三峡水电站装机容量世界第一,为什么发电量还不如伊泰普水电站?

作为装机容量世界第一的三峡水电站,它的能力与贡献是大家有目共睹的,但是在2020年12月之前,据不完全数据统计,三峡水电站的发电量,却远不如第二名伊泰普水电站高。这究竟是为什么呢?

三峡水电站装机容量世界第一,为什么发电量还不如伊泰普水电站?

三峡水电站

据统计,三峡大坝装机容量高达2250万千瓦,年发电量达到了847亿千瓦时。而位于巴西和巴拉圭交界处的伊泰普水电站,装机容量只有1400万千瓦,但年发电量却高达900亿千瓦时,超过了三峡水电站。这到底是怎么回事呢?装机容量是指水电站的最大功率,也就是发电站安装的发电机的额定容量,简单来说就是水电站拼尽全力最大能发多少电,这与河流的径流量关系密切。而一个水电站的年发电量取决于装机容量、年径流量和库容调节能力,水电站的发电原理是利用大坝上下水位落差,在水体流出的同时,将流水的势能转变成动能,进而带动发电机运转,最后把动能转换为电能。因而不难得知,水电站发电量的多少,主要取决于径流量、水位落差和流域发电时间。

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水力发电原理

三峡水电站的发电量不如伊泰普水电站的原因:

一、径流量和水位落差:

  1. 三峡水电站所处的长江中游,平均径流量约为4500亿立方米。而位于巴拉那河的伊泰普水电站,平均径流量仅为2800亿立方米,在这一点上,三峡水电站完胜伊泰普水电站。
  2. 从大坝水位落差来看,三峡水电站坝顶海拔185米,最高水位可达175米。一般水位在145米左右,坝下江面海拔在62米,因而上下游水位的最大落差约为113米。伊泰普水电站的坝体高度为196米,上下游水位最大落差在120米左右。

这样看来,两个水电站的实力相差不大,但是争第一最关键的因素是发电时间,而它又取决于径流量的季节性变化。

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伊泰普水电站

二、径流量的季节性变化:

  1. 我国长江流域的大部分地区属于亚热带季风气候,夏季高温多雨,冬季寒冷少雨。河湖径流量季节性变化较大,夏季的径流量要占到一年中的70%,而冬季仅仅占到10%左右。
  2. 伊泰普水电站位于亚热带湿润气候,流域内降水季节性变化不大,径流量相对稳定,水库水位消差只有1米,变化很小。而且巴拉那河上游建成23座水库,库存调节性能很好,所以伊泰普水电站基本上是在恒定径流量下满负荷运行,对径流利用到了极致。而且它几乎没有泄洪压力,因此伊泰普水电站发电量超过三峡水电站也就不足为奇了。
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巴拉那河

三、水电站的功能侧重:

两座水电站功能侧重不同,这也就造成发电量的差异。伊泰普水电站基本仅为发电而生,而三峡不仅仅是一个水电站,它更多是一个综合水利枢纽。

中国三峡工程是以防洪为主要目的进行规划设计,发电条件完全依附于既定的防洪规划,因此,虽然三峡发电站水轮机的设计难度要远远超过伊泰普。它复杂的运行条件也可以称得上是常规机组之最,但作为一个综合水利枢纽,三峡水电站要考量更多,比如防洪、发电、航运等综合效益的实现。况且三峡水库为峡谷型水库,在工程建设之初,为了降低淹没面积,减少移民。三峡水库蓄水量较为有限,而且为了防止洪水的发生,保障下游区域安全。在蓄水水位超过警戒线后,三峡大坝就会开始泄洪,而排放出去的水无法用来发电,这就会影响整年的发电量。从梅雨开始的六七月份到雨季结束的十月份,三峡水电站基本不会蓄水,大量径流会为泄洪直接排放掉。

截止2020年7月13日,三峡水电站最大泄洪量高达7.12万立方米每秒,平均每年泄洪而释放的水量达到了2000多亿立方米,相当于近一半径流没有用来发电。但如果不进行泄洪,拦截住汹涌的洪水,那么三峡下游城市就会被淹没,人们的安全就会受到极大威胁。而且为了航运效益,发电量受到一定影响。三峡水库蓄水后,库区100多处主要险滩被淹没,加之航道整治工程的实施,三峡大坝可以通过五千吨级单船和万吨级船队,这一点可是伊泰普水电站远远比不上的。

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四、三峡发电供需不匹配,电力外送能力不足的因素:

我国西南地区发电能力强,但用电需求相对较少,而东南地区恰恰相反,况且电能由于自身的独特性,难以保存,储存成本比生产成本还要高,因此只能随发随用。如果发电量超出电网负荷,就会损坏电网。因而当一部分电能过剩时,为了缓解电网负荷只能开闸放水,但是三峡水电站依然是个潜力股,发电量赶超伊泰普只是时间问题。

随着三峡上游水电站的不断兴建,具有调节能力的水库不断增加。三峡工程的季节调节能力明显增强,枯水期发电量明显增加。已经建成的溪洛渡和向家坝水电站日益成熟,而未来三峡上游的白鹤滩和乌东德水电站也会逐步建成。其中乌东德水电站库存达到了76亿立方米,而白鹤滩水电站库存更是达到了206亿立方米,建成后将成为仅次于三峡水电站的中国第二大水电站,白鹤滩和乌东德两大水电站总库存远远大于溪洛渡和向家坝水电站。两大水电站建成后,对整个长江流域调节能力会大大加强,届时三峡水电站发电能力,将增加到1100亿千瓦时,远远超过伊泰普水电站,同时我们也有很多措施,来缓解三峡水电站目前的问题。首先我们可以大力发展输电项目,利用特高压输电,实现跨区域能源输送,把西南地区富余水电资源运送到电力需求量大的长江下游地区。再者我们可以进一步突破水电存储项目,减少电能浪费,弥补季节性差异。最后我们应该大力发展新能源产业,提高水电能源与其它能源的协作能力。目前中国的能源结构与世界平均水平差距仍然较大。如果能源结构进一步改进,用电需求会大大增加,三峡水电站利用率也将进一步提高。

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此外,三峡水电站也是中国这个基建狂魔能力的生动体现。目前世界20大超级水电站中,中国就占据了11个,众多水电站将祖国的大江大河汇入到时代发展的浪潮之中,让人们享受到更多便利,闪电哥相信在不久的未来,三峡水电站会得到进一步开发,在更多方面创造世界第一。

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页面更新:2024-04-16

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