨大的节能减排效应，在优化我国能源结构、促进国民经济发展和长江经济带建设等方面发挥了积极作用。

　　三峡电站的建设，形成了以三峡近区电网为核心的坚强区域性电网，极大地促进了全国联网的进程；三峡电站参与电网系统调峰运行，改善了调峰容量紧张局面，为电力系统的安全稳定运行提供了可靠的保障。三峡电站巨大的发电效益在我国清洁能源电力供应、节能减排、促进经济社会可持续发展等方面作出了重要贡献。

　　保证防洪，增发电量 

　　三峡电站是世界上装机容量最大的电站，安装了32台70 万千瓦和2台5万千瓦的水轮发电机组，总装机容量2250万千瓦，约占全国水电总装机容量的7%，多年平均发电量882亿千瓦时。

　　2003年首批机组投产发电；2008年三峡右岸电站最后一台机组正式并网发电，三峡工程初始设计的左右岸电站26台机组全部投产运行；2012年包括三峡地下电站在内6台机组的三峡电站全部机组建成投产。根据三峡电站年设计发电量，至少要有11个完整发电年度才能实现1万亿千瓦时的发电量，三峡电站通过科学决策、优化调度，在首批机组投运14年、全部机组达产不到5年时间里即实现了累计发电量1万亿千瓦时。

　　资料图片 摄影：张伟国

　　按照装机容量计算，三峡电站年发电量应该远超设计发电量。但三峡水库并不能总是维持在较高水头发电，它有几个特征水位，其一为175米正常蓄水位，是指三峡水库在正常运用情况下，为充分发挥防洪、抗旱、发电、航运、供水和补水、节能减排与生态环保等综合功能而蓄到的最高水位；其二为145米防洪限制水位，指三峡水库在每年汛前必须要降低到这个水位，也是汛期防洪应用时的起调水位。三峡水库防洪限制水位至正常蓄水位之间的库容为“防洪库容”。

　　为保证三峡工程“防洪”这一首要任务，三峡水库内的水位每年都要有规律地升降。在汛期(6~9月)，水库一般维持在防洪限制水位，以留出防洪库容调节可能发生的洪水；当入库流量可能对下游安全造成威胁时，水库拦蓄洪水，水位抬高。洪水过后，水库水位及时降低至防洪限制水位，以迎接下一次可能发生的洪水。

　　资料图片 摄影：程功

　　145米水头低，三峡电站机组无法更好地利用发电水头，发挥发电的最大效益。因为三峡水库的首要任务是防洪减灾，发电兴利等功能是次要的，所以在汛期来临之前，为最大限度地容纳洪水，要舍弃兴利，将水位降至145米，腾出库容迎接洪峰，保证下游人民生命财产的安全。

　　虽然三峡工程的发电效益需服从“防洪”这一社会效益，但两者并不是完全对立的，通过对水库进行科学调度，可以协调三峡水库诸多效益的关系。“中小洪水优化调度”就是在三峡水库拦蓄洪水为下游保安全时，一方面拦洪错峰，减轻下游防洪压力；另一方面通过准确的中长期水情预报和精准的短期预报，合理利用拦蓄的洪水发电，增发电量。

　　精确调度，利用好每一方水 

　　“用好每一方水、发好每一度电”。长江电力通过精确预报和科学制定调度计划，精心开展以三峡水库为核心的长江流域三峡、葛洲坝、溪洛渡、向家坝四座梯级水库联合调度。

　　通过信息共享和对自建站网的不断完善，实现三峡水库上游金沙江石鼓以下区域水雨情信息收集和实时监控；健全流域梯级水库预报系统，全面掌握长江上游流域的径流特性，并密切关注上游水库调蓄情况；同时坚持水文气象会商制度，持续地跟踪水情、气象变化情况，遇大洪水时加密预报频次，滚动更新气象、水文预报方案。由此确保实现水库来水的精准预报，做出合理的水库调度方案。

　　资料图片 摄影：郭朝阳

　　针对工作重心和上游来水的不同，三峡水库在调度方面也会各有侧重。在水库消落期，优化安排梯级水库消落次序，实现梯级水库综合效益最大化。在汛期，积极开展梯级水库联合防洪优化调度工作，并在做好防大汛、抢大险、救大灾的同时，积极主动开展汛期中小洪水调度，提高汛期发电水量利用率及机组利用水头。在蓄水期，通过汛末预报预蓄、提前蓄水等措施，开展梯级水库联合蓄水优化调度，确保发电、蓄水两不误。

　　14年来，三峡电站发出的强大电流源源不断地输送至华中、华东和南方八省二市，为长江经济带发展提供了强劲动力，为国家和社会发展提供了重要的能源支持，为国家节能减排、环境保护作出了突出贡献，发挥了巨大的经济效益和社会效益。

　　机器人加入巨型机组检修 

　　任何设备都需要进行停机维护，水轮发电机组也不例外。根据电力行业《水电站设备检修管理导则》，水轮发电机组的标准检修项目、停用时间主要是根据转轮直径的不同，停用时间有所区别。三峡电厂在借鉴国外大型水电企业维修管理策略的基础上，实施以诊断评估为基础的状态检修。即根据主设备制造商技术规范、相关技术标准拟定设备检修周期和主要检修项目，结合设备状态监测和诊断评估结果，优化检修项目，合理调整检修时间和工期安排，并对检修过程实行项目管理，优化资源配置、保证检修质量、控制检修成本，最终实现按需检修，应修必修，提升了检修质量，降低了检修成本，缩减了检修周期。

　　资料图片 摄影：饶家华

　　在巨型机组的设备检修方面，三峡电站进行了大量的科技攻关工作，率先将尖端的激光焊接、机器人技术运用到了机组的精益检修中。三峡水利枢纽首先使用水下遥控机器人进行导流底孔封堵检修水下清理工作，充分发挥水下机器人作业水深大时间长、安全程度高、经济性强的优势，为我国水利电力行业水下工程作业提供了一个全新的解决方案和思路。世界首套巨型压力钢管检测机器人集群在三峡电站的成功应用，使钢管能够得到快速的检测并呈现三维图像，填补了巨型压力钢管内表面全方位快速检测的技术空白。