.PAGE/NUMPAGES综述 水力发电是清洁、无污染、可循环利用、成本低、效益高、对环境影响小的能源。对小型水电站,由于其开发规模小,对环境的影响相对于大型水电站对环境的影响更小,所以小水电是一种绿色能源。 人类从很早就开始利用水利资源从事农业生产活动,如水车、水磨都是对水力动能或势能的一种利用。大约在公元前206年至公元8年的西汉王朝后期,中国就有了利用水力舂米的记载。19世纪末,随着电的发明,人类开始利用水力来发电。中国大陆最早的水电站是XX螳螂川上的石龙坝水电站,于1912年4月建成通电,水头14m,装机2×240kW。随着工业增长对电力需求的不断增长以及电力技术的发展,水力发电从早期的小规模、独立运行、近区供电的小水电站发展到大规模、并网运行、跨区供电的大型水电站。 所谓小水电是指容量为1.0～0.5MW的小型水电站；容量小于0.5MW的水电站又称为农村小水电。因此,小水电也包括小小型和微型水电站〔虽然小小型和微型电站一般完全局限于为局部地区供电。我国在五十年代,一般称500千瓦以下的水电站为农村水电站；到六十年代,小水电站的容量界限到3000千瓦,并在一些地区出现了小型供电线路；八十年代以后,随着以小水电为主的农村电气化
计划
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的实施,小水电的建设规模迅速扩大,小电站定义也扩大到2.5万千瓦；九十年代以后,国家计委、水利部进一步明确装机容量5万千瓦以下的水电站均可享受小水电的优惠政策,并出现了一些容量为几万至几十万千伏安的地方电网。 适于建造小水电站的河流很多,开发小水电资源的地点一般都选在经济上最有吸引力的站址。降雨量、水头和靠近用电中心是小水电站站址必须具备的重要条件。因此,小水电的开发并不仅局限于资源丰富的地区。现已建成的水电站的规模大小不等,小的电站的装机容量还不足1MW,大的则超过10000MW。水电发电的效率为同等规模的热电站的两倍以上。水电是可再生能源,据初步估算,1993年全世界的水电站为人类提供了约20%的电力,并相应减少了约5.39亿吨的二氧化碳排放量。相对于大型水电站,小水电对环境气候的影响很小,是符合水电开发和经济持续发展与环境相协调的可再生能源。而且,山区农村地域辽阔,也不可能完全靠大电网解决农村用电问
题
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。随着世界各国对环境保护的日益重视,小水电也正受到各国政府的日益重视。小水电工程简单、建设工期短,一次基建投资小,水库的淹没损失、移民、环境和生态等方面的综合影响甚小。而且小水电运行维护简单且接近用户,故输变电设备简单、线路输电损耗小。以上这些优点使小水电在我国和其他发展中国家发展迅速,成为农村和边远山区发电的主力。现在0.5kW以下的农村小水电,遍布全国1500多个县,并成为其中半数县的主要电力供应来源。我国小水电资源丰富,主要分布在两湖、两广、XX、XX、XX、XX、XX、XX、新疆和XX等。这13个省区的可开发的小水电资源约占全国90％左右。小水电基本知识1．大中小型小电站是如何划分的？ 按现行部标,装机容量小于25MW的为小型；装机容量25～250MW的为中型；装机容量大于250MW为大型。2．水力发电的基本原理是什么？ 水力发电就是利用水力〔具有水头推动水力机械〔水轮机转动,将水能转变为机械能,如果在水轮机上接上另一种机械〔发电机随着水轮机转动便可发出电来,这时机械能又转变为电能。水力发电在某种意义上讲是水的势能变成机械能,又变成电能的转换过程。3．水力资源的开发方式和水电站的基本类型有哪几种？ 水力资源的开发方式是按照集中落差而选定,大致有三种基本方式：即堤坝式、引水式和混合式等。但这三种开发方式还要各适用一定的河段自然条件。按不同的开发方式修建起来的水电站,其枢纽布置、建筑物组成等也截然不同,故水电站也随之而分为堤坝式、引水式和混合式三种基本类型。4．水利水电枢纽工程及相应农工住筑物按什么
标准
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划分等级？ 应严格按照原水利电力部颁发的《水利水电枢纽工程等级划分及设计标准》SDJ12－78执行,按工程规模〔水库总容积、电站装机容量大小来划分等级。5、什么是流量、径流总量、多年平均流量？ 流量是指性单位时间内水流通过河流〔或水工建筑物过水断面的体积,以立方米/秒表示；径流总量是指在一个水文年内通过河流该断面水流总量之和,以104m3或108m3表示；多年平均流量是指河流断面按已有水文系列计算的多年流量平均值。6．小型水电站枢纽工程主要由哪几部分组成？ 主要由挡水建筑物〔坝、泄洪建筑物〔溢洪道或闸、引水建筑物〔引水渠或隧洞,包括调压井及电站厂房〔包括尾水渠、升压站四大部分组成。7．什么是径流式水电站？其特点是什么？ 无调节水库的电站称为径流式水电站。此种水电站按照河道多年平均流量及所可能获得的水头进行装机容量选择。全年不能满负荷运行,在保证率为80%。,一般仅达到180天左右的正常运行；枯水期发电量急剧下降,小于50％,有时甚至发不出电。即受河道天然流量的制约,而丰水期又有大量的弃水。8．何谓出力？怎样估算水电站的出力和计算水电站的发电量？ 在水电站〔厂中,水轮发电机组发出的电力功率称为出力,河川中某断面水流的出力则表示该段水能资源。所谓水流的出力就是单位时间内的水能。 N=9.81×QH 式中,Q为流量
；H为水头；N为水电站出力。对于小型水电站出力近似公式为 N=<6.0～8.0>×QH 式中<6.0～8.0>为水轮发电机组的效率系数年发电量公式为 E=N×T 式中,N为平均出力；T为年利用小时数。9．什么是保证出力？有什么作用？ 水电站在较长时段工作中,该供水期所能发出的相应于设计保证率的平均出力,称作该水电站的保证出力。水电站的保证出力是一项重要指标,在规划设计阶段是确定水电站装机的重要依据。10．什么是装机年利用小时？ 指水轮发电机组在年内平均满负荷运行的时间。它是衡量水电站经济效益的重要指标,小水电站年利用小时要求达到3000小时以上。11．什么是日调节、周调节、年调节和多年调节？ 日调节：是指一昼夜内进行的径流重新分配,即调节周期为24小时。周调节：调节周期为一周〔7天的。年调节：对径流在一年内重新分配,当汛期洪水到来发生弃水,仅能存蓄洪水期部分多余水量的径流调节,称不完全年调节〔或季调节；能将年内来水完全按用水要求重新分配,又不需要弃水的径流调节称完全年调节。多年调节：当水库容积足够大的可把多年期间的多余水量存在水库中,然后以丰补欠,分配在若干枯水年才用的年调节,称多年调节。12．什么是河流的落差和比降？ 所被利用河流段的两个断面水面的高程差称为落差；XX与河口两个断面水面的高程差称为总落差。单位长度的落差称为比降。13.什么是降水量、降水历时、降水强度、降水面积、暴雨中心？ 降水量是为一定时段内降落在某一点或某一集而面积上的总水量,以mm表示。降水历时是指降水的持续时间。降水强度是指单位面积的降水量：以mm/h此表示。降水面积是指降水所笼罩的水平面积,以km²表示。暴雨中心是指暴雨集中的较小的局部区域。14．什么是水电站设计保证率？年保证率？ 水电站的设计保证率是指在多年运行期间正常工作的时段数与总运行时段之比的百分率；年保证率指多年期间正常发电工作年数占运行总年数的百分比。15．编制设计任务书的目的是什么？ 编制小型水电站设计任务书的目的是为了能够确定基本建设项目,并作为编制初步设计文件的依据。它是基本建设程序之一,也是主管部门进行宏观调控的手段之一。16．设计任务书的主要内容是什么？设计任务书的主要内容有八个方面：应包括流域规划、可行性研究报告的全部内容。与初步设计也是一致的,仅在研究问题的深度上有所区别。针对流域内建筑地段的工程地质及水文地质条件进行分析描述,可进行1／50万〔1／20万或1／10万地图的收集,只进行少量地勘工作。对划定设计
方案
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区的地质条件,基岩可利用深度,河床覆盖层深度,及主要地质问题要弄清。收集水文资料,并分析计算,选定主要水文参数。测量工作。收集建筑区1／5万、l／1万地形图；施测坝址厂房区1／1000～l／500地形图。进行水文、径流调节计算。各种水位、水头的选择与计算；近远期电力、电量平衡计算；装机容量,机组机型及电气主结线初步选择。比较选定水工建筑物型式和枢纽布置,进行水力学、结构和稳定计算、工程量的计算。经济评价分析、论证工程建设的必要性及经济合理性评价。工程对环境影响评价、工程投资估算和工程实施计划。17、什么是工程投资概算？工程投资估算及工程预行？ 工程概算是以货币形式编制工程所需全部建设资金的技术经济文件。初步设计总概算则是初步设计文件的重要组成部分,是考核经济合理性的主要依据。经批准的总概算是国家承认基本建设投资重要指标,也是编制基本建设计划和招投标设计的依据。工程投资估算是在可研阶段做出的投资数。工程预算是在施工阶段做出的投资数。18．为什么要编制施工组织设计？ 施工组织设计是编制工程概算的主要依据之一,要按照所确定的施工方法、运输距离、施工方案等多种条件,对号查编单位工程估算表计算单价,是概算最基本的工作。19、施工组织设计的主要内容是什么？ 施工组织设计的主要内容是施工总平面布置、施工总进度、施工导流、截流方案、对外交通、建材来源、施工方案及施工方法等。20．现行水利水电基本建设工程有几个设计阶段？ 按水利部的要求,应该有流域规划；项目建议书；可行性研究；初步设计；招标设计；施工图设计等六个阶段。21．水电站主要经济指标有哪些？单位千瓦投资,是每千瓦装机需要的投资。单位电能投资,是每千瓦时电量需要的投资。电能成本,是每千瓦时电量支付的费用。装机年利用小时数,是衡量水电站设备利用程度。电能售价,是每千瓦时电量售给电网的价格。22．水电站主要经济指标如何计算？ 水电站主要经济指标按下列公式计算： 单位千瓦投资=水电站建设总投资/水电站总装机容量 单位电能投资=水电站建设总投资/水电站多年平均发电量 装机年利用小时数=多年平均发电量/总装机容量小水电的定义 在中国,小水电系指装机容量25MW及一下的水力发电站和以小水电为主的地方小电网。 小水电的容量界限是与我国国民经济的发展相协调的,尤其与我国农村经济的发展和农村用电水平有关。例如在五十年代,一般称500kW一下的水电站为农村小水电站；到六十年代,小水电的容量界限到3MW,并在一些地区出现了由几个小水电站联起来的小型供电线路,这是中国地方电网的雏形。六十年代末期,随着县、社工农业用电量和经济实力的增长,国家及地方设备制造能力的加强,小水电站的容量界限上升到12MW,并形成了统一调度的县电网,电网电压等级多在35kV以下。八十年代以后,随着以小水电为主的农村电气化计划实施,小水电的建设规模迅速扩大,小水电站建设容量也不断增大,并开始建设110kV的地方电网,小水电站的定义也扩大到25MW。九十年代后,国家计委、水利部进一步明确装机容量50MW以下的水电站均可享受小水电的优惠政策,并出现了一些容量为几万至二十几万kVA的地方电网。在划分小水电容量中,主要考虑了以下三个主要因素：用电负荷需要。小水电主要供县、乡工业企业和广大农村用电。目前我国农村用电水平还较低,一般中等县的用电水平只有几十MW左右,因此,不可能把小水电的容量定义得太大。地方办电能力。小水电主要由县、乡、村三级兴建,采用民办公助办法,建设资金主要靠地方各级自筹解决,国家只补助一部分,一座10MW的小水电站,需投资近亿元,即使国家有些补助,地方自筹也是很重要的。机组设备的选择。在一个小水电站内,通常选用规格型号相同的两台水轮发电机组。因为采用一台机组,遇机组检修或发生故障时,电站就只能停止发电；如果采用多台机组时,往往又要增加机电设备和厂房土建费用,而且建成后也要增加机组运行人员。因此,从经济上考虑,往往采用两台机组。同时根据我国小水电机组产品系列规格,当选用两台单机为6MW机组,总装机容量则为12MW。因此,当时将小水电的容量定为12MW以下。这对设备制造、电站设计、地方办电能力和农村用电水平等各方面都是比较适合的。 随着我国国民经济的发展,农村用电水平不断提高,小水电装机容量也不断扩大。总结国内外
经验
班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验
可以看出,小水电容量的范围关系到能否促进小水电的发展。总的趋势是,小水电容量在随着地方经济的发展而不断增大。各国小水电的容量定义国家或国际组织名称分 类微型小小型小型国际小水电有关会议<100101-500501-10000拉美能源组织<5051-500501-5000中国<100101-500500-25000水力发电与筑坝杂志50-100300-500010000-50000秘鲁5-5051-500 菲律宾 <15000罗马尼亚 5-5000瑞典 <100101-15000泰国<200201-60006001-15000土耳其<100101-10001001-5000美国<500501-2000<15000哥伦比亚 <20000印度<100<2000<15000马来西亚<2525-500<5000尼泊尔<50<500<5000巴拿马<100101-10001001-10000厄瓜多尔<5051-500501-5000玻利维亚<100101-1000 多米尼加<100101-10001001-5000前苏联 <30000越南<5051-500501-5000日本 <10000法国<500501-20002001-8000新西兰 <10000<50000印度尼西亚 <5000津巴布韦5-500501-5000 挪威 <10000希腊<100101-10001001-15000波兰<100101-10001001-15000芬兰<200201-2000<20000英国<1000 瑞士<300301-2000 斯里兰卡 <1000 加拿大 <10001001-1500阿根廷 <1000 小水电的分类和开发方式 按传统的方式,水电站系根据其集中水头的方式来分类,有坝式<包括河床式和坝后式>、引水式和混合式。 中国的小水电站多半为引水式,如利用天然瀑布、急滩、河段跌水、河流弯道、高山湖泊、跨流域引水等,这是利用山区小河自然坡降的一种较为经济的开发方式。坝式和混合式电站数量较少,但因其有调节水库,往往成为梯级开发或地区供电中的骨干电站。单纯发电的坝式电站一般造价较高,但综合利用枢纽中的坝式电站,在投资分摊后,仍相当经济。小水电特点 小型水电站一直受到人们的重视,而且现在也确实处于较为突出的位置,其原因是：施工周期短、总投资低、运行维护简单、寿命长、坚固耐用、电价稳定,并且水资源是可再生的。对于用电规模较小的边远地区来说,小型水电站成为最具有吸引力的选择对象；拥有连接电厂和用电中心的输电网的地区并不多。许多地区,特别是在发展中国家,还必须依赖就地供电的小型发电厂供电；几乎处处都有可以用来发电的小河流；一般来说,小型水电站造成的环境影响远小于大型水电站,是一种可持续发展的绿色能源；当把河水用于其他目的时,如灌溉、防洪、供水等,如能同时规划建设小水电站,则在经济上将更有吸引力；在有条件的地方,可把小型水电站作为局部地区的供电能源。如条件许可,小型电站也可并入公用供电网；对已有的年代较早的小水电站进行技术改造,可以取得较好的经济效益。 当今的小水电技术是已经得到充分验证的成熟技术。电站的规划建设相对简单,建设工期短,并可大量地利用当地的劳动力和材料。现有的并已经过实践验证的电站设计方案,无论是规划建设方面的,还是运行管理方面的,均可广泛适用于各地的不同的条件。小水电站运行方式多种多样,既可是简单的人工操作,也可以是全自动的计算机化控制。 小水电站开发在土建工程方面的工作主要是建筑大坝、溢洪水道或引水堰及通向电厂的水道。水通过水道流到电厂,电站依靠水轮发电机组将水的位能和动能转换成电能。为降低造价,小水电站一般都是径流式电站,利用的是自然水流,没有蓄水库。对于小型水电站项目来说,建设大坝是不合算的,筑坝建库通常是用于防洪和灌溉的目的,因此,通常只建造最简单的矮坝或引水堰。 小水电站在规模上没有优势,单位装机容量成本较高。在目前,500～10000kW的电站投资成本约为1500～4000美元/kW。在某些特殊情况下,成本可能还会更高些。在站址条件特别好的地方,或者当地的投入较为低廉时,成本可能会低一些。一般来说,每干瓦装机容量的项目成本与装机容量和水头成反比。但各个设计参数一般是根据当地的条件确定的,可变更的余地较小。如果在一个现有的供水或灌溉系统上增加发电系统,往往花费不多。因此,今后应发展多用途项目,它可很好地成为以后增扩的小水电站的主要平台。对于再小一些的水电站,则更需要重点研究如何降低成本,甚至要不惜牺牲运行效率来达到降低成本的目的。对于那些并非十分重要的功能,则应舍去,并要尽可能就地取材。 在选择控制装置时,需要在装置的复杂性和成本二者之间进行折衷,而且选择时还要考虑当地拥有什么样的技能。如果想采用简单的人工控制来获得满意的效果,就需要操作人员具有相当高的技能。而高度自动化的电站,重点则是在维护方面,并且需要有足够的备份部件,这就需要更多地依靠外地或国外的支援和进口设备。然而,小水电站的容量为三类：微型〔小于100kW,小小型〔100-1000kW和小型〔1000-10000kW。对于容量很小的微型电站来说,设计越简单,控制系统就越简单,经济上也就越有生命力,如微型整装机组将水轮机和发电机结合在一起,甚至把控制器也设计在整装机组内,只要接上水管就可以发电了；而对于容量大些的小水电站来说,由于要确保电站有比较复杂和完善的保护和控制装置,因此投资就大。如果为水电站建造蓄水库,就可以根据用电市场的要求来调节向电站的供水量,从而克服因河流水量的季节性变化而带来的问题。这样就可以更好地根据实际的用电需求来设计电站的装机容量。对于径流式电站来说,由于没有大的蓄水设施,其可靠容量就是低水量时的容量,只占装机容量的一小部分。在这种情况下,所发出的电的价值只相当于被其替代的能源的价值。尽管如此,如果仅仅为一个小水电站建造蓄水库,在经济上是不合算的。 如果小电站能够就地供电,其经济价值就可得到提高。否则,解决输电问题将会占去电站项目投资的相当一部分资金。如果要建新的专用输电网,情况更是如此。如果输电费用变成电站投资的重要组成部分,就会使电站项目的成本明显上升。小水电现状 首先介绍一下整个水电开发的现状。小水电从容量角度来说处于所有水电站的末端。在1990年,水电站占全世界电站总装机容量的22.9％,但综合的输出只占全世界总供电量的18.4％。大部分水电站的设计发电能力都超过实际平均水流量需要的发电能力。相当数量的水电站并入输电网是为了在用电高峰时提供电力。另外,在所有的情况下,为了适应河流水量的变化及充分利用水流,在设计电站的容量时,都需要留有余量。但这样做使水电站平均年因数或容量因数下降到39.3%,而其他常规能源电站的平均容量因数为51.6%。下表列出的是1992年8月出版的"水电与大坝建造"手册发表的1991年各地区水电站容量与发电量的统计数字。全球水电容量与发电量地区容量发电量北美133.7579.8拉美94.0390.0西欧136.7405.3东欧和独联体82.3260.2中东/北非13.140.2撒哈拉沙漠以南非洲16.545.1太平洋12.138.7中国37.9124.8亚洲100.7397.4总计627.02281.2 在当今的水电发电量中,工业发达国家占2/3,发展中国家占1/3。下表列出的是根据1992年"水电与大坝建造手册"提供的统计数字及俄罗斯分析家为世界能源理事会可再生能资源研究会提供的补充资料得出的各地区的小水电站〔10MW以下的容量和发电量的统计数字。1990年小水电容量与发电量地区容量发电量北美430219738拉美11134607西欧723130239东欧和独联体22969438中东/北非45118撒哈拉沙漠以南非洲181476太平洋102407中国389015334亚洲3431353总计1950381709 据估算,1990年小水电站的总装机容量约为19.5GW,约为世界水电站总容量的3.1%。小水电站的年发电量为81.7TW·h。这些估算数字表明,小水电占水力发电总量的3.8%。 中国有丰富的水力资源,可开发量达3.78亿kW,其中小水电开发量0.75亿kW。小水电资源分布也很广泛,在全国2166个县〔市中有1573个县有可开发小水电资源,其中可开发量在10-30MW的县有470个,30-100MW的县有500个,超过100MW的县有134个。自1912年中国大陆建成第一座小水电站--XX石龙坝水电站,至1949年,中国小水电站总装机容量仅为3.7MW。新中国成立以后,中国政府十分重视水电尤其是小水电的开发,从解决山区农村用电,结合农村小型水利工程建设、利用当地丰富的小型水利资源出发,积极帮助和扶持广大山区结合当地水利建设兴办小水电站。1979年以后,小水电在中国得到更快的发展,到1994年底,全国有小水电站47314处,机组70057台,装机容量1577.53万kW,年发电量508.66亿kW·h,分别为同期全国水电总装机容量的33%和发电量的29%。1994年共新增小型水电站1018处,机组1920台,装机容量93.85kW。在全国2166个县中,有793个县以小水电供电为主,而且以小水电为依托建立了近800个县和跨县电网,其中跨县电网有42个〔见下表 由于小水电在解决农村能源供应,改善农村自然环境,扶贫及促进农村经济发展中的重要作用,使得小水电在我国农村获得了很大的发展,并引起了国内外舆论的高度关注。鉴于中国小水电发展的成就,1981年在中国XX建立了亚太地区小水电研究培训中心,1998年联合国开发计划署又正式把国际小水电中心设在中国,这表明中国的小水电已从中国走向世界。下表是有关中国小水电的发展情况。中国农村小水电开发情况<1996>地区可开发已开发比例<%>年发电量全国71,87019,200.826.761,960.1北京9056.763.088.8XX939.3247.526.4709.8XX581135.723.4342.3XX38738.910.189.0XX429174.140.6496.2XX1,888174.19.2521.7XX728109.215.0301.5XX11232.729.250.8XX3,2271,080.433.51,952.5XX685215.431.4424.8XX3,5942,013.556.06,369.4XX3,083922.729.92,336.0XX21576.835.768.4XX1,031268.826.1553.7XX4,0361,178.429.23,813.4XX4,1461,724.541.65,416.7XX4,1662,552.561.37,925.3广西2,3221,201.451.74,086.5XX5.8783,018.551.713,027.6XX2,554729.328.62,286.8XX10,2501,576.315.46,047.8XX16,000159.31.0420.0XX1,569259.916.6625.8XX1,089250.623.0807.2XX2,000133.36.7414.4XX236.026.112.4新疆3,979558.114.01,711.1XX397199.050.1540.7天津 5.8 22.4水利部直管 101.4 497.8 从上表可知,我国小水电已占可开发量的26.7%,远远高于我国大中型水电的开发比例。若不包括25—50MW的电站,则为可开发量的24.3%,其中开发比例最低的是XX约为1%,资源多、开发程度高的是XX、XX、XX、广西、XX等省区。根据装机规模、运行方式及管理形式,可列表将我国农村小水电分类如下：全国小水电的新近发展情况<1996>按管理方式分类类型电站座数机组台数装机容量年发电量国有电站3720168841079238.51村办电站3968353170498512.31总计47313700541577750.90按电站装机容量分类类型电站座数机组台数装机容量年发电量微型26962293578541.5小小型1754533306536414.43小型28067391955934.92总计47313700541577750.90按运行方式分类类型电站座数机组台数装机容量年发电量接入国家电网3720 30888.95接入地方电网14825 1080237.64孤立运行2806 18874.31总计47313700541577750.90 此外,小水电的发展还使我国地方电网的规模不断扩大,并使农村小水电供电区的用电构成发生了很大的变化。保证了县办工业、乡镇工业和农村家庭用电需求的快速、持续增长。由于小水电的规模越来越大,使得电力在农村能源中的比重不断增加。这一意义深远的变化表明,小水电在促进我国农村社会经济发展与环境保护中所起的作用越来越重要。小水电已不单单是解决农村能源问题的一种技术和手段,而是形成了一个社会、经济和环境效益并重的新颖的小水电行业,成为我国农村两大文明建设的强大支柱产业。农村水电供电区用电构成<1976-96>年份县办工业<%>农村用电<%>排灌农副产品加工乡镇工业家庭用电其它197637.026.414.49.912.3 198045.320.612.410.39.22.3198540.611.411.417.812.76.0198741.410.59.819.312.86.5199141.46.26.712.623.59.9199240.55.66.616.423.47.5199340.44.56.217.923.37.7199438.74.56.016.923.67.9199538.45.15.917.423.210.0199637.84.95.419.324.97.7中国小水电历年发展情况cancel年份装机容量年发电量19493.7 19557.0 1960251.4 1965330.0 19701019.0 19753083.266919806925.5127219859521.024131990131803928199415777.06090小水电发展展望 由于本世纪70年代初石油危机造成矿物性燃料价格暴涨,人们对新的可再生能源产生了兴趣,其中水电资源最受关注。此后,工业发达国家已相继建造了相当数量的大型和中型水力电站,发展中国家也建造了一些水力电站。尽管如此,到目前为止,全世界可供利用的水电资源只有约18%得到了开发利用。由于人们渐渐认识到,作为当前发电所需的一次能源主体的矿物性燃料,不仅价格不稳定,随时都有暴涨的可能,而且也严重污染环境,因而水电资源开发出现了新的发展势头。大型水电站一般都需要有大的蓄水库,这往往会引起人们对环境的关注。因此,现在人们倾向于发展中小型径流式水电站。此类电站只需在上游建很小的蓄水库。另外,当前世界上有一种强烈的私有化倾向。发展中国家由于经费严重短缺,现在都把电厂私有化作为解决电力供应不足的有效方法。对于私营开发商来说,中等规模和小型电站更有吸引力。 中国许多地区没有输电网,而小水电站的数量则居世界之首,10MW或更小些的小水电站的总装机容量达4GW。小水电的发展在中国越来越受到国家、地方政府的重视,人们越来越认识到小水电建设关系到解决山区农村、特别是国家骨干电网难以达到的贫困山区人民的用电问题和尽快脱贫致富的重要作用。由于小水电具有规模小、工期短、施工期对环境影响小、开发技术成熟、投资风险小、维护方便、运行费用低等优点,使小水电成为可大规模持续发展的农村能源。据国家水利部的计划,中国准备在1996-20XX间再建设1077万kW中、小水电,其中小水电500万kW；2001-20XX建设3000万kW,其中小水电1000万kW。今后还将大力开发微小水电资源来解决农村能源的不足,并努力改善农村生态环境和用电问题。到20XX将建设微小水电站300万kW。"九五"期间,国家还将建设以小水电供电为主的农村初级电气化县300个,电源及农村电网总投资350亿元,规划新增小水电装机400万kW,新增发电量215亿kW·h,人均年用电量从现在的147kW·h提高到20XX的265kW·h。另外虽然中国小水电设备制造水平已基本满足了实际需要,但是在低水头、大流量小水电设备的制造、微小水电的稳定、长期运行技术以及机组自动控制技术等方面与国外的先进水平相比还有相当大的差距。所以中国政府计划在这些方面攻关,并引进国外先进技术,以提高小水电设备的整体水平。 美国的小水电站数量居世界第二位,总装机容量达3.5GW。美国的立法规定,公用电力部门必须以"公用事业管理政策法"〔PURPA所规定的价格购买非公用电力公司的电站的电力。这一立法规定激励了一大批私营开发商,其中有许多人投资开发小水电。自1983年以来,新建的小水电站的装机容量已超过733MW。 某些欧洲国家也相继制定了优惠措施来鼓励开发利用新能源和可再生能源。英国采用了"大棒加胡萝卜"的办法,即对公用热力发电征税,用这部分税收来补贴可再生能源的电价。 加拿大为了鼓励私营独立电力开发商,省级公用电力系统制定了站址改造计划和非公用电力部门发电项目计划。在一些边远社区,其中包括地方级,省级和国家级公园社区等,已取得了一些进展,用新能源替代了柴油发电,一些地方的社区对小水电很感兴趣,把发展小水电视为发展经济的重要手段。 在技术开发方面,不少国家和国际组织,如欧洲委员会等,都通过实施示范工程来积极鼓励新能源的研究与发展。加拿大实施了一项与工业界合作的研究计划,其目的是研究低成本的制造工艺、设计和标准化。由于有了这些鼓励措施,私营开发商的队伍正在逐步扩大。但是,在前面提到的各个地区之间,在政策、法规方面仍有较大差距。因此,在有些国家或地区,私营开发商得到了积极的鼓励,而在另一些国家或地区,仍存在着严重的官僚机构设置的各种障碍。 在亚洲、非洲和拉丁美洲,小水电站或微型水电站基本可以满足当地农村的用电需求。这些电站一般都归国家或当地政府的公用电力部门所有。在这些水电站中,有些是独立运行的,而有些已并入当地的输电网。在这些地区,国际合作在小水电发展中发挥了相当大的作用。一些具有长期开发小水电经验的外国机构或公司,都在这些地区有合作项目,以便转让技术。从广义上讲,在那些对可再生能源开发有优惠政策<如提供资助或鼓励经济上有生命力的项目>的国家和地区,小水电的发展步伐都很大。中国小水电的特点 五十年代,随着农业生产的提高和农村的发展,中国开始了农村小水电建设。当时由于中国农村还处于非常落后的自给自足的自然经济状态,农村用电水平很低,且对电力的需求也不高,这就使得我们有时间根据我国农村的特点,结合引进当时苏联先进技术,发展形成了我国特有的规划、施工和运行的低造价的小水电开发技术。其主要特点包括：1．以县为基础的分散方式的管理体制 与其它发展中国家不同,中国在小水电开发管理方面是以地方为主分散进行的。除了小水电发展战略、目标、标准及政策方针由中央政府确定制订外,其它关于规划、开发、运行、管理、设备制造等均由地方政府承担。这种在"地方为主、微型为主和服务为主"的基础上发展起来的以地方为主、自力更生建设小水电和由大电网延伸供电的两条腿走路的方针,形成了我国农村用电由国家电网、地方电网及孤立小水电站供电的以县为基石出的分散方式的管理体制。 我国小水电这种开发管理方式的特点也可参见与其它发展中国家的比较〔下表。由表可见,在其它发展中国家,解决农村用电被认为是中央政府的一种基本职责,在这些国家小水电的开发管理一般都是由中央政府直接负责的,地方政府和当地民众基本不参与。据联合国统计,广大发展中国家还有约20亿人没有用上电,一些国家农村户通电率只有5％左右,少数用上电的农村基本上由大电网延伸供电、少量的依靠当地孤立小水电站送电,故这种所谓集中方式的管理体制并不利于农村小水电发展。小水电开发管理方式比较比较内容中国其它发展中国家管理体制以县为基础实行分散方式的开发和管理直接由中央政府实施项目并管理地方政府和当地群众参与开发直接负责规划、施工、运行、管理等不密切发供电关系小水电供电区内有地方电网实行统一发供电多由大电网延伸,少量由孤立电站供电2．对地方办电给予专门的优惠扶持政策 长期以来,中国政府为地方自力更生办电制订了一系列的优惠政策,鼓励各级政府和当地群众就近开发山区丰富的小水电资源。六十年初出台的"自建、自管、自用"的三自方针,一直是指导我国小水电发展的正确方针。"自建"就是允许和鼓励地方政府和当地群众发扬艰苦奋斗、自力更生精神,利用当地的资源、技术和原材料,自行规划、建设地方小水电站,资金筹措也以地方为主,甚至一些地方还包括自己生产需要的小水电设备。"自管"表示谁投资归谁所有,避免了政策上的平调,保护了地方政府办电的积极性,因此小水电的管理体制是很超前的,要形成发供用一体化的统一的小水电市场。根据这一方针,结合农村电气化建设,又明确了很多优惠政策。如： -行政一把手负责制。从国家总理到地方领导都关心农村小水电建设,各县都成立了以县长为组长的农村电气化领导小组,对电气化建设中的重大决策、资金筹集等方面进行研究审定,解决建设中的困难,负责调动各方面的力量来支持农村小水电建设。 -建立农村水电建设基金。在农村水电供电区内每千瓦时用电量征收2分钱,作为农村水电发展建设基金。有些省补充规定收取4分钱。 -"以电养电"政策。由小水电站及地方电网产生的利润,不缴地方财政,全部留在企业,用以再发展小水电。这条政策已经实行了近20年,对发展小水电起到了重大作用。 -税赋政策。在1994年初实行新税制,之前,小水电只征收电站收入的5%为产品营业税,1994年起改为6%的增值税,比大电站及大电网征收17％的增值税优惠。在所得税方面,按规定收取利润的33％,有些省补充规定,其征收的所得税一半返还给电站,用于"以电养电",还有些省是全部返还给电站的。这些政策均比大电站优惠。 -电价政策。小水电的电量属计划外电量,可参与市场调节,其电价可以按成本加税金再加适当利润确定。—贷款政策。国家农业银行列专项安排农村水电贷款。有些省还对贷款利息进行补贴。 -保护小水电供电区的政策。国家规定国家大电网应支持小电网,有条件的应做到大小电网联网运行,实行互供,调剂余缺。大电网不允许挤占小电网的供电用户,更不允许以各种借口上收小电网。李鹏总理曾指出：发展小水电的核心是要有自己的供电区,如果没有自己的供电区即等于没有市场。3．多渠道筹措建设资金 小水电建设需要大量资金。以小水电供电为主的农村电气化建设,不但要让地方去办电,而且还要动员当地人民去用电。因此,资金筹集是非常重要的,需要采用多种办法去筹集资金,包括： -实行多渠道、多层次、多模式筹集办电。鼓励农民个人投资或群体投资,也鼓励企业投资,也允许外县的资金来投资办电站,总之,不论谁来投资都受欢迎,实行"谁投资、谁所有、谁收益"政策； -采用股份制或股份合作制进行集资、融资,包括利用外资。自九十年代初在部分地方采用股份制办小水电以来,目前约有80余家按股份制模式组建起来的电站及电网,约有300余家按股份合作制模式办的电站,这一办电模式有利于小水电建设资金的筹集； -政府支持。从中央到地方各级政府,每年都要安排数亿元资金用于小水电建设,这些低息贷款的还款期约为十年； -小水电企业自身滚动的投资。由于几十年来的连续投入和建设,使很多县都有一些电站和电网,每年都有一定数量的利润及"以电养电"资金,这些都可以用于再投入,其中1996年的"以电养电"资金约为4.8亿元。 -农民自筹。农民对小水电建设有很高的积极性,人们常讲"山区要想变,先办小水电","有了电,富一片"。因此,由当地农民筹资办电是解决建设资金不足的很好的一条路子。一般情况,10千伏以下的输变电工程,均由受益农民负责集资修建,特别贫困的山区,政府可以给予适当支持。农民投劳折资是一种普遍使用的方式。一些县规定,每个农民劳动力应有义务建设水利及公用设施,每年不得少于8一10个工作日。有些县在建设电站及电网时,以农民参加劳动工日折算成资金入股； -从金融机构贷款。近十年来金融机构逐步成为资金来源的主体,农业银行及建设银行为农村水电专门设立专项贷款,用于支持地方小水电建设。4．与中国式农村电气化建设紧密结合 七十年代初期,随着农村粮食问题的基本解决和乡镇企业的出现,我国广大农村开始由传统农业向现代化农业转化,由自给自足经营向商品化生产经营转化。农村能源的需求日益增长,电的作用越来越突出,实现农村电气化,向农村提供足够的电力,已经成为实现四个现代化的一个重要问题。 但是,对于中国这样一个古老的大国来说,各地经济发展和资源条件必然是很不平衡的,要想完全依靠国家办电,依靠大电网供电,来实现农村电气化是不现实的,也是不经济的。因此,坚持两条腿走路的方针,允许小水电资源丰富的山区农村先电气化起来,用电的范围广一些,标准高一些,甚至超过城市的用电水平,这对国家、集体和个人也都是有利的。1982年,中央政府决定首先在一百个小水电资源丰富的县建立试点,计划到1990年建成。这样,我国搞农村电气化以开发小水电为基础,这个大方向就明确了。 这种以地方自力更生开发小水电为主的中国式的农村电气化有三个基本的特点。一是电源上,根据我国目前能源紧张、大电网缺电的实际情况,主要靠我国蕴藏丰富的小水电资源；二是建设上主要依靠地方,贯彻"自建、自管、自用"的三自方针,建设资金主要依靠地方群众自力更生解决,国家作适当补助,建成后也靠地方管理,实行"建设和管理统一","发电和供用电统一"的地方管理体制,以调动地方群众办电的积极性；三是在用电水平上要与预期的小康生活水平相适应,不要攀高喜洋,脱离实际可能条件。以上三点可以概括三句话,即电源上要因地制宜,建设上要自力更生,用电上要实事求是。这是建设中国特色的农村电气化试点县必须遵循的原则。 根据这一原则初步设想,第一批试点县到1990年需达到的初级电气化水平,可归纳为五个方面：在文化教育方面：一个县内将有90%以上的家庭用上电,可以用电照明、广播、看电视、看电影、有部分中小学校采用电化教学；在生活方面：有20%以上的家庭用上电鼓风机、电风扇降温；在农副产品加工方面：有90%以上的家庭,包括碾米、磨面、榨油、酿酒、饲料粉碎等方面,基本上实现电气化；在农牧业生产方面：包括小型排灌、脱粒、打场、灭虫、育秧、剪羊毛、挤奶、自动化养猪、养鸡以及粮食烘干等；基本上满足县办工业和社队企业的用电需要。 根据上述用电水平,预测每人每年用电约200千瓦时,每人需电源100瓦左右。但考虑到乡镇工业受自然和经济条件限制,各县发展很不平衡,其需电量并不完全与人口有关,故在人口较多的县,人均用电量往往低于200千瓦时。据初选的100个试点县的统计,共有人口3369万人,耕地3839万亩,可开发的小水电资源11380兆瓦,可开发电量436亿千瓦时,人均资源337瓦,人均电量1294千瓦时。 小水电虽小,但由于其分布地域广、数量多,可以填补国家电网的空白,对提高农业生产水平、为地方积累资金有重要作用。因此,千万座小水电站能把一大片农村经济都搞活了。一般小水电装机超过万千瓦的县,每年的乡镇。业产值都可起数亿元。XX汶川县XX乡办了小水电后,乡镇工业产值4年翻了一番,农民全部用上了电,而且,有8个月时间还可用电来做饭。每户1年可以约少烧7200～9600斤薪柴,全乡每年可以少砍近千亩山林,不但有利于生态平衡,而且可使妇女们从烟熏火烤中解放出来,从事其它更有价值的劳动,有人说,这是中国妇女的第二次解放。 以小水电为主实现我国农村电气化的实践使人们看到了我国农村发展的远景。虽然目前我们的标准和发达国家相比还是比较低的,但是在九亿农民中普遍实现电气化是一件很不容易的事。有了试点的经验,我们可以有信心地说,这已不是设想,而是可以逐步做到的现实了。5．经济实用的小水电技术 我国农村小水电发展较快,也归功于在整个建设过程中,重视应用新科技、新产品、新成果,从而形成了与我国农村当代发展水平相适应的经济实用的小水电技术,包括： -制定了一套农村初级电气化标准体系。提出了小水电供电区内建设农村初级电气化县的标准体系,其中主要有：人均年用电量和户均年生活用电量各200千瓦时；农户用电普及率90%上；供电保证率85％以上。这几个指标体现了农村生活温饱的最低条件。这些指标的全面完成,可以使原来处于贫困境地的山区农村的经济初步得到振兴。在当时提出这个标准时,中国2300多个县中,有85％的县达不到这个标准,有50％以上的县只达到标准各项指标的一半。这个标准体系的科学性在于使农村小水电建设和经济增长、居民生活水平的提高有直接联系,而且又能反映出电力建设中发、供、用电三个环节的同步发展； -在农村规划上探索出一套和传统电力发展规划截然不同的方法。电力发展规划的规划期常为定数,一般取5年或10年,以当地负荷自然增长为依据,满足电网供区用电需求。小水电规划以达到标准的时间而定,使农村电力负荷建设带有强制性,即在规划期内,必须达到要求数量。由于中国农村电气化是以小水电供电为主,因此,在电力电量平衡中,常出现丰水电力电量有余,枯水电力电量不足的矛盾。经过研究,采取"双向调整"方法解决,即在选择电源时,不以单站经济指标最优为前提,而以全网运行最优为目标,尽力满足负荷增长的需求；在用电负荷的选点建设上,又应尽量以电网可能供应的电力电量来安排,即电力供应与用户需求双向调整,以求得平衡。为此,大部分电气化县的规划,都安排一定数量可以按电网指令增减负荷的用户,如铁含金、硅铁。为了充分利用丰水电能,鼓励农户在丰水期使用电炊、农作物烘干、田间作业和能够蓄热的电锅炉等等；在枯水期这些季节负荷都减下来,确保正常的生活用电、基础工业用电、商业用电。如果还缺少电力和电量,即应考虑建设有年调节能力的水库电站或火电站进行补偿,有条件的地方,也可由国家大电网吸收丰水期电能,补充枯水期电力。据初步统计,第一批100个电气化县,在实施过程中采用"双向调整"方法,比计划减少400兆瓦装机,用电量比规划增加15%,节约数十亿元投资,而且加快了建设速度； -制定了从前期工作到建设、安装、验收、运行等各个环节的技术规程、规范、法规、标准。这些电力行业技术法规,确保了小水电建设过程中严格按科学方法保证质量、讲求效益,按期完成任务； -推广新技术。在农村小水电建设中,大力推广应用新技术。主要有：碾压混凝土拱坝、面板堆石坝、沥青芯墙堆石坝、无人值班电站。无人值班变电站、氟塑料轴瓦、自动清污拦污栅、电网调度自动化、优化运行调度,跨流域调水开发、集水网优化运行,多梯级水库群优化运行,用电管理等等,在机电产品方面,研究开发了高效转轮、简易水机自动操作器、无刷励磁,六氟化硫开关等等。这些新技术、新产品的推广应用,不仅节约了投资,而且加快了工期,又提高了供电可靠性； -加速培养了大批人才。全国有12所高等院校,专门为农村小水电建设定向招收学生,毕业后返回到本县工作。同时,又从在职的工人中,选择一批到学校学习两年,以提高技术水平。并且,各县又设立工人培训学校,每年对电工进行轮流培训,进行考试,合格者发给证书,实行持证上岗,并在实践中造就了一批技术骨干。目前,已经达标验收的电气化县,都有能力自行设计、施工安装总容量2000千瓦以下的电站及35千伏输变电工程,有些县可以靠自己的技术力量建设30兆瓦的电站和110千伏的输变电工程,甚至还可以到国外去承建电站。 由于上述实用技术的发展,很多新技术、新产品、新材料在小水电站得到试验和应用,并在我国水电开发中创造了很多纪录。6．形成地方电网 与其它发展中国家不同,我国在小水电建设中注意发展小水电自己的供电区,一些地方形成了县电网或跨地区的地方电网。地方电网的规模一般为20-50兆瓦,目前全国已有装机容量的约64.4%及发电的量的66.9%小水电并入了地方电网,从而在我国农村形成了三种基本的供电方式： -由农村小水电供电。在小水电资源丰富的一些地区形成统一的发供用系统,由县水利局或县小水电公司负责向农村供电,配电电压一般为35/10/0.4kV。地方电网与国家电网可以在某一点连起来,以便充分利用季节性电能,调节丰枯电能。 -由国家大电网供电。目前全国约在2/3的县靠国家大电网延伸供电,供电量占全国农村总供电量的85％左右。由于大电网本身缺电严重,而且大电网延伸在经济上也越来越不合理,电网末端电价高昂,有很多不合理因素,以至一些地方通了电,但用不起电。但是,由于大电网覆盖区多为我国经济较发达地区,因此它对我国农村发展的作用是不可低估的。 -由大电网趸售供电。在地方电网中小水电装机不多、电量不足的地区,采用大电网趸售给地方电网的办法向农村地区供电。中国小水电之最名称所在地区特征XX省XX全国小水电装机最多的省,由水利部门管理的小水电装机容量3303MW永春县XX省全国第一个农村电气化县,1985年10月验收通过阳山县XX省小水电装机最多的县,共有装机容量115.6MW石龙坝XXXX中国大陆第一个水电站,1912年投产,装机容量2×240kW甘竹滩XXXX最低水头的电站,设计水头1.27m,装机容量5MW天湖广西全州最高水头的电站,设计水头1022m,装机容量2×15MW甲岗XX那曲最高海拔的电站,建于海拔4,700m高程上高良涧XX高邮装机台数最多的电站,装机16×200kW大广坝XX东方县最长坝顶的电站,坝顶长5,842m枕头寨XX龙川最长的橡胶坝电站,坝长277.5m,高3.2m头渡XX南雄最长渡槽,长2,000m,高27m,过水流量1.7m3/s
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