摘要：金沙江上的向家壩和溪洛波水電站是西電東送的主要骨干電源，其配套的輸變電工程送出容量大，距離長，相應的投資較高。在今后電力市場日臻規范和電價競爭機制逐漸形成的條件下其經濟合理性和發展前景為人們所關注。通過輸變電成本隨送電距離和容量的變化研究及其與國內其它一些中遠距離輸變電工程還本付息過網費的對比分析，論證了向家壩和溪洛波水電站遠距離送電的經濟合理性。

關鍵詞：向家壩電站 溪洛渡電站 輸變電工程 電價 經濟合理性

1 工程概括

1.1 向家壩、溪洛波水電站及其輸變電工程

向家壩、溪洛渡水電站是金沙江上擬首批開發的兩個巨型電站，建設條件好，動能經濟技術指標優越，外送能力大。向家壩水電站位于四川省宜賓縣和云南省水富縣境內，為金沙江出口控制梯級電站，可進行周季調節，初擬裝機600萬kW，年發電量293.4億kW·h，保證出力144萬kW，是一座具有發電、灌溉、航運、攔沙等多種綜合效益的特大型水利水電樞紐工程。溪洛渡水電站位于四川省雷波縣和云南省永善縣境內，下距向家壩水電站約156km(河道里程)，是一座以發電為主兼有防洪、攔沙、改善下游航運等綜合效益的巨型水利水電樞紐工程，具有季調節性能，初擬裝機1200萬kW，年發電量約573.5億kW·h，保證出力338.5萬kW。

向家壩水電站的供電范圍是四川、云南、華中，供電距離分別為40km、190km和1300km。據原國家電網公司測算，輸變電工程靜態投資為145.23億元(川、滇兩省各留電印萬kW，送華中480萬kW方案，1997年價格水平)；溪洛渡水電站的供電范圍是四川、云南、華中、華東，供電距離分別為145km、120km、1350km和1900km，輸變電工程靜態投資為313.33億元(川渝、滇各留電120萬kW，送華中320萬kW，送華東640萬kW，1997年價格水平)。兩電站送出工程靜態投資分項目組成見表1和表2。

1.2 三峽輸變電工程

三峽輸變電工程是三峽工程的配套工程，設計輸送容量：華東720萬kW，川東200萬kW，華中900萬kW。為了便于與向家壩和溪洛渡水電站送出工程相比較，根據三峽輸變電系統設計概算，我們將其中的交直流線路、換流站及變電工程投資單列出來，并將其它費用按投資比例平攤到交直流線路、換流站及變電工程中。電力規劃設計總院編的《火電、變電、送電工程限額設計控制指標》中，500kV的交流線路工程造價上漲指數1995年為5.07%，19%年為0.61%；500kV的交流變電工程的造價上漲指數1995年為7.0%，1996年為0.5%，根據以上數據折算三峽工程輸變電工程的投資到1997年價格水平年，見表3。

表1 向家壩水電站送出工程靜態投資 項目 四川 云南 華中 合計 送出容量(萬kW） 60 60 480 600 總投資（萬元） 43316 64297 1344665 1452278 線路 5595 26576 33778 415949 換流站 698439 698439 交流配套變電 23992 23992 152617 200601 交流配套線路 13729 13729 109831 137289

表1 向家壩水電站送出工程靜態投資

項目

四川

云南

華中

合計

送出容量(萬kW）

60

60

480

600

總投資（萬元）

43316

64297

1344665

1452278

線路

5595

26576

33778

415949

換流站

698439

698439

交流配套變電

23992

23992

152617

200601

交流配套線路

13729

13729

109831

137289

表2 溪洛渡水電站送出工程靜態投資表

表2 溪洛渡水電站送出工程靜態投資表

項目 川渝 云南 華中 華東 合計 送出容量(萬kW） 120 120 320 640 1200 總投資（萬元） 10343 96349 926470 2007137 3133299 線路 40563 33570 420557 659303 973993 換流站 506727 1013454 1520181 交流配套變電 35322 35322 105965 187939 364548 交流配套線路 27458 27458 73221 14641 274577

項目

川渝

云南

華中

華東

合計

送出容量(萬kW）

120

120

320

640

1200

總投資（萬元）

10343

96349

926470

2007137

3133299

線路

40563

33570

420557

659303

973993

換流站

506727

1013454

1520181

交流配套變電

35322

35322

105965

187939

364548

交流配套線路

27458

27458

73221

14641

274577

表3 三峽工程輸變電工程投資

表3 三峽工程輸變電工程投資

項目 華東 華中 川東 合計 送出容量(萬kW） 720 900 200 1820 靜態總投資（萬元） 1635707 1035424 230317 2901445 直流線路 453760 453760 換流站 856622 856622 交流配套變電 181687 361474 65610 608769 交流配套線路 143638 673950 164706 982293

項目

華東

華中

川東

合計

送出容量(萬kW）

720

900

200

1820

靜態總投資（萬元）

1635707

1035424

230317

2901445

直流線路

453760

453760

換流站

856622

856622

交流配套變電

181687

361474

65610

608769

交流配套線路

143638

673950

164706

982293

1.3 俄中送電工程

俄中送電工程的出發點是從俄羅斯伊爾庫斯克地區輸入廉價的電力到我國北部地區。根據可行性研究報告，初步確定了以下技術方案：

送電方式：俄中送電采取±600kv直流方式；

送電起點：伊爾庫斯克地區布拉茨克開關站。

由于華北電網和東北電網都有能力接受俄送電力，因此落點有北京、唐山(送電華北)和沈陽(送電東北)幾個選擇，輸電距離分別為2400km、2530km、2800km。根據伊爾庫斯克地區輸出電力的能力和我國的受電能力，線路輸送電力應在200～300萬kw之間。在這里，我們選擇經過蒙古國送電唐山，輸送容量250萬kW方案與向家壩、溪洛渡進行對比，此方案的線路長度及送電容量規模都為居中水平。俄中送電工程投資(1997年價格水平)見表4。

表4 俄中送電工程投資

表4 俄中送電工程投資

項目

投資（萬元）

直流線路

450325

換流站

380580

合計

830905

2 輸變電工程投資分析

本文主要探討遠距離送電的經濟性，所以我們主要考慮外送距離的變化引起的投資變化情況。

對于某一個直流輸電工程，設輸變電的總投資的Y，換流站的投資為A，配套交流變電和線路的投資為B，輸電距離為X，單位距離的直流線路費用為C，則有下式成立：

Y＝4+B+CX

對于送出容量一定時，A、B、C都是常數，設D＝A+B，有：

Y＝D+CX

對于向家壩外送華中480萬kW，二回線，平均每回線路長度1150km，若D＝96.01(億元)、C＝0.03337億元/km，則：

Y＝96.01+0.03337*X

對于溪洛渡送華中320萬kW，一回線，1350km，若D＝68.59(億元)、C＝0.01782(億元/km)則：

Y＝68.59+0.01782*X

對于溪洛渡外送華東640萬kW，二回線，平均每回長度1850km，若D＝134.78(億元)、C＝0.03564(億元/km)則：

Y＝134.78+0.03564*X

向家壩、溪洛渡兩電站外送輸變電投資隨外送距離的變化見圖1。圖中向家壩代表向家壩外送480萬kW，溪洛渡1代表溪洛渡外送320萬kW，溪洛渡2代表溪洛渡外送640萬kW。

圖1 向家壩、溪洛渡電力外送投資隨距離變化

從表5和圖1中可以看出，隨著距離的增加，電力外送的投資增加幅度與距離增加幅度相比要小得多。以溪洛渡外送640萬kw為例，當輸電距離從500km增加到2000km時，輸電費用增加僅53.46億元，占整個輸電投資的25.94%。可以看出，長距離電力外送是否經濟，其輸電距離只是其中的一個影響因素，不是主要因素。

3 金沙江外送和三峽、俄中外送投資對比

金沙向家壩和溪洛渡水電站電力外送容量大，距離遠，相應的輸變電工程投資也較大，向家壩輸變電工程靜態投資為145.23億元(川、滇各留電60萬kW，送華中480萬kW，1997年價格水平)，溪洛渡輸變電工程靜態投資為313.33億元(川渝、滇各留電120萬kW，送華中320萬kW，送華東640萬kW，1997年價格水平)。在這里，我們將向家壩和溪洛渡電力外送的輸變電投資和三峽輸變電投資及俄中送出工程作一對比、詳見表5。

表5 金沙江外送和三峽、俄中外送投資對比

項目

三峽工程

溪洛渡

向家壩

俄中送電

電站規模(萬kW)

1820

1200

600

250

直流線路

長度(km)

2200

5050

2300

2530

投資(億元)

45.38

92.36

39.81

45.03

單位投資(萬元/km)

206.2

182.9

173.1

178.0

交流線路

長度(km)

6900

2330

1130

投資(億元)

98.23

35.82

17.41

單位投資(萬元/km)

142.36

15.373

154.03

變電工程

容量(萬kVA)

2475

1575

825

投資(億元)

60.88

37.25

20.49

單位投資(萬元/萬kVA)

245.95

236.53

248.43

換流站

容量(萬kVA)

1200

960

480

250

投資(億元)

85.66

147.59

73.80

38.06

單位投資(萬元/萬kVA)

713.8

1537.4

1537.4

1522.3

合計

290.14

313.03

151.541

83.09

注：三峽、向家壩輸變電的交直流電壓等級均為500kV；溪洛渡輸變電的交流電壓等級為500kV，支流電壓等級為±600kV；俄中送電采用±600kV直流；價格水平年均為1997年值。

需要說明的是三峽換流站為單端，向家壩、溪洛渡、俄中送電為雙端，將三峽換流站換算為雙端，總投資為171.3億元，單位投資與向家壩、溪洛渡及俄中送電基本相當。隊表中可以看出，三峽的直流線路和變電單位投資比向家壩和溪洛渡稍高，直流線路單位投資約高10%，變電約高3.5%。三峽直流線路單位投資稍高主要原因是由于三峽每回線的輸送容量為360萬kW，向家壩為240萬kW，溪洛渡為320萬kW，所以三峽直流輸電線路所選用的導線截面積較大，投資稍高；三峽和向家壩、溪洛渡變電單位投資相差較小，主要是選型的問題；而交流線路及換流站向家壩和溪洛渡要比三峽稍高，我們按各個分項工程占整個輸變電工程的比重來進行加權平均，向家壩和溪洛渡輸變電的單位投資比三峽稍高，和俄中送電工程相當。具體比較見表6。

表6 金沙江外送和三峽、俄中送電工程單位投資比較

序號

項目

直流線路(萬元/km)

交流線路(萬元/km)

變電（元/KVA)

換流站(元/kW）

1

三峽

206.2

142.36

245.05

1427.6

2

溪洛渡

182.9

153.73

236.53

1537.4

3

向家壩

173.1

154.03

248.43

1537.4

4

俄中送電

178.0

1522.3

5

(2-1)/1

-11.3%

8%

-3.5%

7.7%

6

(3-1)/4

-16.1%

8.2%

1.4%

7.7%

7

(2-4)/4

2.8%

1%

8

(3-1)/4

-2.8%

%

9

對5進行加權平均

2.5%

10

對6進行加權平均

2.8%

11

對7進行加權平均

2%

12

對8進行加權平均

-1%

注：表中(2—1)/1表示(溪洛渡—三峽)/三峽，(3—1)/l表示(向家壩—三峽)/三峽，(2—4)/4表示(溪洛渡—俄中送電)/俄中送電，(3—4)/4表示(向家壩—俄中送電)/俄中送電。

從上表可以看出溪洛渡電力外送輸變電單位投資加權平均后比二峽高2.5%，比俄中送電高2%；向家壩電力外送輸變電單位投資加權平均后比三峽高2.8%，比俄中送電低1%。可以認為向家壩、溪洛渡水電站的輸變電投資概算水平與三峽、俄中送電相比是相近的。

4 送電工程過網費的比較分析

一般情況下，某一直流輸變電工程的過網費主要受以下幾個因素影響：

(1)工程靜態投資和輸變電容量 從前面的分析我們可以看出，在一定范圍內，輸送距離對直流輸變電工程投資的影響不大，工程投資主要與設計輸變電容量有關，設計輸變電容量增加一倍，工程投資也基本上增加一倍。在輸變電設計容量得到充分利用的情況下(達到設計年利用小時數)，兩者對過網費的影響互相抵銷。

(2)投資流程 由于輸變電工程的施工不象大型水電站受到施工場面等客觀因素和施工程序的制約，所以輸變電工程施工進度受工程規模影響不大，一般都能在4～6年內完成。對不同的工程，分年度投資流程相差不大，這方面對過網費的影響也不大。

(3)線損率 線損率對過網費的影響同樣不大，對于輸電距離從1000～3000km的直流線路來說，功率損耗一般為5%～10%，電量損耗為3%～6%。

(4)年利用小時數 年利用小時數乘以輸變電容量就是年送電量，這一因素對過網費的影響最大，是過網費的決定性因素。三峽、向家壩、溪洛渡設計年利用小時均為4700h左右，俄中送電為5500h。由于受到水電裝機進度的限制，致使水電站外送工程剛開始建成的幾年內送電量較少，年利用小時較低，而前期又正是還貸付息的高峰期，對過網費的影響較大。這一點在三峽向華東送電的過網費計算上體現得尤為明顯，從下面的分析可以看出。

將向家壩、溪洛渡、三峽、俄中送電工程的靜態總投資(1997年價格)、設計輸電量和過網費(1997年價格)等經濟指標作一個對比，詳見表7。表中向家壩指向家壩向華中送電480萬kW，溪洛渡1指溪洛渡向華東送電640萬kW，溪洛渡2指溪洛渡向華中送電320萬kW，三峽指三峽向華東送電720萬kW，三峽送電華中為交流輸電方案，不參與比較。

表7 向家壩、溪洛渡、三峽、俄中送電工程經濟指標對比

指標

靜態總投資(億元)

設計輸電量(億kW·h)

過網費(億kW·h)

單位電度過網投資(億kW·h)

向家壩

134.47

234.29

0.151

0.574

溪洛渡1

200.71

297.85

0.179

0.674

溪洛渡2

92.65

147.24

0.156

0.629

三峽

163.57

344.9

0.167

0.474

俄中送電

83.09

137.5

0.152

0.604

從上表可以看出，三峽向華東送電的單位電度過網費投資較低，為0.474元/kW·h(主要原因是三峽外送工程的換流站僅考慮單端，其它送出工程為雙端，而這部分占靜態總投資的比重較大，如果三峽的輸變電投資包括雙端換流站，則三峽為O.723元/kW·h，和溪洛渡基本相當)，而過網費卻相對較高，達到0.167元/kW·h，主要原因是三峽向華東送電輸變電工程建成初期送電量較小。

5 結語

通過以上分析可以得到以下幾個主要結論：

(1)大型水電站的電力外送是否經濟送電距離的遠近在一定范圍內不是制約因素，重要的是電網的年利用小時數；

(2)金沙江向家壩、溪洛渡水電站的輸變電工程投資水平和三峽及俄中送電的輸變電投資水平是相近的；

(3)金沙江向家壩、溪洛渡水電站送電華東、華中是經濟的；

(4)華東、華中地區有能力接受并且完全需要金沙江的水電；

(5)西部水電開發將有力促進西部經濟發展并為東部經濟的持續發展提供條件。

(6)由于各工程建設環境、條件和開工時間及概算編制水平都有所差異，在分析計算中雖做了投資時間換算和技術處理，但也還是一種比較粗略的分析，從申可以看出總的趨勢和水平，作為定性認識。