潮汐电站的开发方式

潮汐电站的开发方式

一、单库开发

1.单库单向

即只用一个水库，仅在涨潮（或落潮）时发电。就是利用落潮发电的潮汐

电站。这种形式的电站，只需要建造一道堤坝，且水轮发电机组只要满足单方

向通水发电的要求。这是一种最古老、最基本的发电形式。其建筑物和发电设

备简单，投资也少，而且效率不高。因只能在涨潮（或落潮）时发电，故发电

量和发电时间均较少，使潮汐能源未能得到充分利用。

1.1 落潮发电

由图可以看出，在零点时，海水开始涨潮，此时打开泄水闸门，库水位开

始随着海水位一起上升。当落潮时关闭闸门，在T1点时两侧水位相平齐，海水位继续下降。在T2点时，海水位和库水位之间的落差达到水轮机的最小工作水头时，开始发电。随着落潮的持续，机组的出力开始逐渐增大，直至潮位最低。随后又开始涨潮，而库水位继续下落，两者的差值不断减小，在T3点，当落差小于机组最小工作水头时，机组停止工作，然后停机至T4点，开始下一周期的发电。

1.2 涨潮发电

如图，在T1点时，海水位和库水位相平齐，此时打开泄水闸门，两侧水

位一起下降，直至海水开始涨潮。在T2点时，关闭泄水闸门，海水继续涨潮，

和库内水位有了落差，在T3点，当落差达到水轮机最小工作水头时，机组开始工作，这个过程会导致库水位也不断上升，机组出力也不断增加，一直持续到

落潮，然后两者的落差逐渐减小，直至小于水轮机最小水头，即T4点，机组停机至T5点，开始下一周期的发电。

2.单库双向

如图，T1点时，闸门关闭，落潮使得两侧水位差值不断增大，在T2点时

开时落潮发电，至T3时打开闸门，使库水位上升，直至T4点关闭闸门。由于

涨潮的速度大于库水位上升速度，在T5时两者差值达到工作水头，开始涨潮发电，持续到T6点，潮差不够发电，打开闸门泄水，当到T7点时开始下一周期

的循环。

与单库单向相比，双向电站在涨潮和落潮时都发电，在单向机组泄水这个

环节上机组也在发电，大大提高了潮汐能的利用率，但是必须配置双向贯流式

机组，而且闸门在每一周期的启闭次数会大大增多，所以相应的水工建筑物等

都会有更严格的要求。此外，这种开发方式的投资比较高。

二、双库开发

1.高、低双库

为了潮汐电站能够全日连续发电，就必须采用双水库的潮汐电站。如图所示，这种电站建有两个相邻的水库，水轮发电机组放在两个水库之间的隔坝内。一个水库只在潮涨时进水（高位水库），一个水库（低位水库）只在落潮时泄

水；这两个水库之间始终保持有水位差，因此可以全日发电。但是库容的利用

率会减半，发电量也随之减半，损耗较大。

2.大、小双库

这种运行方式是以大库为主，小库为补，如图，当涨潮时，小库停电，大库工作，当停潮时，大库停机，小库的库水位和海水位有了落差，可以继续发电；当落潮时，小库还是先停机，大库作落潮发电，当平潮时，小库继续发电。

这样方式的好处是两库互补，便于承担电网的负荷，可以连续发电。而且由于大小双库均可独立发电，故在相同库容下，于高、低双库相比，发电量不会

减少。

三、抽水增能开发

如图所示，当涨潮发电停机时，打开闸门充水，当库水位与海水位相平齐的时候，启动水轮机的水泵工况，从海水侧抽水至水库，加大两者的落差，作落

潮发电。同样的原理，当第二次海水位与库水位相平齐时，关闭闸门，从库内

向海水侧抽水，进一步降低库内的水位，使得即将涨潮发电的水头进一步增大，增加机组出力。

这种方式在两次发电之间加入了两次相反方向的抽水，虽然消耗了一部分电能，但由于抽水实在两侧水位基本相平齐时进行的，所以能较快的达到发电水头，其增加的电能远大于消耗。法国朗斯电站通过抽水增能，其增能收益电量

是消耗电量的2.8倍。

以下是各种开发方式的比较：108

表1 开发方式比较表

表2 已投产世界著名潮汐电站

表3 国内已运行的著名潮汐电站

综上所述，由于潮汐电站所处的位置的地形、潮差等有所不同，以及机组

类型和施工方法的差别，在开发方式上需要综合考虑，缜密规划。但总体来看，单向比双向的应用范围更广，技术也更成熟，随着朗斯电站的成功运营，抽水

增能技术也逐渐推广开来。值得一提的是，双库开发方式因为其连续发电的优

点，在勘测和规划时被人们始终提及，但是发电量的大幅下降也是其硬伤，故在已投产的中大规模潮汐电站中，还没有双库开发的实例。