未来中国水电发展前景如何
数字化水电站兴起
未来水电站的发展将逐渐实现数字化、智能化。数字化水电系统可以实现水电与其他可再生能源协作，提供更具灵活性的电能来提升系统的辅助服务能力。不仅可以解决水电站在运作、维养、监管、分析等多流程中存在的隐性问题，并通过优化发电与调度安排，提升发电产能，实现经济效益增长。
将可视化与 GIS、粒子仿真、虚拟现实、边缘计算等技术相结合，数字孪生闽江流域水利工程，实现坝、堤、溢洪道、水闸、渠道、渡漕、筏道、鱼道、水电站、水质、环境、水位、降雨等的实时监测，实现对水力资源的可持续利用。
通过 Hightopo 将水电站厂房、生态鱼道、泄洪闸门等进行数字孪生，在云上打通虚拟和现实。集成业务系统中传感器采集的不同方面数据（例如生物信息、气象信息、水位水头信息、闸门启闭耗时、泄洪闸门开度等），然后通过接口的形式实现数据对接。虚拟模型可用于运行模拟和研究性能，可以将研究结果用于水电站运行效率的提升。
水电项目会影响上游和下游的水生生态系统，应当建造人工繁殖放流（如增殖站）、过鱼设施（工程补偿措施，如鱼道等）、自然保护区或其它补救措施维护生态平衡。通过 Hightopo 构建的可视化鱼道模块，清晰地展示出鱼道外观、结构、过鱼种类、洄游路线，让人了解鱼道的构造和运行原理。
水电项目会影响上游和下游的水生生态系统，应当建造人工繁殖放流（如增殖站）、过鱼设施（工程补偿措施，如鱼道等）、自然保护区或其它补救措施维护生态平衡。通过 Hightopo 构建的可视化鱼道模块，清晰地展示出鱼道外观、结构、过鱼种类、洄游路线，让人了解鱼道的构造和运行原理。
泄洪闸门水电站水库能发挥滞洪和蓄洪作用。在水库溢洪道设置闸门，通过改变闸门开启度来调节下泄流量的大小。由于有闸门控制，防洪限制水位可以高出溢洪道堰顶，并在泄洪过程中随时调节闸门开启度来控制下泄流量，达到滞洪目的。蓄在水库的一部分洪水可在枯水期有计划地用于兴利需要。
通过智慧水利水电工程案例可直观地查看大坝主体数个泄洪闸门实时的启闭状态，辅以气象信息、水位信息数据显示，帮助集控中心的人员在汛期及时作出决策。
大型水电站都具有装机容量大的特点，影响着区域供电。一旦站内的水库、大坝（含副坝）、发电厂房、引水渠等发生故障，将造成大面积停电，严重影响社会的和谐稳定。水电站的智慧安防系统关联站内监控信号源，显示现场监控画面，对区域闯入、烟火、故障等进行监测，保障站内设施设备的良好运行。3D 场景内图标可点击查看相应监控画面、人员名称、报警时间、报警详情。
将 GIS 创新融入中，为可视化赋予更强大的地理智慧。支持接入多源异构数据，标注各个水电站位置信息，即时还原高精度真实现场。采集江河流域范围内的 DOM（数字正射影像）和 DEM（数字高程模型）数据，以真实的城市河道现状信息和周边景物信息为依据，对河道、河底的三维空间数据进行三维几何建模；然后叠加精细建模的水电站模型，并进行渲染优化；最后采用显示列表、纹理优先级、细节层级模型（LOD）等Hightopo渲染技术，实现三维河流实时逼真的虚拟场景显示，并提供丰富的人机交互手段。
力场粒子效果仿真模拟出江流流动，结合不同流速区间对应的不同粒子颜色，对流场进行渲染，实时展示流速数据。
仿真分析技术的应用范围涵盖社会的诸多方面，结合 Web 可视化引擎为工程仿真、气象预报、生命科学、科研教育、电力系统、交通运输、工业制造等不同领域的发展起到了推动作用，为不同的行业发展注入了新的动力。
水力发电与航运、养殖、灌溉、防洪和旅游组成水资源综合利用体系，让水力资源得到最大利用。未来，水电站的自动化、远动化等也将进一步完善推广；发展远距离、 超高压、 超导材料等输电技术，将有利于加速中国西部丰富的水力资源开发。
不同的可再生能源的利用率有不同的计算方法，如生物质能发电（秸秆发电），它的原料是秸秆，其利用率就是秸秆电厂最终获得的电力输出和所需要的总的秸秆本身的热量之比，一般的秸秆电厂的发电效率为30%，秸秆电厂的可再生能源的利用率就是秸秆电厂的效率。
对于光伏发电而言，我们提出了几个可再生能源利用率的概念，一是它的能量回收期，即太阳能光伏产品的生产是要消耗能量的，但是在产品形成发电系统是它可以将太阳能转换成电能，目前一般的晶硅电池的能量回收期视使用地区不同有不同，在江苏地区，回收期约为2~3年。二是光伏发电系统的发电效率，这是对光伏电站而言的，它的定义是系统发出的电量和光伏组件提供的额定功率下发出的电量之比，一般目前的光伏电站的效率可以达到70~80%左右，如果考虑到太阳能提供的功率，则这个效率只有约0.12左右。
对于太阳能热利用而言，具体到太阳能热水器，其对太阳能的利用率可以达到50~60%左右，这是因为太阳能热利用的技术解决要成熟得多；
电力消纳：就是消化、吸纳。因为发电厂（无论是水电、火电、核电、风电电源）发电后送上网，电能无法方便地储存，不用掉就是浪费，所以就要将富余的电能经调度送到有电能需求的负荷点，这个过程就是消纳。
水电消纳，就是水力发电后的消化吸纳，我国水电发展较为迅猛，但是西部地区水电装机增长迅猛与水电消纳的矛盾，东部抽水蕾能增长缓慢与调峰需求之间的矛盾依照突出。
全国人大代表、国网四川省电力公司党委书记、董事长石玉东则表示：四川清洁能源的消纳问题应该放在全国范围来考虑，士须坚持” 两条腿走路”，一个是外送，一个是内消。实施西电末送。促进以四川为代表的西南水电开发利用是国家重要的战略措施。加快特高压直流，交流电网发展。
构建全国统一的电力市场，促进水电等清洁能源在全国范围优化配置。有利于推动西部贫因地区和民族地区脱贫攻坚，有利干构建清洁低碳、安全高效的能源体系，有利于防治大气污染，建设美丽中国。
扩展资料：
相关数据显示，2017年全国水电设备平均利用率依然处于下滑态势，低于2016年同期36小时，局部地区水电设备平均利用率下滑高于1000小时。
行业内人士由此纷纷吐槽：2017年的弃水量只多不少。更为严峻的是，在此前实施“西电东送”背景下，国家在西南规划建设了不少水电项目，按照规划，每年将有上千万千瓦的新增水电投产。
可再生能源消纳，关乎能源生产和消费革命能否成功，已引起国家层面高度重视。2017年11月，国家发改委、国家能源局印发的《解决弃水弃风弃光问题实施方案》明确指出，解决该问题，要坚持政府引导与市场主导相结合。
《方案》强调，要强化能源相关规划的约束力和执行力，加强事中事后监管，建立健全可再生能源电力消纳监督考核机制。着力完善市场体系和市场机制，发挥市场配置资源的决定性作用，鼓励以竞争性市场化方式实现可再生能源充分利用。
参考资料：人民网-四川水电消纳难应破除送出瓶颈
所以，我认为，系统的能源利用率，应该是供给系统负荷的功率/系统接入的功率。
但是，一般我们计算的是可再生能源利用率，能源利用率不太关注
一、各省级能源主管部门会同经济运行管理部门要切实承担牵头责任，按照消纳责任权重认真组织制定实施方案，积极推动本行政区域内可再生能源电力建设，推动承担消纳责任的市场主体积极落实消纳责任，完成可再生能源电力消纳任务。各地要在2021年2月底前向国家发展改革委、国家能源局报送2020年可再生能源电力消纳责任权重完成情况。
二、国家电网有限公司、中国南方电网有限责任公司、内蒙古电力（集团）有限责任公司要切实承担组织责任，密切配合省级能源主管部门，按照消纳责任权重组织调度运行部门和交易机构等，认真做好可再生能源电力并网消纳、跨省跨区域输送和各类市场交易。国家电网有限公司、中国南方电网有限责任公司所属省级电网企业和内蒙古电力（集团）有限责任公司要在2021年1月底前向省级能源主管部门、经济运行管理部门和能源派出监管机构报送2020年本经营区及各承担消纳责任的市场主体可再生能源电力消纳量完成情况。
三、国家能源局各派出机构要切实承担监管责任，密切配合省级能源主管部门，按照消纳责任权重积极协调落实可再生能源电力并网消纳和跨省跨区交易，对监管区域内各承担消纳责任市场主体的消纳量完成情况、可再生能源电力交易情况等开展监管。各派出机构要在2020年12月底前，向国家能源局报送监管报告。
国家发展改革委、国家能源局有关部门将加强跟踪监测，计划2020年9月组织开展全国可再生能源电力消纳责任权重执行情况评估，并根据评估情况督促各省级能源主管部门、各电网企业、各派出机构进一步落实2020年可再生能源电力消纳责任，研究提出2021年可再生能源电力消纳责任权重初步安排。
据报道，最新公布的数据显示，2017年，可再生能源发电量占全部发电量的26.4%，同比上升0.7个百分点。全年弃水电量515亿千瓦时，水能利用率达到96%左右；弃风电量419亿千瓦时，弃风率12%，同比下降5.2个百分点。
报道称，在2017年，国家发展改革委、国家能源局印发了《解决弃水弃风弃光问题实施方案》《关于促进西南地区水电消纳的通知》。可再生能源消纳力度加大是2017年能源工作的一大亮点。
能源局负责人表示，虽然弃水弃风弃光问题有了较大幅度的缓解，但是离可再生能源健康发展的要求还有比较大的差距。去年采取的主要是相对能马上见效而且比较容易实施的措施，而今后解决问题的难度会不断加大。
截止目前弃风主要集中在几个地区：新疆和甘肃的弃风电量和弃风率都较高；内蒙古弃风率下降较大，但是因为装机量大，弃风电量还比较高；吉林、黑龙江主要是弃风率比较高。而水电主要是西南水电送出问题。
希望新能源的比重可以早日大幅提升！
水利作为国民经济体系的组成部分，在我国具有特殊而重要的地位，发挥着防洪保安全、支撑经济社会发展、维护自然生态健康的基础性作用。
河湖环境的优美宜居建设任重道远，河湖是水资源的主要载体，具有自净化、引导水流、保护环境、滋润土地、弥补地下水一系列功能，在大自然生态系统中具有独特的作用，是自然界和人类社会维持运转的最主要的要素之一。近年来，河湖在提供基本水源基础上，其环境功能越来越受到人们的重视，河湖环境独有的自然生态、蜿蜒曲折、滋养森林、调节气候等方面特点，都使得河湖周边土地环境更适宜人类生存和发展。绿水青山就是金山银山，河湖环境扮演着“绿水”的重要角色，是提升人们高质量生活水平不可或缺的自然环境资源，河湖环境的改善和保持将是我国在新的历史发展阶段及以后长期发展的重要需求。
河湖环境的改善包括河内水量的充足、与历史水量相比的保持量、水质的安全、岸线的亲水程度、植被以及主要动植物的完整性、流域内水环境的改善等等，特别是针对我国地形复杂，地貌多样等特性，优美宜居的理想河湖环境建设任重而道远。
当前水利工程企业化管理将成为水利工程运行管理的主流，随着水利工程数量的不断增多，逐步建立了相应的工程管理技术规范，建立高效、低成本和安全的模式将是今后需要面对的重点问题。可视化技术与 GIS、粒子仿真、虚拟现实、边缘计算等技术相结合，数字孪生闽江流域水利工程，实现坝、堤、溢洪道、水闸、渠道、渡漕、筏道、鱼道、水电站、水质、环境、水位、降雨等的实时监测，实现对水力资源的可持续利用。
利用三维组态还原电力生产过程，监控机组运行状态，提高发电效率。支持集成各类视频资源形成统一的视频流，Hightopo 自研数字孪生技术关联坝顶、发电机层、配电室摄像头的视频信号源。通过场景交互来调取相应监控视频，满足运维人员的实时态势感知、历史数据回溯比对等需求。
进入主厂房后，支持以第一人称视角自由漫游（W A S D 方向键结合鼠标操作），可查看发电机详细运行参数、摄像头监控画面等信息。支持绘制并保存常用巡检路线，每次进入后按照固定路线自动漫游，满足个性化的巡检需求。通过巡检模拟人或者巡检车巡检的过程，经过设备时可以停留查看设备信息。
大型水电站都具有装机容量大的特点，影响着区域供电。一旦站内的水库、大坝（含副坝）、发电厂房、引水渠等发生故障，将造成大面积停电，严重影响社会的和谐稳定。水电站的智慧安防系统关联站内监控信号源，显示现场监控画面，对区域闯入、烟火、故障等进行监测，保障站内设施设备的良好运行。3D 场景内图标可点击查看相应监控画面、人员名称、报警时间、报警详情。
2D 界面标注了摄像头分布情况、视频统计、行为分析报警、站内人员分布、人员报警等信息。通过可视化系统，可将视频监控系统、出入口管理系统、智能一卡通系统、入侵报警系统、作业过程管理系统、周界水域侦测系统、应急指挥系统等进行融合管理。
采集江河流域范围内的 DOM（数字正射影像）和 DEM（数字高程模型）数据，以真实的城市河道现状信息和周边景物信息为依据，对河道、河底的三维空间数据进行三维几何建模；然后叠加精细建模的水电站模型，并进行渲染优化；最后采用显示列表、纹理优先级、细节层级模型（LOD）等渲染技术，实现三维河流实时逼真的虚拟场景显示，并提供丰富的人机交互手段。
能根据历史水位数据模拟出江流周边岸线变化情况，有助于判断水位临界值，提前调节水位，防止发生洪涝灾害或者提前通知周边居民转移。
基于已采集的江流、水库水质历史数据，使用HT云图渲染技术，取出某段立体水域，将水质数据的高低，用立体云图展示，并支持操作时间轴，反演全年的水质变化情况。根据推演数据判断水中化学残留物的含量、水中盐分、下游河水含盐量、水中血吸虫数量、微生物及细菌的数量、水生植物及藻类数量等。当出现严重水质问题时，及时采取补救措施。
目前，单一性质的水利工程项目越来越细化，造成众多单个项目规模很小，但项目立项的前期工作仍然复杂，因此如何合理设置项目规模以提升立项速度和管理效率，已经成为共识。此外，山水林田湖草是相互联系的整体，适合综合治理，也有很多项目本身就具有综合性特点，拥有多种用途，如水库大坝坝顶是交通要道，水库成为了湖泊，很多项目覆盖水资源的全产业链环节合并开展、统一经营等等。
