溪口抽水蓄能电站工程特点与关键技术研究
抽水蓄能电站的技术创新与改进
抽水蓄能电站的技术创新与改进
抽水蓄能电站是一种重要的可再生能源发电方式,具有规模大、灵活性高和高效能储能等特点。随着社会对清洁能源的需求日益增加,抽水蓄能电站的技术创新和改进变得尤为重要。本文将探讨抽水蓄能电站在技术方面的创新和改进,并探讨其对可再生能源发展的影响。
首先,抽水蓄能电站的技术创新主要集中在两个方面:设备技术和运行控制技术。
在设备技术方面,抽水蓄能电站采用的涵洞、隧洞、地下巨厂等建设手段得到了很大的改进。新一代的抽水蓄能电站采用了先进的工程技术,例如采用混凝土和钢结构相结合的建造方式,以提高电站的稳定性和可靠性。此外,新的涵洞和隧道设计、建设和施工技术也得到了改进,使得抽水蓄能电站可以更加高效地储能和释放能量。
在运行控制技术方面,抽水蓄能电站的自动化水平不断提高。现代抽水蓄能电站可以通过计算机控制系统和远程监控系统实现智能化管理和控制。这些系统可以根据电网需求和可再生能源的波动性,确定蓄能和放能的最佳时机,并且能够实时跟踪和调整电站的功率输出。此外,随着人工智能和大数据技术的发展,抽水蓄能电站也可以通过数据分析和预测,优化运行调度和节能效果。
其次,抽水蓄能电站的技术创新和改进对可再生能源发展具有重大影响。
首先,抽水蓄能电站的技术创新可以提高可再生能源的可持续发展能力。由于可再生能源源源不断地产生,其波动性和不稳定性成为使用这些能源的一个挑战。而抽水蓄能电站作为一种能够储存和释放能量的方法,可以提供可再生能源的稳定输出,弥补其间歇性的特点,从而增强可再生能源的可持续性。
其次,抽水蓄能电站的技术创新可以提高电网的可靠性和稳定性。随着可再生能源的不断发展,电网的运行和维护也面临着新的挑战。抽水蓄能电站可以调节电
抽蓄电站工程施工特点
抽水蓄能电站工程施工特点
抽水蓄能电站工程是一种将低峰时段的过剩电力转化为势能,并在高峰时段再将势能转化为电能的工程。它具有调节能力强、运行效率高、环境影响小等优点,是我国电力系统中重要的组成部分。抽水蓄能电站工程施工具有以下特点:
1. 工程规模大
抽水蓄能电站一般由上下两个水库、输水系统、地下厂房和地面开关站等组成。上下水库之间的距离一般较远,工程规模较大。以江西奉新抽水蓄能电站为例,总装机容量达到120万千瓦,项目总投资76.39亿元。工程规模的扩大使得施工过程中需要面对的技术难题和施工组织协调问题更加复杂。
2. 施工技术要求高
抽水蓄能电站工程施工涉及到的技术领域广泛,包括土建工程、安装工程、金属结构工程等。施工过程中需要采用一系列高技术手段,如沥青混凝土心墙堆石坝、混凝土面板堆石坝等先进施工技术。同时,地下厂房的施工技术要求极高,需要进行洞室开挖、支护和衬砌等工作。这些高技术要求对施工单位的资质和技术水平提出了较高要求。
3. 施工环境复杂
抽水蓄能电站工程施工环境复杂,大部分工程位于山区或者高原地区,地形地质条件复杂。施工过程中需要面对地质风险、地质灾害等问题。此外,施工过程中还需要考虑到环境保护和水土保持问题,尽量减免工程区水土流失和对环境的影响。
4. 施工组织协调难度大
抽水蓄能电站工程施工涉及到的单位多,包括设计单位、施工单位、监理单位等。施工过程中需要进行有效的组织协调,确保各个单位之间的协同配合。同时,施工过程中还需要考虑到施工进度、施工资源需求、施工强度等因素,进行合理的施工组织设计,确保工程顺利推进。
抽水蓄能电站工程特点
抽水蓄能电站工程特点
抽水蓄能电站是一种采用水源潮流循环的蓄能形式的发电机组,可以实现多次高低循环运行,向电网供电,一般用于回升电价发电或短时间内突发负荷抑制等,大大提高了电厂的运行稳定性和可靠性,把电厂所发电能改造成一定质量和价格的电能产品,既有利于实现节能、节约用水,又有利于电网的安全稳定运行。
一、工程特点:
1、抽水蓄能电站在节电、缓抑突发负荷方面具有特殊优势,相对传统电站具有更高的动态性能,可以满足不断变化的电力需求。
2、建立种类多样的水库配套系统,可以适应不同类型的水池,不仅完善抽水蓄能电站的输配电系统,而且也可以解决新建水库的开发利用问题。
3、抽水蓄能电站发电机组具有高效率、低损耗、环境友好、安全可控等特点,可以提高电厂整体的发电效率。
4、结合水池上游的泄流量调度,可以实现发电机组的灵活调度,提高发电量,节约能源、节能减排。
5、水库抽水蓄能电站可以在新建水库的基础上建设,利用上游水池的节水资源,提高新建水库的灌溉效果,可以节省大量的发电成本和建设费用。
抽水蓄能电站的技术分析研究
抽水蓄能电站的技术分析研究
发表时间:2018-10-17T15:01:25.453Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第14期作者:张普育张建伟[导读] 随着我国经济和社会的发展,电力负荷迅速增长,峰谷差不断加大,用户对电力供应的安全和质量期望值也越来越高。
中国水利水电第三工程局有限公司陕西省 710000 摘要:抽水蓄能电站运行灵活、反应快速,是电力系统调峰和安全保障的重要手段。本文对抽水蓄能电站的技术进行了分析。关键词:抽水蓄能;电站;关键技术随着我国经济和社会的发展,电力负荷迅速增长,峰谷差不断加大,用户对电力供应的安全和质量期望值也越来越高。抽水蓄能电站以其调峰填谷的独特运行特性,发挥着调节负荷、促进电力系统节能和维护电网安全稳定运行的功能,将成为我国电力系统有效的、不可或缺的调节工具。
一、抽水蓄能电站概述抽水蓄能电站又称蓄能式水电站,它是利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库,在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。其可将电网负荷低时的多余电能,转变为电网高峰时期的高价值电能,还适于调频、调相,稳定电力系统的周波和电压,且宜为事故备用,还可提高系统中火电站和核电站的效率。
二、抽水蓄能电站关键技术
1、渗控工程施工技术。抽水蓄能电站的上水库一般在选定位置新建,而下水库大多利用现有水库进行改、扩建。渗控工程是抽水蓄能电站新建水库的关键,尤其是上水库。为获得较大的水头,抽水蓄能电站上水库基本布置在山峰上部,由沟谷或小盆地开挖填围而成。由于无天然径流补给,由下水库抽上来的水很珍贵,再加之山峰上部地质条件差,必须要进行防渗控制。①新建水库防渗方式一般采用全库防渗、局部防渗和不设防渗三类;②库底黏土铺盖填筑施工技术,这种技术解决了库底黏土铺盖填筑施工的分期分区、进料布料、组合碾压、纵横接缝、库岸接头等一系列技术难题,填补了库底黏土铺盖填筑施工的技术空白;③沥青混凝土施工技术。沥青混凝土面板具有防渗性能好、适变形能力强、可快速修补等优点,但对沥青、骨料要求较高,施工复杂、造价相对较高;④陡边坡混凝土面板施工技术,这种技术比较成熟,施工速度快;⑤长陡坡库岸垫层料施工技术,其施工关键技术为布料、加水和碾压。
探究抽水蓄能电站关键技术
探究抽水蓄能电站关键技术
摘要:随着社会的发展速度不断地加快,导致不管是人们的生活还是生产对
水量的需求都在逐渐的增加,所以要想保障电力系统能够正常的对工厂和人们日
常生活供水,那么就应该重视抽水蓄能电站的建设,但是抽水蓄能电站在实际建
设过程中还是会有很大难度的,并且所使用的技术也相对较为复杂,因此要想保
障抽水蓄能电站的质量,那么相关的工作人员一定要重视对施工关键技术进行相
应的分析和研究,选择正确的施工技术进行施工,进而才能够将抽水蓄电站的建
设作用充分的展现出来,才可以使得抽水蓄电站安全稳定的运行。促进社会实现
良好的发展。
关键词:抽水蓄能电站;关键技术;分析探究
前言:
不管是人们的日常生活还是生产等等离不开水资源的使用。随着社会的发展
速度不断地加快,在一定程度上推动了社会各行各业的发展,这在一定程度上也
就表示对水资源的需求量不断地增加,要想使得水资源能够满足社会的实际需求,那么就应该合理的建设抽水蓄能电站,但是其本身在建设过程中会包含很多的环
节和施工内容,并且也会使用很多相关的技术。其技术的使用情况在一定程度上
直接会对抽水蓄能电站的整体施工质量造成影响,因此相关的工作人员在施工前
一定要对关键技术进行全面的调查和了解,然后结合实际情况合理的选择施工技术,保障所建设的抽水蓄能电站的作用能够充分的展现出来,保障电力系统可以
更加安全稳定的运行,这样才可以使得人们的生活和社会的生产能够得到保障。
推动社会整体实现更好的发展。
一、抽水蓄能电站的定义
抽水蓄能电站也被人们称作蓄能式水电站,其主要工作原理就是通过电力负
探究抽水蓄能电站关键技术
探究抽水蓄能电站关键技术
摘要:抽水蓄能电站施工存在难度大、技术复杂等独特性,本文对施工关键技
术进行分析,为抽水蓄能电站施工提供基础性的参考。
关键词:抽水蓄能、水电站、技术
一、抽水蓄能电站概述
抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库,在电力负荷高峰期
再放水至下水库发电的水电站。它可将电网负荷低时的多余电能,转变为电网高
峰时期的高价值电能,还适于调频、调相,稳定电力系统的周波和电压,是电力
系统最可靠、最经济、寿命周期最长的储能装置。
二、抽水蓄能电站分类
按电站有无天然径流分纯抽水蓄能电站、混合式抽水蓄能电站;按水库调节
性能分日调节抽水蓄能电站、周调节抽水蓄能电站、季调节抽水蓄能电站;按站
内安装的抽水蓄能机组类型分四机分置式、三机串联式、二机可逆式;按布置特
点分首部式、中部式、尾部式。
三、抽水蓄能电站施工
抽水蓄能电站应有上水库(池)、高压引水系统、主厂房、低压尾水系统和下水库。
1、上下库施工开发
水库的开发方式主要取决于站址的自然条件。可以有以下方式:
(1)上、下两库均由人工围建。此种方式是只能建纯抽水蓄能电站。自然条件主要是地形上能建设合适库容和站址距电网的经济距离,水文条件是次要的。
上库的调节库容量一般考虑5一l0小时的蓄放水量,而水位变化辐度不超过水轮
机工作水头的10一20%。
(2)上库由人工围建,下库利用天然河道、湖泊、海弯或利用已经建成的水库。
(3)人工围建下库,而上库为已建成的水库,即对原有的常规水电站进行改造,成为混合式抽水蓄能电站,建站规模主要由下库的地形和库容来决定。
抽水蓄能电站工程特点
抽水蓄能电站的发展与可逆式蓄能机组向高水头、大容量发展密切相关。1972年可逆式单转轮机组限制在400m水头,1980年发展到600m水头,用于南斯拉夫的巴伊纳巴什塔抽水蓄能电站。水头最高的可逆式单转轮机组用于1988年正在施工的保加利亚柴拉抽水蓄能电站,水头676.8m,单机容量20万kW。至于高水头可逆式的单机容量也正从20万kW逐步向更大容量发展。例如1984年投产的美国赫尔姆斯抽水蓄能电站单机容量40万kW,预计1988年投产的日本今市抽水蓄能电站单机容量35万kW。中国广东省从化县的广州抽水蓄能电站,第一期工程4台各30万kW,于1988年开始建设。此外,为适应地下水库抽水蓄能电站的需求,现正研究1000m级水头的可逆式单转轮机组。法国已率先选用四转轮无活动导水叶的可逆式蓄能机组,安装在大屋混合式抽水蓄能电站内,装机容量122.4万kW,水头955m。
2、土建:抽水蓄能电站的站址选择,从土建观点须挑选落差(H)大,而且水平距离(L)短的上、下水库库址和相应坝址。L/H是评定工程优劣的一个指标,以其值小为好。站址还应靠近负荷中心,且能获得低价的抽水电能。其上、下水库如能利用天然湖泊或已建水库,则可节省大量工程量。例如美国拉丁顿抽水蓄能电站,在1985年前是世界最大的抽水蓄能电站,它利用密歇根湖为其下水库。抽水蓄能电站的进水口,由于工况复杂,需作周密的设计和模型试验。高水头大容量抽水蓄能电站多选用地下或半地下厂房,其承受高压的压力水管和深埋地下的厂房,往往是土建中的重点。
3、规划和运行:抽水蓄能电站的装机容量应与其库容相匹配。一般情况控制于上水库的调蓄库容,其调蓄水量一般不低于装机满发4~6h所需水量。同时还须考虑备用库容。大型抽水蓄能电站要承担电网中多种备用容量的需要,须能频繁起停,故在大容量多机组的抽水蓄能电站中,应对其发电电动机组的起动设备提出更为严格的要求。
溪口抽水蓄能电站工程特点与关键技术研究
溪口抽水蓄能电站工程特点与关键技术研究
水利部农村电气化研究所李志武
八十年代末期,中国用电紧张的局面有所缓和,但电力供需矛盾并未根本缓解,不少电网电力供需矛盾由缺电量转为主要缺电力。特别是在东南沿海地带,由于经济高速发展,电网峰谷差越来越大,而电网调峰能力有限,难以满足电网日益增大的调峰要求,严重影响了沿海地区持续、稳定发展。
在90年代初,中国已准备进行大型抽水蓄能电站建设,但由于一些地方电网所需调峰电量较小,技术经济比较后只需建设中小型抽水蓄能电站。
中国第一座中型纯抽水蓄能电站——溪口抽水蓄能电站,于1994年2月开工建设,1997年12月首台机组并网发电,1998年5月全部机组并网发电并投入商业运行。电站充分发挥了调峰填谷的作用,在改善地方电网运行质量,提高电网运行安全、可靠性方面发挥了重要作用。
溪口抽水蓄能电站建成之后,中国又建成5座中小型抽水蓄能电站,还有的正在建设和规划中。因此,溪口抽水蓄能电站对促进中国中小型抽水蓄能电站的开发起到了良好的示范作用。
1.工程规模及效益
宁波溪口抽水蓄能电站位于浙江省奉化市溪口镇,距负荷中心宁波
市仅39km,距奉化市25km,距奉化至宁波110kV输电线路奉化变电所13km。溪口镇距上水库4km,距电站厂房及下水库2km。电站总装机容量为80MW,由2台单机容量为40MW竖轴混流可逆式水泵水轮发电机组组成。
电站发电最大、最小(净)水头分别为268m和229m,设计水头为240m,发电最大引用流量19.69m3/s,水泵最大、最小扬程分别为276m和242m。日发电量为40×104kW.h,日抽水用电量为54.8×104kW.h,日发电历时(折合满发)为5h,日抽水历时(折合满抽)为6.85h,年发电量为1.26×108kW.h,年抽水用电量1.72×108kW.h,总投资33500万元,每千瓦投资为4188元。
溪口抽水蓄能电站工程设计简介
溪口抽水蓄能电站工程设计简介
吴卫国;吕建平
【期刊名称】《水利水电技术》
【年(卷),期】1999(030)001
【摘要】溪口抽水蓄能电站位于浙江省宁波市奉化溪口镇,装机容量80MW.电站上下库挡水建筑物均为钢筋混凝土面板堆石坝;输水系统引水采用一管二机,尾水采用一机一洞布置型式;厂房采用圆形竖井半地下式厂房;电站安装2台立轴单级单速可逆混流式水泵水轮机,发电电动机为立轴悬式、空冷、可逆式三相同步电机.现电站已投入商业运行,实测抽水-发电循环电站的综合效率达到77.7%,经济效益较好.【总页数】5页(P38-42)
【作者】吴卫国;吕建平
【作者单位】国际小水电中心,杭州市,310002;水利部农村电气化研究所,杭州市,310012
【正文语种】中文
【中图分类】TV22;TV7
【相关文献】
1.溪口抽水蓄能电站及其技术创新设计 [J], 李志武
2.宁波溪口抽水蓄能电站厂房部位观测资料分析 [J], 戴妙林;唐波;朱岳明
3.溪口抽水蓄能电站降低水导瓦温的技改初探 [J], 杨志新
4.溪口抽水蓄能电站的效益分析及运营模式探讨 [J], 李丰伟;黄森炯;黄蕾
5.溪口抽水蓄能电站计算机监控系统及继电保护简介 [J], 吴卫国;熊杰
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抽水蓄能电站技术重点
1,抽水蓄能电站分类,按上水库调节水量,调节性能,机组类型和布置特点?答:1.按上水库调节水量分为:纯抽水蓄能电站,混合式抽水蓄能电站,非循环式抽水蓄能电站。 2按调节性能分为:日调节抽水蓄能电站,周调节抽水蓄能电站,季调节抽水蓄能电站。 3按机组类型分为:四机分置式抽水蓄能电站,三机串联式抽水蓄能电站,二机可逆式抽水蓄能电站。 4按布置特点分:地面式抽水蓄能电站,地下式抽水蓄能电站,特殊布置形式。2,抽水蓄能电站的工作特点?答;1抽水蓄能电站利用午夜负荷低谷时的多余电能抽水,待早,晚出现高峰负荷时发电。2抽水蓄能电站将低谷电能转换成高峰电能,电能转换必伴随着能量损失,显然抽水用电量E P必大于发电量E T。3抽水蓄能电站一般均在实行峰谷时电价的电网中工作,它吸收的是低谷时段的电能,发出的是高峰时段的高价电能,增加了售电收入,具有良好的经济特性。4抽水蓄能电站的运行特点是其机组既要作发电运行,又要作抽水运行,而且两种工况转换比较频繁。5抽水蓄能电站启动迅速,运行灵活,工作可靠,特别对负荷的急速变化可作出快速反应。
3,描述电力系统的基本参数有哪些?答:总装机容量,年发电量,最大负荷,额定频率,最高电压等级等。
4,抽水蓄能电站的厂房类型?答;1按机组形式划分:四机式厂房,三机式厂房,两机式厂房。2按厂房与地面的相对位置划分;地面式厂房,半地下式厂房,全地下厂房。
5,电动发动机的分类情况(按主轴装置形式,运行时转速)?答:1按主轴装置形式分为:立式机组,卧式机组。立式机组根据推力轴承位置分为悬吊式和伞式。 2按运行时转速分为:恒定转速型,双转速型,变转速型。
溪口抽水蓄能水泵水轮机资料
宁蓄电站运行部学习班培训资料
宁蓄电站水泵水轮机
根据本电站的条件及这一水头段机型,采用单级、单速、混流可逆式水泵水轮机。水泵水轮机及附属设备由瑞士苏尔寿爱雪维斯(SEWZ)设计、制造和配套供应。
一水泵水轮机主要参数:
转轮直径: 2248 mm
转轮叶片数: 9
最大毛水头: 271 m
最小毛水头: 240 m
极端运行最小毛水头: 236.6 m
额定水头: 240 m
额定流量: 19.6 m3/s
额定转速: 600 r/min
额定出力: 41.5 MW
瞬态飞逸转速: 885 r/min
稳态飞逸转速: 830 r/min
吸出高度: -23 m
水轮机工况最优比转速: 90.3 mkw
水泵工况最优比转速: 144.6 mkw
机组俯视旋转方向:水轮机工况逆时针方向;水泵工况顺时针方向
最大轴向水推力: 113t(包括所有转动部分的重量)
二水泵水轮机主要结构特征
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1总体布臵形式
1.1 水泵水轮机型式为立轴、单级、混流可逆式水泵水轮机,水轮机轴通过中间轴与发电电动机连接。
1.2 和常规水轮机类似,本电站水泵水轮机也是由可拆卸部件既转轮、主轴、水导轴承、轴承支座、顶盖、导水叶、导水叶操作机构、接力器、主轴密封装臵和预埋部件既蜗壳、座环/底环、尾水管、机坑里衬等组成。其中可拆卸部件可利用厂房内起吊设备及机坑内起吊设备通过水轮机机坑旁侧通道进行拆卸,既能实现“中拆”方式。
下面将介绍上述各组成部件的构造、作用、工作原理、参数、安全监测装臵等内容:
2.1 转轮
我厂水泵水轮机是立轴、单级、混流可逆式。它是水能转变为机械能又是将机械能转变为水能的部件。其主要尺寸材料如下:转轮直径: 2248mm
大型抽水蓄能电站设计关键技术探讨
大型抽水蓄能电站设计关键技术探讨
摘要:抽水蓄能电站是现今电力建设当中的重要部分,同常规水电工程相比,
抽水蓄能电站工程具有安全风险高和技术复杂的特点,并且对于施工技术的应用
也具有较高的要求。在本文中,就大型抽水蓄能电站设计关键技术进行一定的研究。
关键词:抽水蓄能电站;设计;关键技术;
1 引言
在现今电力系统中,抽水蓄能电站具有重要的作用,包括调频调相、调峰填
谷等功能,是电力系统在电能质量提升、调节平衡当中的关键资产。同时,抽水
蓄能电站自身特殊性的存在,也对建设技术提出较高的要求,对此,需要能够在
设计中做好关键技术把握,不断提升电站运行水平。
2 沥青混凝土技术
在抽水蓄能电站施工中,沥青混凝土面板在修补速度、适变形能力以及防渗
性方面具有良好的表现,但对骨料以及沥青具有较高的要求。根据类型的不同,
混凝土面板具有简式、复式两类结构。其中,复式结构由面层防渗层、整平胶结
层以及封闭层三部分组成,同时也是目前工程建设中应用较多的技术。在技术应
用中,主要设计重点有:
2.1 配比确定
在骨料以及沥青材料选择中,对于普通整平胶结层,可以对普通石油沥青进
行应用,加厚层、防渗层以及封闭层则应用改性沥青。具体来说,要根据工程防
渗要求以及当地气温经过试验进行科学的比选。同时,要做好配比试验,在设计
配比的基础上对一定数量多组配比进行确定,做好关键参数如空隙率、斜坡流淌
以及密度项目的试验,之后再进行施工配比的科学选择。
2.2 工艺设计
对于沥青混凝土材料来说,当其温度在90-110℃之间时,碾压施工以及可塑
性方面具有较好的表现。对于沥青混凝土面板工艺,需要经过试验确定:首先,
溪口蓄能电站下水库面板堆石坝渗漏分析
Ab s t r a c t : C o mb i n e d w i t h t h e e n g i n e e r i n g e x p e r i e n c e , t h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e ma i n i n f l u e n c i n g f a c t o r s o f l e a k a g e a mo u n t o f t h e f a c e r o c k i f 1 1 d a m. As w e l l , t h e l e a k a g e l a w i n c o n d i t i o n o f f r e q u e n t c h a n g e s o f
中图分类号: T V 6 9 8 . 1
文献标识码 : B
文章编号 : 1 6 7 1 —1 O 9 2 ( 2 0 1 3 ) 0 3 — 0 0 4 卜0 4
大 坝运 行是 否 正 常是水 电站安 全 、 稳 定运 行 的
校核洪水位 7 6 . 2 m, 坝顶高程 7 6 . 5 m, 防 浪墙 顶 高 程7 7 . 7 m。具体 布 置见 图 1 。 下 库 大 坝 渗 流施 工 时 , 从 坝 后 高程 4 2 . 8 0 m处 将 渗漏 水通 过埋 管 引至 溢洪 道泄 水 渠边 出 口( 距 大 坝下游侧约 1 0 0 m, 出 口高 程 3 3 . 1 5 m) 处 。现 场 采 用 容积 法对 渗 漏情 况进 行测 量 , 最 大渗漏 量 达到 了 4 9 . 6 3 L / s ( 鉴 于 测 量 方 法 及 时 间 的局 限 , 此 数 据不
抽水蓄能电站地下工程的关键技术分析
抽水蓄能电站地下工程的关键技术分析
摘要:地下工程是抽水蓄能电站建设的重要构成,相较于普通地下工程,抽
水蓄能电站的地下工程具有较强复杂性,需要根据工程实际情况,严谨落实关键
技术,同时加强技术操作细节与安全隐患的控制。本次对抽水蓄能电站地下工程
的关键技术进行研究,目的是利用关键技术有序推进地下工程施工,提升工程的
建设效率和质量,为抽水蓄能电站的运行提供可靠保障。本文根据抽水蓄能电站
地下工程实际情况,分别从多个技术角度入手,对抽水蓄能电站地下工程关键技
术进行深入探究。
关键词:抽水蓄能电站;地下工程;关键技术
根据抽水蓄能电站的实际情况,其构成包括上水库、下水库、地下厂房、输
水系统、开关站等,其中地下工程包括:输水系统、发电系统、地下厂房洞室群、渗控工程等。相较于其他工程,地下工程对施工技术要求较高,技术人员应当立
足工程实况灵活使用关键技术,严谨落实各项技术操作,加强关键技术实施过程
的控制,以此提升地下工程质量[1]。
一、工程案例
某抽水蓄能电站建设项目,水库库容约10亿立方米,规划总装机量约
1200MW,装机4台,单机容量300MW。本项目的地下工程,主要包括:主机间、
主(副)厂房、安装间;其中主机间安置4台发电机组、4台水轮机组;主厂房
负责地下系统整体运行控制,厂房主体结构为“锚喷支护+岩壁吊车梁”;安装
间主要负责放置临时材料和设备,也是焊接加工的处理环境。抽水蓄能电站主变
室位于主厂房下方,与主厂房地上与地下平行,间距40m;主变室内部安装变频
启动装置、变压器。本项目分别建设出线支洞、出线平洞,两个机组共用一条,
抽水蓄能电站工程特点
抽水蓄能电站工程特点
1.高效性:抽水蓄能电站具有高能源转换效率。在水力发电过程中,
水从高处流向低处,通过水轮机驱动发电机发电,再将电能输送到电网上。而在贮能过程中,电网供电充电时,电能转化为机械能提升水位,贮存电能。整个转换过程中,能源损失较小,能源转换效率较高。
2.灵活性:抽水蓄能电站具有较高的调峰能力。电能储存于负荷低谷
时段,而在电力需求高峰时释放贮备电能。这种特点使得其能够在电网负
荷波动较大的情况下灵活调节电能输出,满足电力系统的调频需求,提高
电网供电可靠性。
3.储能能力强:抽水蓄能电站具有较大的储能能力。在贮能过程中,
水池的存在使得抽水蓄能电站能够贮存大量的水能,进而转换为电能。这
种有规模的贮能能力可以保障电力系统的备用能力,在电力紧缺或突发情
况下能够快速提供大量的电能。
4.环保性:抽水蓄能电站具有较低的环境污染风险。这是因为其主要
能源源于自然界的水能,而不是化石能源。同时,在贮能转换过程中,抽
水蓄能电站对环境的影响也较小。但在抽水过程中会对库区生态环境产生
一定影响,因此需要进行环境影响评价和管理。
5.可持续性:抽水蓄能电站具有较强的可持续性。其能源主要源于自
然界的水循环过程,具有一定的再生能力。此外,抽水蓄能电站还可以与
其他能源装置进行配套使用,如与风电站、太阳能电站等结合,共同构建
多元化的能源系统,提高能源的可持续性。
6.经济性:抽水蓄能电站在建设初期的投资较大,但随着建设规模的
增大和技术的发展,其单位装机容量的建设成本逐渐降低。加上其较高的
能源转换效率和调峰能力,抽水蓄能电站具有较好的经济效益。此外,抽水蓄能电站还可提供其它附加服务,如提供频率支撑、电力质量调节等。
抽水蓄能电站工程特点
抽水蓄能电站工程特点
1.高效性:抽水蓄能电站利用水的高度差进行能量转换,其效率可以
达到80%以上,属于高效节能的电力系统。在能量储存和释放过程中,能
量的转化几乎没有能量损失。
2.大规模储能:抽水蓄能电站可以根据需求实现对大规模的能量储存。通过多台水泵和发电机组合运行,电站可以根据电力需求灵活地进行储能
和释能。
3.快速启动:抽水蓄能电站可以在几分钟内启动,并投入到电力系统中,以满足瞬时的电力需求。相比其他储能技术如电池等,抽水蓄能电站
的启动速度更快,具有更加可靠的电力调峰能力。
4.长周期运营:抽水蓄能电站的设计寿命可达数十年,运营周期长。
其运营成本相对较低,一旦建成,可以长期稳定地为电网提供清洁电力。
5.环境友好:抽水蓄能电站不消耗化石燃料,不产生二氧化碳等大气
污染物,具有很低的环境污染。同时,其在发电过程中不会产生噪音和振动,对周围环境没有影响。
6.调节电网频率:抽水蓄能电站可以在电网频率高于或低于标准值时
进行储能或释能,以平衡电网的供需关系,稳定电网运行。它可以提供从
几十兆瓦到几千兆瓦的调峰能力,能够有效应对电力系统的波动负荷。
7.可持续发展:抽水蓄能电站可以与风电、太阳能等可再生能源相配合,形成可持续的能源系统。当可再生能源的供给高于需求时,可以利用
多余的电力进行储能,而在供给不足时,则可以利用储能的电力进行发电。
8.储能能量密度高:抽水蓄能电站的储能能量密度较高,因为其利用了水的重力势能。相比其他储能技术如电池储能等,抽水蓄能电站能够储存更多的能量。
总的来说,抽水蓄能电站具有高效性、灵活性、可持续性等特点,是一种可靠的储能解决方案,可以在电力系统中起到平衡能源供需、保证电力稳定供应的重要作用。
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溪口抽水蓄能电站工程特点与关键技术研究
水利部农村电气化研究所李志武
八十年代末期,中国用电紧张的局面有所缓和,但电力供需矛盾并未根本缓解,不少电网电力供需矛盾由缺电量转为主要缺电力。特别是在东南沿海地带,由于经济高速发展,电网峰谷差越来越大,而电网调峰能力有限,难以满足电网日益增大的调峰要求,严重影响了沿海地区持续、稳定发展。
在90年代初,中国已准备进行大型抽水蓄能电站建设,但由于一些地方电网所需调峰电量较小,技术经济比较后只需建设中小型抽水蓄能电站。
中国第一座中型纯抽水蓄能电站——溪口抽水蓄能电站,于1994年2月开工建设,1997年12月首台机组并网发电,1998年5月全部机组并网发电并投入商业运行。电站充分发挥了调峰填谷的作用,在改善地方电网运行质量,提高电网运行安全、可靠性方面发挥了重要作用。
溪口抽水蓄能电站建成之后,中国又建成5座中小型抽水蓄能电站,还有的正在建设和规划中。因此,溪口抽水蓄能电站对促进中国中小型抽水蓄能电站的开发起到了良好的示范作用。
1.工程规模及效益
宁波溪口抽水蓄能电站位于浙江省奉化市溪口镇,距负荷中心宁波
市仅39km,距奉化市25km,距奉化至宁波110kV输电线路奉化变电所13km。溪口镇距上水库4km,距电站厂房及下水库2km。电站总装机容量为80MW,由2台单机容量为40MW竖轴混流可逆式水泵水轮发电机组组成。
电站发电最大、最小(净)水头分别为268m和229m,设计水头为240m,发电最大引用流量19.69m3/s,水泵最大、最小扬程分别为276m和242m。日发电量为40×104kW.h,日抽水用电量为54.8×104kW.h,日发电历时(折合满发)为5h,日抽水历时(折合满抽)为6.85h,年发电量为1.26×108kW.h,年抽水用电量1.72×108kW.h,总投资33500万元,每千瓦投资为4188元。
2.枢纽布置及主要建筑物
工程枢纽主要建筑物有上水库、输水系统、厂房、升压开关站和下水库五部分组成,电站输水道总长与水头比值(L/H)为4.7。
1)上水库
上水库坝型为钢筋混凝土面板石坝,最大坝高48.5m,坝顶长153.9m,坝顶宽6m。上游坝坡1:1.4,下游坝坡1:1.3--1:1.4。总库容103×104m3,正常发电调节库容67.05×104m3,备用库容9.95×104m3,用以特枯水年枯水期补充上下库的蒸发和渗漏损失。正常运行时水位日变幅为13.92m。
2)下水库
下水库坝型为钢筋混凝土面板堆石坝。为了扩大下水库的库容,根据地形、地质条件选取向库外弯曲的弧型坝轴线。结合库区清理和坝体填筑,库区开挖后,可增加有效库容15.4×104m3,其中发电调节库容10×104m3,死库容4.4×104m3,最大坝高44.2m,坝顶长度274m,上游坝坡1:1.4,下游坡1:1.5--1:1.6,总库容86.1×104m3。水库正常运行时水位日变幅14.5m。
3)输水系统
输水系统由进口、引水隧洞、调压室、压力钢管和尾水洞等部分组成。
进水口形式为岸边竖井式钢筋混凝土箱形结构。进水口平、立面为伸向库内喇叭型扩散段。最大引用流量为2×19.96m3/s。
引水隧洞平面布置为一直线,长425m,隧洞内径3.4m。隧洞采用钢筋混凝土衬砌,衬砌厚0.5m。在发电工况下洞内流速4.27m/s,抽水工况下,流速3.37m/s。
调压室为双室式。根据地形布置为烟斗状,调压室竖井直径为3.4m,下室内径为3.5m,布置在隧洞一侧,其中心线在平面上与隧洞交角64°,立面上向隧洞方向设1%纵坡。上室为开敞式圆型水池,衬砌后内径为9.0m。
压力钢管内径3.2m,长639.4m,在平面上为一直线,立面上顺坡布置。沿程设5个镇墩,在第5个镇墩后以斜洞降至水轮机组安装高程与月牙型岔管连接。岔管后分为两支管,分别与两台机组的蜗壳进口相连。
2台机组各设一尾水洞,两条尾水洞平行布置。采用钢筋混凝土衬砌,衬砌厚0.5m,洞内流速:发电工况3.95m/s,抽水工况3.06m/s。当电站最大引用流量2×19.69m3/s时,过栅流速为1.08m/s。
4)厂房及开关站
由于机组的吸出高度Hs=-23m,所以机坑的开挖深度大,选用半地下竖井式厂房以满足机组的这一要求。本电站采用两机一井圆形竖井方案。竖井开挖直径27.2m,混凝土衬砌厚度1.0m。竖井内分为四层,分别为蜗壳层、水轮机层、中间层和发电机层。主厂房地面以上高度16.9m,地面以下高度31.5m。副厂房布置在主厂房的下游侧,分为地下层、地面层、电缆层、中控层、通信层和电梯机房层。
110kV升压开关站布置在主厂房右侧,距副厂房右端10m。
3.主要机电设备
1)接入系统方式及电气主接线
本电站以单回110kV线路接入220kV奉化变电所110kV侧。
由于本电站仅2台发电电动机组及一回出线,电气主接线较为简单,
采用发电电动机和主变压器组成的单元接线及110kV侧采用单母线的接线方案。
发电机电压(10.5kV)侧选用两台真空断路器组成换相开关,用于抽水和发电工况的相序转换。大电流高压真空开关均采用进口主要部件,国内组装成套的方式。
2)水力机械
为获得较高的水力效率,并减少机组尺寸和减少投资,水泵水轮机转速经500r/min、600r/min和750r/min的三种方案比较后,采用机组额定转速为600r/min,转轮直径2.248m的方案。水轮机的设计水头为240m,额定出力41.5MW,水泵最大出力45.0MW,机组吸出高度为-23m。每台水泵水轮机前设一台直径为1.4m的双面止水球阀。厂内设有桥式起重机一台,供安装与检修期间吊装主机设备及辅助设备用。厂内还设有技术供水泵、检修排水泵和渗漏排水泵。全厂设置低压空压机2台和高压空压机2台,供机组制动及维护检修用气、油压装置充气和水泵工况起动压水用气。
3)电工
本电站安装2台竖轴悬式空气冷却可逆发电电动机,发电工况额定出力47.85MV.A,电动机工况为46.0MV.A,额定电压10.5kV。励磁采用自并激可控硅静态励磁系统。2台主变压器为三相双绕组有载调压