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水资源
收稿日期：2006-02-14
文章编号：1006-0081（2006）09-0005-05
斯洛文尼亚水电的作用
［斯洛文尼亚］Z .
布雷加尔摘要：斯洛文尼亚水电发电量约为该国火电发电量的一半，即约占该国总发电量的1／3。水力发电对斯洛文尼亚的供电具有非常重大的影响。因此，对斯洛文尼亚过去几十年长期水电开发的特殊问题进行研究具有非常重大的意义。已经开发出了一种被称为P R A K 的国内专用模型，目前已对之进行了全面的改进，用以对这些特殊问题进行研究。
关键词：水电资源开发规划；水电站梯级开发；水电站技术参数；斯洛文尼亚中图分类号：T V 75；T V 74 文献标识码：A
斯洛文尼亚水电系统主要由该国最大的3条河流（德拉瓦河、萨瓦河和索查河）上所开发的3个梯级构成。另外，还包括一些小型水电站。大多数梯级电站都有小型的调节水库：它们通常为日调节运行或径流式的电站。唯一例外的是目前正在改造之中的上萨瓦河的莫斯特电站为周调节电站。
斯洛文尼亚的水电蕴藏量还没有得到完全开发利用：增加电站的数量，特别是在萨瓦河的中下游、穆拉河是非常有可能的。作为将来对环境友好的可再生的电力资源，对于斯洛文尼亚极其重要和有价值。下斯洛文尼亚河的梯级电站目前正在施工之中，每隔2a 或3a 就会有新电站落成，这样到2018年整个梯级将会全部建成。即将建造2座抽水蓄能电站：索查河的阿维塞（A v c e
）电站和德拉瓦河的科济克山电站。
1基本情况
在过去几年中，已对P R A K 模型进行了全面改进，该模型用于计算长期规划的可能水力发电量。理论上赋予了新的内涵，使用最新的计算机语言重新编制了计算机程序，这套新编制的计算机程序已进
行了全面测试。对现有水文数据库进行检查，并对一套极具希望的主要算法的线性版本进行了测
试。本版本对2004年首次应用于斯洛文尼亚现有水电站系统的新程序作了修改。本研究持续了将近10a 。新的P R A K 模型最近已用于模拟M o s t e I I +
Ⅲ的周调节系统。2005年全国水电总发电量约为3530.2G W ·h
，其中德拉瓦河、萨瓦河和索查河的发电量分别为2754.9G W ·h 、339.9G W ·h 和
435.4G W ·h
。2水文数据资料
在2004年的研究中，E I M V 电力研究院使用了1961~1990年30a 水文周期的月平均天然或修正
的流量数据。这些数据是主管部门按1994年的研究框架而收集的。这种安排可确保对斯洛文尼亚所有的河流采用同样的方法，并也可进行统计验证，即该水文周期非常重要，且具有足够的代表性可用于长期远景研究，因为它至少包括2个连续的丰水年和2个连续的枯水年。表1示出了德拉瓦河马里博尔斯基（M a r i b o r s k i ）
岛的流量资料。在斯洛文尼亚梯级电站的每个测点，通常习惯使用各自的原始水文数据资料，只有一座梯级电站除外，该电站采用线性关系计算其他任意点的入流量。事实上，使用原始数据资料的优势并不明显，因为其差异并没有超过所采用的水文数据的精度。
用概率函数表示流量的随机性。
表1德拉瓦河马里博尔斯基岛的流量资料m 3·s
-1年份1月2月
…
12月平均值1961
272.4181.3…162.3276.4
1962188.9141.9…346.1346.1……………1990130.0123.0…280.0247.3平均
159.1
158.6
…
201.2
296.5
3P R A K 模型
P R A K 模型用来计算同一条河流梯级电站的可
能发电量。结果是一个典型的峰值图形。其目的首先是确定总发电量，其次是确定峰荷（较具价值）和基荷（价值较差）发电量之间的关系。
除了梯级电站的技术参数外，入流量数据则是另外的主要输入参数。通过反复计算当年每个月的发电量，然后求其结果或平均值，就得出了年发电量。表1列出了月平均流量。获得的年平均发电量就是1961~1990年年发电量的平均值。整个过程需要通过P R A K 模型进行360次运算。表2示出了德拉瓦河的月平均发电量。
表2德拉瓦河的月平均发电量
G W ·h 年份1月2月
八达岭森林公园
…
12月合计1961224.1131.7…189.42639.6
1962160.9103.9…134.03064.3……………1990101.687.2…227.82355.1平均
131.1
115.9
…
163.3
2754.9
该研究也考虑了因每月因素而导致的电站发电流量减少，以及每座电站1.5%等效强制停机率（E -F O R ）
的标准值和均值。毋容置疑，模拟对每座水电站年平均发电量的最终结果（G W ·h ）不会产生显著影响。
图1德拉瓦河梯级的8座水电站
4德拉瓦河
该国德瓦河上的梯级由8座日调节电站组成：德拉沃格勒电站、武泽尼察电站、武赫雷德（V u h r e d ）电站、奥日巴尔特（O z b a l t ）电站、法拉电站、马里博尔斯基岛电站、兹拉托利克杰（Z l a t o l i c j
e ）电站和福尔明（F o r m i n ）电站（见图1），这些电站几乎都是径流式电站。最下游的兹拉托利克杰电站和福尔明电站，使用大型引水明渠将水引入电站，调节水库只能保证几小时的蓄水。
奥地利在开发这8座电站之前已修建了拉瓦明德电站，克罗地亚在该梯级下游还建了瓦拉日丁电站。这2座电站的运行状况根据奥地利和克罗地亚两国之间签订的国际协议而定。因此，P R A K 模型
考虑了该梯级第一级电站和最后一级电站的固定运行方案。这使得整个梯级运行更加可靠固定。为此，峰荷发电量会较少，基荷发电量会较多，但梯级电站的总发电量不会受影响。
因为部分梯级电站已运行很多年，为此对所有这些电站进行了改造工作。1991年，首先对法拉电站进行了彻底改造，该电站是整个梯级中河道弯曲最大的一座电站。它建于1918年，其设计不同于其他梯级电站，特别是额定流量太低。其他电站的改造分3阶段进行，为期10a 。在第1阶段，进行了马里博
尔斯基岛电站、德拉沃格勒电站和武泽尼察电站的改造，2000年改造完成；
在第2阶段，进行了武赫雷德和奥日巴尔特2座姊妹电站的改造，2005年改造完成。改造后，这2座电站的装机容量分别增加了15.9MW 和16.5MW ，年均发电量增加了53.3G W ·h ；在第3阶段，即将开始改造剩下的2座明渠电站。到2007年，兹拉托利克杰电站的年平均发电量将增加61G W ·h ，2011年，
福尔明电站的年平均发电量将增加44G W ·h 。另外，计划在不久的将来在科济克山高原建一座抽水蓄能电站，且将与法拉调节水库连结。
对2座明渠电站确定了维持老河床的最小强制流量。这些约束应遵循季节性变化，冬季与夏季技术要求不同。
德拉瓦梯级利用了所有可供利用的水能，因下游调节水库的水位总是达到上游电站坝的底部。当各自以最大的水位下降速度20c m ／h 发电时，所有电站调节水库的水位最大变幅为1c m 。兹拉托利克杰电站则例外，其水库延伸到了奥地利一侧，因而，兹拉托利克杰水库不回水到马里博尔市的范围内。在明渠电站，P R A K 模型考虑了附加水头损失：兹拉托利克杰电站为1.2m ，福尔明电站为0.6m 。表3示出了德拉瓦河电站的部分技术参数。
马里博尔斯基岛处的平均流量为272m
3／s 。在3座上游电站，
对原始天然水流进行了调节，以适应奥地利的戈利卡水电站的要求。在明渠电站，还考
虑了老河床内最低生态流量减少的情况。
表3德拉瓦河梯级各电站的技术参数
电站
有效
库容
／106m3
最高库
水位
／m
总水
头／m
按电站
流量确
定的损
失／m
电站
流量
／m3·s-1
平均
总效率
／%
德拉沃格勒339.38.91.140583.0武泽尼察1.868330.413.81.155083.1武赫雷德2.234316.617.41.355084.0奥日巴尔特1.408299.217.41.155084.1法拉0.946281.814.61.953086.3马里博尔斯基岛2.158267.214.20.755084.8兹拉托利克杰253.033.01.550085.0福尔明4.517220.029.01.550085.7
日发电量和发电量曲线形状视日平均入流量而有明显变化。几乎可以肯定的是，按概率为90%的流量计算，该梯级日发电量为3764.5MW·h，而按概率50%算，梯级日发电量达7087.1MW·h。最后，在罕见情况下，即按概率10%计算，梯级日发电量可高达12946.7MW·h。
按照P R A K模型，德拉瓦梯级年平均发电量达到2754.9G W·h。表2示出了根据这一方法所得出的1961~1990年每个月和每个水文年度的发电量。表4示出了该梯级中每座电站的发电量及P R A K模型模拟结果。
表4德拉瓦河梯级各电站的年发电量和
其他主要的P R A K模型模拟结果
电站年平均发电
量／G W·h
装机容
量／MW
净水头
／m
出力与流量之比
／MW·（m-3·s-1）
德拉沃格勒144.325.38.20.068
武泽尼察243.956.012.50.104
武赫雷德321.671.716.20.135
奥日巴尔特331.072.716.40.138法拉265.056.013.00.113
马里博尔斯基岛281.260.713.50.114
兹拉托利克杰605.1124.231.40.267福尔明562.8111.227.30.234
共计2754.9577.8
5萨瓦河
因为部分水电站相距甚远，P R A K模型将萨瓦河的梯级电站分为3个独立的梯级。第1个梯级仅上萨瓦河的莫斯特电站，第2个梯级是中段的马夫西塞-梅德沃代电站，第3个梯级目前仅下萨瓦河弗尔沃电站。
莫斯特电站建于1952年，其大坝是斯洛文尼亚最高的大坝。其水库可进行周调节，为斯洛文尼亚调节周期最长的。预测电站改造后电站流量将更高，并在下游新建一座补偿水库。马夫西塞-梅德
沃代梯级位于克拉尼下游、梅德沃代上游。马夫西塞电站是中萨瓦河长期规划梯级的第1座电站。梅德沃代电站的改造包括更换2台水轮机，扩建2个水力系统，使其发电量提高9%。2005年1月，首台经改造的水轮机已重新投入使用。
下萨瓦河建另5座电站是斯洛文尼亚规模最大的可再生能源项目。这些电站依次建在现有弗尔沃电站
的下游，即博斯塔尼（B o s t a n j）电站、布兰卡电站、布雷日采电站、克尔什科电站和莫克里塞（M o k r i c e）电站。该梯级将于2018年竣工。
莫斯特水库的水位变幅至多为6.3m，而马夫西塞、梅德沃代和弗尔沃水库的库水位的变化至多仅分别为1.7m、1.5m和1.0m。只考虑了莫斯特电站压力钢管的摩擦水头的损失，该值达5.5m。莫斯特电站最大的水位波动速率为13c m／h，而萨瓦河所有其他电站的总波动速率为40c m／h。表5示出了萨瓦水电站的其他技术参数。
表5萨瓦河梯级各电站的技术参数
电站
有效
库容
／106m3
最高
蓄水位
／m
总水头
／m
按电站
流量确定
的水头
损失／m
电站
流量
／m3·s-1
平均
总效率
／%莫斯特3.240524.871.43.628.583.9
马夫西塞1.700346.017.50.6260.085.5
梅德沃代1.200328.521.21.6142.081.0弗尔沃1.360191.08.50.3500.088.6在莫斯特电站和弗尔沃电站，P R A K模型采用了天然水流量，而对马夫西塞电站和莫德沃代电站的水流量则进行了调整，以便考虑相应的电站流量：260m3／s和142m3／s。
考虑到所有技术参数和限制条件，按照P R A K 模型推算，萨瓦河3个梯级中4座电站的可能发电量为339.9G W·h。表6示出了每座电站的发电量及其他的P R A K模型模拟结果。
表6萨瓦河梯级各电站的年发电量和
其他主要的P R A K模型模拟结果
电站
年平均发电量
／G W·h
装机容量
／MW
净水头
／m
出力与流量之比
／MW·（m-3·s-1）莫斯特59.914.466.50.558
马夫西塞72.836.416.10.138
梅德沃代80.321.919.80.161
弗尔沃126.935.27.60.068
共计339.9107.9
6索查河
索查河的水头相对于其长度而言相当大。它发源于海拔近1000m处的阿尔卑斯山脉，河长
［斯洛文尼亚］Z.布雷加尔斯洛文尼亚水电的作用
周村天气136.5k m，汇入亚得里亚海。
斯洛文尼亚沿海地区当今的电气化要追溯到奥匈帝国和意大利时代。多卜拉尔（D o b l a r）Ⅰ期电站和普拉韦Ⅰ期电站分别于1939年和1940年投入运行。2002年，与其相关的多卜拉尔Ⅱ电站和普拉韦Ⅱ期电站投入运行。第3座电站，索尔坎电站建于1984年。
波德塞拉（P o d s e l a）坝位于托尔明下游，拦蓄索查河和伊德里卡河河水。2根压力钢管将水从大坝引入多卜拉尔Ⅰ+Ⅱ期电站的水轮机。通过现有乌斯尼克（U s n i k）小河基本上可保证老河床的最低流量。
紧挨其下游的坝叫阿吉巴坝。类似于多卜拉尔电站，从该坝通过2根压力钢管将水引入普拉韦Ⅰ+Ⅱ电站。新电站设一条压力钢管。老河床的最小流量为0.5m3／s。索尔坎电站的最小生态流量为12.5m3／s。
除了介绍的索查河上的3座大型电站外，还有一些小电站。其中最大的是托尔明上游巴查河上的扎德拉希查电站。这些电站的发电量不在研究之列，因为这些电站将作为配电源，通常与低压电网连结。
目前索查河上最重要的工程是正在施工中的阿维塞抽水蓄能电站。该电站将从阿吉巴（A j b a）水库抽水，输送约500m处到达有效库容为2.17*106 m3的上纳尔斯基弗尔赫（K a n a l s k i V r h）湖。
波德塞拉电站、阿吉巴电站和索尔坎电站反调节水库的水位变幅分别为2m、4m和1.5m，其相应的最大波动速度分别为40c m／h、40c m／h和50 c m／h。多卜拉尔Ⅰ+Ⅱ期电站和普拉韦Ⅰ+Ⅱ期电站的2根长压力钢管的摩擦水头损失很大，分别为4.9m和1.5m（最高额定流量时）。而在索尔坎电站则不存在水头损失。表7示出了其他的技术参数。表8示出了索查河上每座电站的年发电量及其他的主要P R A K模型模拟结果。
表7索查河各电站的技术参数
电站
有效抚顺旅游景点哪里好玩的地方
库容
／106m3
最高
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／m
总水头
／m
按电站流量
确定的水头
损失／m
电站
流量
／m3·s-1
平均
总效率
／%
多卜拉尔1.400153.048.51.2201.086.5
普拉韦0.960104.527.53.4180.080.1
索尔坎1.15077.022.22.9180.083.8在所有3座电站站址，考虑了修正的月流量数据。修正考虑的梯级电站的均匀流量为180m3／s。在此流量修正非常重要，因为索查河具有湍流特征：流量大部分较低，但一年中有很多时候流量都超过
电站流量几倍。
考虑到上述各种技术参数和种种限制，基于P R A K模型所得出的索查梯级的发电量为435.4G W·h。表8示出了该梯级中每座电站的发电量及其部分其他的P R A K模型模拟结果。
表8索查河各电站的年发电量和
其他的主要P R A K模型模拟结果
无锡古镇旅游景点大全电站
年平均发电量
／G W·h
装机容量
／MW
净水头
／m
出力与
流量之比
／MW·（m-3·s-1）多卜拉尔218.771.544.90.388
普拉韦110.031.624.00.193
索尔坎106.729.519.80.171
共计435.4132.6
7抽水蓄能电站
供长期规划用的很多计算机模型模拟抽水蓄能电站则非常困难，P R A K模型也存在这一问题，因为分析范围不可能局限于工程自身，而且还必须考虑电力需求和热电站。为此使用了国际原子能组织（I A E A）特制的A V L O R-A G U A著名模型。不过，得出的基本结论是，即使这样做也不够，对电力的输入和输出也要作出某些附加的假设。
7.1索查河的阿维塞工程
按照斯洛文尼亚现行的长期开发规划，阿维塞抽水蓄能电站已经审批通过，准备工作早已开始。阿维塞电站将从中索查河的阿吉巴水库抽水，输送500m，到达卡纳尔斯基弗尔赫高原。上库库容约为2*106m3。发电运行时电站流量为40m3／s，抽水运行时电站流量为26~32m3／s，发电和抽水2种模式的容量分别为178MW和175MW。总循环效率为77%，预期的年发电量将达到426G W·h，耗电量为553G W·h。
使用假设的100%水轮机-水泵效率，通过V A L O R A G U A模型很容易地得出额定发电量。使用更低的和更实际的效率值可能导致利用系数明显减小。考虑到规划的77%的效率和只有斯洛文尼亚电力系统，只能获得25%的额定值：99／122G W·h。因此，最重要的是使用最佳的技术以获得最理想的总效率。
通过V A L O R A G U A模型获得额定发电量的第2种可能是，采用持续10h的离散的廉价的夜间输入电量。输入电的价格低于斯洛文尼亚核电站的电价，也低于通常的经济输入电的（这约占电力需求的15%）。这一附加的夜间输入电的值已被作为一个
2006年5月水利水电快报E W R H I第27卷第9期
参数。已通过V A L O R A G U A模型采用各种参数值（0~500MW，以50MW为一级）进行了若干次运算。因使用较大的夜间输入电量级，阿维塞电站的利用率得以显著提高，可以看出，典型的S曲线可达到约500MW的最大值（抽水蓄能工程的额定特征值）。
假设V A L O R A G U A模型采用价格昂贵的日峰荷电力输出值可能会更加刺激抽水蓄能站运行，这是很合理的。不过，即使在V A L O R A G U A模型中这样做，也并非易事，在此不作评估。
白洋淀六大景区7.2德拉瓦河的科济克山工程
科济克山电站是斯洛文尼亚另一座即将交付使用的抽水蓄能工程。该电站通过法拉反调节水库抽德拉瓦河的水，输送约700m到达科济克山高原。电站将安装2台200MW机组，以生产约860 G W·h的最有价值的峰荷电力。
V A L O R A G U A模型显示，若不增加夜间的输入电力，科济克山电站的利用率几乎不会高于阿维塞电站的。不过，在夜间输入电力更大的情况下，考虑到工程的各种参数，科济克山电站的利用率则远远高于阿维塞电站，这证明科济克山电站确实是一座相当大的工程。
还值得注意2座抽水蓄能电站并行运行的情况。对比表明，这种情况只能使增加的利用率非常低。相反，在斯洛文尼亚电力系统同一有限的空间和夜间输入电力情况下，2座抽水蓄能电站存在竞争。这样利用似乎存在问题，因为采用并行运行时，一座电站必须要承受2座电站的投资费用，但却不能增加发电量。
应该强调的是，在此没有研究电力输出的可能性，因而这种补充研究对于得出最终的结论是必要的。不过，新抽水蓄能电站通过从斯洛文尼亚（不只是属于斯洛文尼亚电力系统）输出或输入的电力贸易中得以生存的这一结论是非常肯定的，即使进行补充研究，这一结论也不会发生改变。
朱晓红译自英刊《水电与大坝》2005年第5期
刘忆瑛校
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（编辑：刘忠清）（上接第4页）
此外，经由世界银行国际开发署（I D A）按优惠条件每年的能源放贷资金为2~3亿美元，其中50%投资于非洲国家。I D B、A S D B、A D B和C D B每年投资于发展中国家经济运行的总费用为10~20亿美元，A D B和C D B是最大的资助机构。1992~ 1994年，非洲开发银行批准向能源部门的80个工程投资，总投资额为26亿美元。大多数贷款贷给电力，资金的87%投资于70个工程。
6采取的鼓励措施
考虑到水电资源蕴藏量的情况，估计的电力需求和现有的改革政策，特别是电力部门，尼日利亚不得不选择采取以下措施：
（1）促进发达国家和发展中国家之间的投资合作；
（2）对电力部门的投资给予优先权；
（3）鼓励私人、国内和国外对电力部门的投资；
（4）从能源分部门拿出一定比例的国民收入，专门用于支持能源部门的培训、研究和技术搜集；
（5）对能源部门的预期投资者给予财政刺激，免除公司税；
（6）为参与能源部门开发的企业提供基本设施。
7结语
能源部门所需投资的资金不可能全部来自尼日利亚国内。大部分资金必须来自海外，主要来自私人资金。因此，加快水电资源的开发必须由尼日利亚政府、私营部门和国际投资机构共同努力。
刘洪斌译自英刊《水电与大坝》2005年第6期
刘忆瑛校
（编辑：刘忠清）
［斯洛文尼亚］Z.布雷加尔斯洛文尼亚水电的作用
