“三峽水電站大壩高程185米,蓄水高程175米,安裝32臺(tái)單機(jī)容量為70萬(wàn)千瓦的水電機(jī)組,總裝機(jī)容量達(dá)到2250萬(wàn)千瓦,從2012年7月4日已成為全世界最大的水力發(fā)電站和清潔能源生產(chǎn)基地”
這就是百度百科中查到的資料,因此在大家的印象中,三峽水電站就是全球第一,但事實(shí)上它裝機(jī)容量確實(shí)是全球第一,但年發(fā)電量卻不如裝機(jī)容量不及它2/3的伊泰普水電站!
三峽水電站選址在我國(guó)最長(zhǎng)的河流長(zhǎng)江中游的宜昌市西陵峽段,1993年初開(kāi)工興建,2003年7月10日,第一臺(tái)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電,到2009年全部完工,2010年10月26日,三峽工程水庫(kù)試驗(yàn)性蓄水首次達(dá)到175米最終水位。
三峽庫(kù)區(qū)是一個(gè)極其狹長(zhǎng)的河道型水庫(kù),全長(zhǎng)640多千米,庫(kù)區(qū)面積1084平方千米,庫(kù)容量超過(guò)393億立方米。
三峽電站的機(jī)組布置在大壩的后側(cè)(下游側(cè)),總共安裝了32臺(tái)70萬(wàn)千瓦(700MW)水力渦輪機(jī)組,左岸14臺(tái)、右岸12臺(tái)、右岸地下6臺(tái),另外還有2臺(tái)5萬(wàn)千瓦的電源機(jī)組,因此總裝機(jī)容量為2,250萬(wàn)千瓦(有些資料中是2240萬(wàn)千瓦,不計(jì)算電源機(jī)組)全球第一,年發(fā)電量約1,000億千瓦·時(shí)。
三峽水電站裝機(jī)容量遙遙領(lǐng)先,為什么發(fā)電卻不如伊泰普水電站
這里確實(shí)有個(gè)問(wèn)題,從年發(fā)電量來(lái),三峽甚至還不如裝機(jī)容量只有1400萬(wàn)千瓦的伊泰普水電站,比如在2016年,伊泰普水電站的年發(fā)電量為103,098GWh,而三峽水電站則只有93,533GWh,雖然相差不是特別大,但伊泰普水電站裝機(jī)容量不足三峽的2/3,究竟是什么原因?qū)е铝藘烧咧g如此反差?
決定發(fā)電量的幾個(gè)要素
水力發(fā)電利用的是水資源的重力勢(shì)能,那么能決定它的幾個(gè)參數(shù)就是總水量多少(河流徑流量),水壩前后的有效水位落差,以及總裝機(jī)容量與年發(fā)電時(shí)間。
長(zhǎng)江年均徑流量為9600億立方米,壩體前后有效水位落差約113米(實(shí)際可利用水位小于此高度),裝機(jī)容量上文已經(jīng)有述。
伊泰普水電站所在的巴西與巴拉圭交界的巴拉那河,年均凈流量為5582億立方米,壩高196米,壩體前后有效水位落差為120米左右(實(shí)際有效水頭為118米)。
兩個(gè)電站都在中游,徑流量比例也接近一半,落差也差不大,整體優(yōu)勢(shì)上三峽非常明顯,因?yàn)闆Q定發(fā)電量最關(guān)鍵的一個(gè)因素是徑流量,而三峽大壩所在的長(zhǎng)江,徑流量是巴拉那河的2倍,但問(wèn)題是三峽電站的發(fā)電量居然不如伊泰普水電站,難道是三峽設(shè)計(jì)先天不足?
決定性因素:發(fā)電有效流量與年發(fā)電時(shí)間
長(zhǎng)江的徑流量盡管很大,但有一個(gè)非常不利的因素,長(zhǎng)江存在豐水期和枯水期,每年的夏秋季(5-10月)是長(zhǎng)江的豐水期,抗洪搶險(xiǎn)一般就發(fā)生在這幾個(gè)月份,此時(shí)的上游來(lái)水超出了三峽庫(kù)區(qū)的極限,就需要泄洪,當(dāng)然在洪峰到來(lái)之前,還要把三峽庫(kù)區(qū)的水位降到防汛限制水位,以便留出足夠的庫(kù)容迎接洪峰,防止直接沖擊下游。
三峽大壩泄洪
因此大量的徑流量就這樣被泄洪槽白白地排入了下游,這些水會(huì)被計(jì)算在徑流量之內(nèi),但對(duì)發(fā)電卻沒(méi)有任何幫助,不過(guò)對(duì)調(diào)節(jié)水庫(kù)的泥沙淤積是有用的。長(zhǎng)江豐水期的流量占了全年總量的70%以上,長(zhǎng)江豐水期大約有50%左右的流量就是這樣被消耗的。
而巴拉那河地處南美熱帶雨林,流域內(nèi)降水豐富,盡管也存在枯水期,但時(shí)間比較短,主要集中在8~9月,而且巴拉那河支流水系遍布南美洲東西部,徑流量還存在互補(bǔ),因此對(duì)伊泰普水電站全年發(fā)電時(shí)間比較有利的。
不過(guò)伊泰普水電站還是吃虧于總徑流量偏低,因?yàn)槿龒{水電站年發(fā)電量自2014年超過(guò)伊泰普水電站之后,就只有2016年略低,其余年份都是吊打伊泰普,所以三峽電站要說(shuō)世界第一,還真名副其實(shí),但這個(gè)名號(hào)是從2014年才真正開(kāi)始的。
伊泰普水電站控制室
延伸閱讀:發(fā)電站發(fā)出來(lái)的電沒(méi)人用時(shí),電能到哪里去了?
這可能是大家一直疑惑的問(wèn)題,這發(fā)電站日夜不息的在發(fā)電,但晚上大家都不用電時(shí)這些多余的電都去哪了呢?
估計(jì)有朋友會(huì)回答,你不用電,不代表工廠不用電不是嗎?但事實(shí)上凌晨時(shí)段確實(shí)是用電低谷,發(fā)電站此時(shí)多余的電,去了哪里?
答案倒是非常簡(jiǎn)單,整個(gè)電網(wǎng)中都沒(méi)有多余的電,用電端用多少,發(fā)電機(jī)發(fā)多少,當(dāng)然還有線損與變電所等損耗,整體上是能量守恒的,不存在多余一說(shuō),這是負(fù)荷降低時(shí)發(fā)電站也會(huì)減少水流量,關(guān)閉發(fā)電機(jī)組等保證水力資源不浪費(fèi)等。
當(dāng)汛期或者太陽(yáng)能與風(fēng)能無(wú)法限制這些機(jī)組時(shí)候,只能泄洪或者關(guān)閉,或者使用出水蓄能將這些能量利用起來(lái),等到用電高峰期再發(fā)電回饋電網(wǎng)。
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