河南省抽水蓄能电站选点规划

做为一个热爱家乡的人，我还是想把这篇文章放进我的Blog里，（毕竟其中的一个大鱼沟与我们那儿关系太大了，）也算是寄托我对家乡的一种情思吧，希望家乡能建设的越来越好

也希望我们的国家能够早日真正的富强起来！
　
毛文然1 王一波2
(1.总工程师办公室；2.河南省电力勘测设计院，河南 郑州 450007)

[摘　要] 河南省地处中原，随着国家中部崛起战略的实施，电力需求迅速增长。河南以火电为主，在华中和国家电网西电东送、南北互供格局中处于中心地带，抽水蓄能电站具有广阔的发展空间。河南省具有十分丰富、极其优越的抽水蓄能电站资源。规划好、开发好河南的；抽水蓄能电站资源，必将对河南省、华中地区、乃至全国电力事业的发展起到关键作用。
[关键词] 抽水蓄能 选点 规划 河南省
    
1 河南省概况
    河南省地处中原，位于中国地势第二阶梯和第三阶梯的过渡地带，地形总体特征西高东低，高差悬殊，地貌类型复杂多样，北、西、南三面由太行山、伏牛山、桐柏山和大别山环抱，山间有丘陵和陷落盆地，中部和东部为豫东平原，西南部为南阳盆地。全省国土面积约16.7万km2，占全国国土面积的１.74％，其中山地面积约占全省总面积的26％，丘陵占18％，其余56％为平原、河谷和盆地等。最高峰老鸦岔脆山峰海拔2414米。著名“中岳”嵩山主峰海拔约1440米，耸立于低山丘陵之间，山势峻拔，风景秀丽，为我国五岳名山之一。全省由南至北分属长江、淮河、黄河、海河四大水系，雨量充沛，百川竞流。全省具有极其丰富、优越的抽水蓄能电站资源，具备建设各种规模抽水蓄能电站的自然条件。
    河南省在全国经济发展中具有承东启西的区位优势，在国家西部大开发中占有举足轻重的地位，在西电东送、南北互供的电力发展布局中处于中心地带，具有富水、多山、临电网、近电源的独特优势；河南省总人口9555万，居全国第一，但经济发展相对落后，随着国家中部崛起战略的实施，经济发展速度必将加快，电力发展空间巨大，前景广阔；河南省水力资源相对贫乏，煤炭资源较为丰富，能源以火电为主，缺乏调峰电源。因此，规划好、建设好河南的抽水蓄能电站，对河南省、华中地区、乃至国家电力事业的长足发展具有重大的意义。
    河南省地理位置适中，交通运输方便，煤炭开采强度较大，开发后劲不足。河南省已由煤炭调出省变为净调入省，燃煤缺口逐步增大，必须加快开发新的电力能源，有关部门已开始着手研究开发核电问题。
    “西气东输”已于2003年底全线建成通气，供气能力为年120亿m3。根据规划，在河南境内的郑州、周口设加压站和分输站，主要供河南省天然气电站用气。目前已开展前期工作的有郑州天然气电站(2×375MW)和驻马店天然气电站(2×300MW)。
    随着社会、经济的快速发展，河南省电力需求不断增长，电网装机规模不断增大，系统峰谷差的绝对值也呈现不断加大的趋势，调峰矛盾日益尖锐。为了改善电源结构，增强调峰能力，保证电网经济、安全、稳定运行，必须尽快规划、建设一批调峰电源。继南阳回龙和新乡宝泉两座抽水蓄能电站之后，近期在河南省建设第三座、第四座大型抽水蓄能电站势在必行。

2 选点规划工作概况
    为了满足河南省电网对抽水蓄能电站的需求，受河南省电力公司的委托，黄河设计公司联合河南省电力勘测设计院承担了河南省抽水蓄能电站规划研究工作。根据省电力公司的要求，本次规划研究工作从2003年9月开始，包括两部分工作内容：一是河南省建设抽水蓄能电站的必要性论证和站址布局研究，二是站址普查和初步比较推选工作，分地区初步推选出规划站址。
    在接受河南省电力公司的委托之前，黄河设计公司受南阳市人民政府的委托，于2003年5月开始对南阳境内的抽水蓄能资源进行选点规划，现场踏勘了马蹄河、天池崖、珍珠坪、大坪、石门、龙潭河等站址，并于2004年1月完成了《南阳市抽水蓄能电站选点规划报告》。2003年6～8月，受蓝天集团邀请及信阳市人民政府的委托，对信阳地区的五岳等站址进行全面查勘，2004年2月完成《信阳市抽水蓄能电站选点规划报告》。于此同时又分别受辉县、洛宁县人民政府的邀请，查勘了新乡九峰山、马池山、和洛阳庙山、大鱼沟等站址。
    2003年9月，黄河设计公司开始全省抽水蓄能电站选点规划工作。将前期各地区已开展工作均纳入并拓展到全省，选点范围覆盖全省所有主要山区、河流。从行政区划上包括：豫南地区信阳市的商城县、新县、光山县和信阳县，豫西南地区南阳市及平顶山市的桐柏县、西峡县、南召县、鲁山县，豫西洛阳市的洛宁县、嵩县，豫北地区的焦作、辉县、鹤壁，以及郑州市的新密、登封等8市15县；从山系方面包括：大别山、桐柏山、伏牛山、熊耳山、太行山、嵩山六大山系；共现场查勘23个站点26个站址。2003年12月完成外业普查任务，2004年2月完成普查站点的简要规划设计工作，提出了各站址初步的装机规模和技术经济指标，同时结合河南电网发展规划，初步论证了2010～2020年各水平年对抽水蓄能电站装机规模的需求。
    通过对河南省境内抽水蓄能电站资源的全面研究和普查，并对条件比较优越的站点进行现场察勘和室内比选，按地理区位分别选择豫南五岳、豫西南天池、桃岭、中西部地区大鱼沟和豫北马池山五个站址作为初选站址。

3 豫南地区站址普查
    豫南地区主要包括河南省最南部的信阳市、驻马店市和南阳市桐柏县共两市一县，区内分布有大别山、桐柏山两大山系。大别山和桐柏山东西相连，北麓属淮河水系，南麓属长江水系，主峰为河南、湖北两省分界线。该地区雨量充沛，河流纵横，山川起伏，抽水蓄能站址资源十分丰富。该地区属中低山区，山势不够陡峻，距高比一般较大，抽水蓄能站址投资指标相对较高。从地理位置看，该地区处于河南电网末端，但更接近华中地区中心武汉市。
    桐柏县位于南阳地区最东南部的桐柏山腹地，南临湖北随州市，北接河南驻马店市，桐柏山主峰太白顶海拔1 140米，是淮河发源地。
    驻马店市区域面积15 083km2，地势西高东低，西部为伏牛山余脉低山丘陵区，西南部为桐柏山余脉低山丘陵，中东部为广阔平原。没有可资选择的大型抽水蓄能电站较优站址。
    信阳市位于河南省南部大别山北麓，淮河上游。东接安徽省，南连湖北省。面积18 535km2，人口773万。辖2区8县。境内地势南高北低，东南部为大别山地，由深山、浅山、丘陵组成。中部为丘陵，西部与桐柏山相接，北部为平原洼地。境内主要河流有淮河、洪河、汝河、竹竿河、潢河、白露河等。年平均气温15℃，年平均降水量1 050mm。
    豫南地区抽水蓄能电站站址普查重点是信阳市南部的大别山地区和南阳市桐柏县的桐柏山主峰区，通过区域选点和筛选，共选择光山五岳、信阳草堂、新县、新县大坪、商城罗家、商城双河堰、桐柏县龙潭河等7个普查站址。
    各站址均具有修建大容量抽水蓄能电站的地形、地质、水源、工程布置和施工条件，站址自身不存在制约工程建设的重大技术问题。
    光山五岳站址地理位置比较优越，经济指标较好，不存在影响工程建设的重大技术问题；且五岳站址装机规模较小，施工工期较短，可以将设计水平年定位为2010～2015年，对解决豫南地区调峰问题十分有利。因此，初步选择光山五岳站址为豫南地区初选站址。

4 豫西南地区站址普查
    豫西南地区主要包括河南省西南部的南阳市南召县、西峡县、平顶山市鲁山县和洛阳市嵩县南部，以伏牛山主峰为轴线，南至南阳盆地北沿，北至黄河支流伊河以南。伏牛山西起秦岭，东至南阳盆地东部，石人山位于伏牛山中部，主峰玉皇顶海拔2153m，是南阳市、平顶山市和洛阳市三市分界点，在石人山主峰玉皇顶处，南东北三面分属长江、淮河和黄河流域。石人山周围分布着丰富的抽水蓄能站址资源，从地理位置看，该地区紧邻华中电网500kV输电通道，距河南省负荷中心郑州市不超过200km，地理位置优越。
    南阳市北靠伏牛山、东扶桐柏山、西依秦岭、南临汉江，三面环山，海拔高度在72.2～2　212.5m之间。地势呈阶梯状，以河流为骨架，构成向南开口与江汉平原相连接的马蹄形盆地，素称南阳盆地。南阳市的抽水蓄能站址主要分布在北部南召县和西部西峡县。
    平顶山市位于河南中西部，地势西高东低，西接伏牛山支脉外方山，北倚嵩山，南临伏牛山，中东部为平原，全市仅鲁山县西部为中低山区，其它县市均属低山丘陵和平原区。鲁山县位于石人山主峰东北部，淮河支流沙河横贯东西，抽水蓄能资源主要分布在沙河上游的石人山山区。
    洛阳市三面环山，北有邙山，西部属崤山、熊耳山，南部为伏牛山，伊河、洛河把全市分为三大部分，将伊河以南的伏牛山区划为豫西南地区，伊河以北划为豫西地区。伊河以南分属栾川、嵩县和汝阳三县，普查范围仅覆盖嵩县。
    该地区可资选择的抽水蓄能站址很多，本次规划选择地形条件最优的南召县珍珠坪、天池，鲁山县花园沟、桃岭，嵩县红椿漫、龙潭沟，和西峡县石门等7个普查站点，其中珍珠坪、天池和龙潭沟三个站点均有不同的上库位置，共组合成10个站址。
    天池、桃岭和龙潭沟站址分别位于石人山主峰南、北、西三面，分属南阳、平顶山、洛阳三市。三站址工程自身建设条件均十分优越，从地理位置角度，天池和桃岭明显优于龙潭沟站址。天池与桃岭两站址相比，在目前规划条件下，各方面条件均比较接近，考虑到天池站址具有进一步优化的空间，同时，若装机规模减小到一定程度，桃岭站址投资指标将明显劣于天池站址，因此天池站址较优。
    综合比较，豫西南地区初选站址的推荐次序依次为天池、桃岭和龙潭沟。在尚未进一步论证之前，暂推荐天池和桃岭两个初选站址。

5 中西部地区站址普查
    中西部地区主要指中岳嵩山一带的登封、新密、荥阳、巩县地区，和洛阳市中西部的熊耳山、崤山地区。三门峡地区位于河南省最西部，偏离负荷中心较远，且该地区一般为多泥沙河流，因此未纳入普查范围。根据任务书要求，中西部地区的普查范围包括郑州市的登封、新密和洛阳市的洛宁县。
    郑州市北临黄河，西部有海拔500～1 400m的中岳嵩山以及海拔150～300m的丘陵和登封盆地，其它地区为广阔平原。嵩山属伏牛山系，西连外方山，北属黄河流域，东、南部属淮河流域。该地区高程在800m以上部分山势陡峻，没有合适的抽水蓄能上库库盆，800m以下部分山势变缓，冲沟发育，受这种地形条件限制，中等规模以下的抽水蓄能资源较为丰富，大型(1000MW以上)站址资源较少，可以选择的余地很小，抽水蓄能资源点建设条件总体不如其它地区。通过对1/50000地形图的深入研究，在嵩山主脉附近共选择三官庙和环翠峪两处站址，三官庙站址位于登封境内，环翠峪站址位于荥阳、新密和巩县三县交界处。
    洛宁县位于洛阳市西南部，西有崤山，南有秦岭支脉熊耳山，北部为黄土塬地。洛河横贯全县，支流众多，为抽水蓄能站址选择提供了有利条件。洛河以北地区属崤山，多为泥沙河流，不宜选址，站址资源主要分布在洛河以南和洛河中上游地区。通过比选，分别选择洛宁、宜阳交界处的大鱼沟和洛河中游庙山两个站址作为豫西地区普查站址。
    该地区东西延伸范围达200km，但地形条件相对普遍较差，可资选择的大型抽水蓄能站址不多，站址建设条件不如其它地区，在普查出的大鱼沟、庙山、三官庙和环翠峪四个站址中，除大鱼沟站址条件相对较好外，其余站址均存在各种问题。
    大鱼沟站址地形地质条件优越，地理位置距河南省负荷中心郑州和洛阳不算太远，出线较为方便，工程单位千瓦造价较低，下一阶段有进一步优化的可能。是一个理想的抽水蓄能电站站址。因此中西部地区应推荐洛宁县大鱼沟站址为初选站址。

6 豫北地区站址普查
    豫北地区包括太行山沿线的济源、焦作、新乡、鹤壁和安阳五市，其中济源市和安阳市偏离河南省负荷中心较远，因此本次规划的豫北地区主要指焦作、新乡和鹤壁三市。选点地区位于太行山边缘，属海河流域，河流源头一般发自太行山腹部的山西省，水量充沛。太行山边缘山势陡峻，沟深崖高，地形条件非常有利于抽水蓄能电站建设。但该地区地质条件较为复杂，工程建设不可预见因素较多。
    1990年黄河设计公司完成的《河南省豫北地区抽水蓄能电站规划选点报告》，对辉县市境内抽水蓄能电站站址进行规划选点，除目前在建的宝泉抽水蓄能电站即规划的宝泉～东沟站址外，还对豫北地区的石门站址、马池山站址、宝泉～东寨山站址、东沟～沈庄站址、宝泉二级或宝泉第二站址、焦作云台山站址等进行了规划选点。石门站址因上水库地形条件差、水头偏高以及补偿投资大等因素，本次站址普查未再考虑；马池山站址，主要存在上水库筑坝建库条件差、工程量大等问题，本次站址普查结合地形条件，对上水库进行了重新选址；宝泉～东寨山站址、东沟～沈庄站址和宝泉二级或宝泉第二等站址，因对目前在建的宝泉抽水蓄能电站产生较大影响，本次站址普查不再考虑；云台山站址，因自然条件优越，水源充足，距负荷中心近，交通便利等，尽管该站址位于国家级太行山自然保护区内，本次站址普查仍对其重新进行了比较论证。
    豫北地区抽水蓄能站址资源点均分布在太行山与华北平原交接的边缘地带，地形条件较好，地质条件比较复杂。本此普查共有5个可选站址，分别为新乡辉县市马池山、九峰山站址、焦作市云台山站址、鹤壁盘石头、白莲坡站址。
    辉县马池山站址地形条件优越，单位千瓦工程投资较低，是一个理想的大型抽水蓄能电站站址。因此推荐马池山站址为豫北地区的初选站址。

7 河南省抽水蓄能电站布局分析
    为了满足电力发展需要，根据电源规划，2010～2015年豫北、豫中、豫南电网新增装机容量2 400 MW、2 535 MW、2 400MW，三大区新增装机容量比为30％、47％、23％；2016～2020年豫北、豫中、豫南电网新增装机容量4 200MW、1 200MW、4 200MW，三大区新增装机容量比为43.75％、12.5％、43.75％。可见豫北、豫中、豫南电网都拥有较大容量的电源，分布较为均匀，河南近、远期可开发的水电调峰电源主要是抽水蓄能电站，不同地区均可选择合适的站址建设抽水蓄能电站。
    豫北电网2015年之前拥有沁北电厂、宝山电厂、鹤壁电厂等大容量火电厂，相应的500kV网架坚强可靠。如果在豫北电网建设抽水蓄能电站，可接入新东变、安阳变、焦作西变、水冶变等500kV变电所，与豫北的大容量火电进行联合运行。豫北电网在宝泉抽水蓄能电站建成后，如果外部条件具备，仍可以建设第二座大容量抽水蓄能电站。
    豫中电网因东西跨度较大，可分为豫西(三门峡、洛阳)、郑开商电网。对于豫西电网，2015年之前拥有三门峡电厂、首阳山电厂、洛阳热电厂等大容量火电厂，豫西是河南省重要的电源基地。为将豫西丰富电力外送，相应建设的500kV网架坚强可靠，在2015年之前拥有4回500kV外送线路，拥有洛阳南变、牡丹变等500kV变电所可接入电网。同时远期豫西电网拥有建设大容量火电厂的可能。豫西电网虽然拥有小浪底水电站，但调峰性能较差。可见如果外部条件具备，豫西可以建设大容量抽水蓄能电站。
    豫中的郑开商电网是河南电网受端电网，其中郑州电网是河南电网的负荷中心。郑州电网拥有一定容量的火电厂，但多接入220kV电网。可见如果在郑州建设大容量抽水蓄能电站，优势是距离负荷中心较近，对电网有一定的支撑作用，但在小负荷时需要从外区供电。郑州电网2015年之前拥有郑州变、嵩山变、郑东变等500kV变电所，可供大容量抽水蓄能电站的接入。但应注意郑州500kV电网短路电流增长过快。
    对于豫南电网，可分为许昌、漯河、周口区域，驻马店、信阳区域，平顶山、南阳区域。抽水蓄能电站可能的布点划分主要在平顶山、南阳区域和信阳区域。
    对于平顶山、南阳区域，是河南南部的电源基地，在2015年之前拥有姚孟电厂、鸭河口电厂等大容量火电厂，远期将根据需要建设平顶山二厂等大容量火电。平顶山、南阳电网处于全国联网的主干通道，2015年之前拥有白河变、平顶山变500kV变电所，在南阳、平顶山电网建设抽水蓄能电站可接入全国联网的主干通道。远期河南省大量吸纳南方水电，其电力将主要在豫南电网消化，夏季吸纳的水电主要带基荷，调峰性能较差，在豫南电网建设抽水蓄能电站可与南方水电联合运行。
    信阳电网目前是河南电网的末端，随着河南省第三回、四回鄂豫联网线及500kV信阳变的投运，信阳电网将处于河南省吸纳南方水电的首端。远期信阳电网将扩建信阳电厂的大容量火电厂。2015年之前将拥有信阳500kV变电所，在信阳电网建设抽水蓄能电站可接入鄂豫联网的东通道，提高电网的稳定性。
    综上所述，河南省在豫北、中、南都可建设大容量的抽水蓄能电站，都具有较好的接入条件，对电网都具有一定的支撑作用。具体建设位置哪个最优，应在下一阶段进行详细的综合技术经济比较后确定。