加拿大水电开发较早,在19世纪80年代,开始利用水能为工厂和城市铁路供电。20世纪初开始,因工业的快速发展对电力的需求,促进了水电快速开发。加拿大水电大规模开发经历了几个阶段:20世纪40~60年代,主要集中于开发单目标水电工程;20世纪60~80年代,水电开发速度逐渐减缓,开发逐步转向多目标开发,以及更为综合的流域管理;20世纪后期,更加重视生态开发和可持续利用。
水电一直是加拿大的主要电力来源之一,早期比重在90%以上;截至2015,加拿大常规水电站的总装机容量为79000兆瓦,居世界第四位,抽水蓄能电站总装机容量为177兆瓦。2015年,水电年发电量为3756.3亿千瓦·时,居世界第三位,水力发电量占到全国总发电量的60%以上。已开发水电按发电量计约占技术可开量的40%。
加拿大的水电开发早期主要在人口较多和经济发达的南部地区,后转向北部地区,开发的河流(表1)包括魁北克省的马尼夸根河(Manikuagan River)和乌塔尔德河(Outardes River)、纽芬兰省(New Foundland)的丘吉尔河(Churchill River)、马尼托巴省(Manitoba)的纳尔逊河(Nelson River)、不列颠哥伦比亚省(British Columbia)的哥伦比亚河(Columbia River)上游段和皮斯河(Peace River)等。20世纪70年代起,在詹姆斯湾地区(James Bay)集中开发拉格朗德河(La Grand River)。该河位于北纬53°以上的严寒地区,居民稀少,交通不便,建设条件困难。从1973年开始,陆续开工兴建了拉格朗德二级、三级和四级水电站。
加拿大已建成1000兆瓦以上的大型水电站16座(表2)。最大的为拉格朗德二级水电站,1973~1982年建成,装机容量为5328兆瓦,1987~1992年扩建第二厂房,装机容量为1998兆瓦,电站总装机容量达7326兆瓦,是20世纪世界建成的第三大水电站。为把边远地区大水电站的电力送至用电中心,采用560千伏和735千伏交流以及±500千伏直流输电,送电距离900~1300千米。
进入21世纪,伴随着温室气体减排的需求,加拿大水大水电和小水电工程开发力度加大。
河流 | 电站级数 | 装机容量 /MW | 年径流量 /亿立方米 | 总库容 /亿立方米 | 调节库容 /亿立方米 | 库容系数 |
马尼夸根河 | 5 | 3978 | 324 | 1559 | 414 | 1.28 |
乌塔尔德河 | 3 | 1842 | 125 | 247 | 114 | 0.91 |
丘吉尔瀑布 | 1 | 5225 | 439 | 334 | 283 | 0.64 |
纳尔逊河 | 5 | 3764 | 970 | 天然大湖 | ||
哥伦比亚河 | 2 | 5370 | 258 | 295 | 162 | 0.63 |
拉格朗德河 | 7 | 15236 | 927 | 2115 | 990.7 | 1.07 |
皮斯河 | 2 | 3116 | 340 | 703 | 370 | 1.09 |
序号 | 水电站 | 所在河流 | 装机容量 /MW | 年发电量 /亿KW·h | 开始发电 年份 |
1 | 拉格朗德二级(La Grande 2) | 拉格朗德河 | 7326 | 380 | 1979 |
2 | 丘吉尔瀑布(Churchill Falls) | 丘吉尔河 | 5428 | 345 | 1971 |
3 | 戈登斯勒姆(Gordon M.Shrum) | 皮斯河 | 2730 | 128 | 1968 |
4 | 拉格朗德四级(La Grande 4) | 拉格朗德河 | 2650 | 141 | 1984 |
5 | 马尼克五级(Manic 5) | 马尼夸根河 | 2592 | 77 | 1970 |
6 | 拉格朗德三级(La Grande 3) | 拉格朗德河 | 2304 | 123 | 1982 |
7 | 亚当贝克1、2及抽蓄(Adam Beck) | 尼亚加拉河 | 1859 | 100 | 1922 |
8 | 雷维尔斯托克(Revelstoke) | 哥伦比亚河 | 1843 | 69 | 1984 |
9 | 圣劳伦斯(St. Lawrence) | 圣劳伦斯河 | 182.4 | 130 | 1958 |
10 | 迈卡(Mica) | 哥伦比亚河 | 179.2 | 67 | 1976 |
11 | 博哈努阿(Beauharnois) | 圣劳伦斯河 | 165.7 | 112 | 1932 |
12 | 拉格朗德一级(La Grande 1) | 拉格朗德河 | 136.8 | 74 | 1994 |
13 | 灰岩(Lime Stone) | 纳尔逊河 | 133.0 | 70 | 1990 |
14 | 壶滩(Kettle Rapids) | 纳尔逊河 | 122.4 | 70 | 1970 |
15 | 马尼克三级(Manic 3) | 马尼夸根河 | 118.3 | 54 | 1975 |
16 | 马尼克二级(Manic 2) | 马尼夸根河 | 101.5 | 56 | 1965 |
注:圣劳伦斯电站在美国和加拿大界河上,两国各占一半 |