中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
我有一個(gè)朋友，正值壯年，身體很是健碩。雖多日未通音訊，但料來(lái)無(wú)妨。這一日偶遇，他看起來(lái)卻十分憔悴，不禁讓我大為擔(dān)心，走上前欲問(wèn)端詳。
他長(zhǎng)嘆口氣，緩緩道來(lái)：我最近喜歡上了一個(gè)姑娘?？芍^是“巧笑倩兮，美目盼兮”，皆動(dòng)我心弦。但家中父母在堂，尚有疑慮，故久未成聘?！耙聨u寬終不悔，為伊消得人憔悴”，致我今日若此。我素知你見(jiàn)多識(shí)廣，今日既然有緣相遇，想請(qǐng)你幫參謀端詳。若是緣分天定，自當(dāng)六禮具備，以后兩姓聯(lián)姻，一堂締約，良緣永結(jié)，匹配同稱。以白頭之約，書(shū)向鴻箋，好將紅葉之盟，載明鴛譜。若是事有不諧，也當(dāng)“解怨釋結(jié)，更莫相憎；一別兩寬，各生歡喜?！睂?duì)啦，這個(gè)姑娘她復(fù)姓抽水，雙名蓄能。
此言聽(tīng)罷，我自是氣不打一處出。明明是你們領(lǐng)導(dǎo)讓你判斷抽水蓄能電站是否具有投資價(jià)值，卻被你說(shuō)的這么清新脫俗。“良緣由夙締，佳偶自天成”，感情之事又豈容我置喙。但既然說(shuō)到了抽水蓄能電站，前一段我剛請(qǐng)教了一位前輩高人，歷經(jīng)百十余個(gè)抽水蓄能項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)踐，他給我講了“五維一體”的評(píng)價(jià)體系。分別是地理位置、建設(shè)條件、外部條件、工程設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。你若有意，就且聽(tīng)我為你細(xì)細(xì)道來(lái)。
一、地理位置
房地產(chǎn)界有一句老話，“LOCATION、LOCATION、LOCATION”，就是“位置、位置、還是位置”。這句華爾街名言被李嘉誠(chéng)引用后，廣為傳播。
在對(duì)抽水蓄能項(xiàng)目的綜合評(píng)價(jià)中，地理位置也同樣是第一位的。抽水蓄能功能定位，主要服務(wù)于電網(wǎng)或是服務(wù)于大型新能源基地開(kāi)發(fā)。所以抽水蓄能電站地理位置的好壞，主要就是兩點(diǎn)：一是距離負(fù)荷中心近，二是距離新能源大基地近。
目前我國(guó)已建、在建的抽水蓄能電站大多位于所在電網(wǎng)的負(fù)荷中心，比如廣州抽水蓄能電站（240萬(wàn)千瓦）距廣州市90公里，十三陵抽水蓄能電站（80萬(wàn)千瓦）距北京市40公里，天荒坪抽水蓄能電站（180萬(wàn)千瓦）距離杭州57公里，深圳抽水蓄能電站（120萬(wàn)千瓦）位于深圳市區(qū)。
此外，為了滿足新能源快速發(fā)展需要，圍繞著水風(fēng)光一體化開(kāi)發(fā)、沙漠戈壁荒漠新能源大基地開(kāi)發(fā)，在新能源基地附近，也可以規(guī)劃新建一批抽水蓄能電站。比如目前在新疆、甘肅、陜西、內(nèi)蒙、山西等地規(guī)劃的抽水蓄能電站，除了滿足當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的需要，主要就是為了新能源基地服務(wù)。
所以對(duì)于抽水蓄能電站綜合評(píng)價(jià)的第一點(diǎn)，就是先看她生在了哪個(gè)位置。一般來(lái)說(shuō)，抽水蓄能應(yīng)該遵循分散布局的原則，重點(diǎn)向電網(wǎng)負(fù)荷中心和新能源集中區(qū)域附近布局，此外，對(duì)于沒(méi)有布局抽水蓄能站點(diǎn)的地區(qū)，在具有較好資源條件時(shí)，也應(yīng)該優(yōu)先考慮。
二、建設(shè)條件
1．地形條件
地形條件分析主要包括水頭、距高比，以及上、下水庫(kù)的天然有效庫(kù)容。抽水蓄能所存儲(chǔ)的能量實(shí)質(zhì)上是水的重力勢(shì)能，等于高差和水庫(kù)中水之重力的乘積。所以為了儲(chǔ)存同樣的能量，或者是增加上、下水庫(kù)之間的高差，或者是增加抽水蓄能上、下水庫(kù)的調(diào)節(jié)庫(kù)容。
在具備條件的情況下，上、下水庫(kù)之間的高差大一些要更加合適，這樣可以減少上、下水庫(kù)的規(guī)模和廠房、機(jī)電設(shè)備尺寸，減少工程投資。但是根據(jù)目前抽水蓄能機(jī)組的制造水平，高差過(guò)大也會(huì)導(dǎo)致機(jī)組制造難度加大，所以也不是越大越好。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，一般落差在400～700m之間較為適宜。如：十三陵抽水蓄能電站額定水頭430m；仙居抽水蓄能電站額定水頭447m；天池抽水蓄能電站額定水頭510m；天荒坪抽水蓄能電站額定水頭526m；西龍池抽水蓄能電站額定水頭640m；敦化抽水蓄能電站額定水頭655m。目前，我國(guó)已建抽水蓄能電站利用落差最高的是長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站、額定水頭710m；在建抽水蓄能電站利用落差最高的是天臺(tái)抽水蓄能電站、額定水頭724m。
距高比是水平距離和上、下水庫(kù)高差之間的比值，一般來(lái)說(shuō)小一點(diǎn)比較合適，可以減少輸水系統(tǒng)的工程量、節(jié)約工程投資。但是根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，距高比過(guò)小容易引起工程布置以及高陡邊坡等問(wèn)題，所以一般距高比在2～10之間比較合適。如：長(zhǎng)龍山抽水蓄能點(diǎn)站距高比3.1；惠州抽水蓄能點(diǎn)站距高比是8.3。
當(dāng)上、下水庫(kù)庫(kù)盆地形較開(kāi)闊時(shí)，就可以在較小的庫(kù)盆面積內(nèi)形成滿足儲(chǔ)能的需要，否則就需要擴(kuò)大庫(kù)盆面積或通過(guò)擴(kuò)庫(kù)開(kāi)挖來(lái)獲得調(diào)節(jié)庫(kù)容，增加占地和工程量。對(duì)于裝機(jī)容量120萬(wàn)千瓦、滿發(fā)利用小時(shí)數(shù)為6h的抽水蓄能電站，利用水頭400m、500m、600m時(shí)發(fā)電調(diào)節(jié)庫(kù)容分別需約800萬(wàn)m3、700萬(wàn)m3、600萬(wàn)m3左右。在此基礎(chǔ)上，還需考慮死庫(kù)容、水損備用庫(kù)容等因素，最終確定水庫(kù)總庫(kù)容。為滿足水庫(kù)庫(kù)容要求，需結(jié)合天然地形通過(guò)筑壩或庫(kù)內(nèi)擴(kuò)挖形成。
此外，上水庫(kù)一般匯水面積較小，工程防洪可通過(guò)適當(dāng)增加壩高解決。因此，上水庫(kù)庫(kù)盆出口部位狹窄的溝谷是理想的筑壩之地，可顯著減少壩體填筑工程量。
2．地質(zhì)條件
指點(diǎn)六朝形勝地，惟有青山如壁。
——元·薩都剌
地質(zhì)條件主要包括區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性、上、下水庫(kù)及其樞紐區(qū)工程地質(zhì)條件、輸水發(fā)電系統(tǒng)工程地質(zhì)條件和天然建筑材料等。
抽水蓄能電站擋、泄水建筑物應(yīng)避開(kāi)活動(dòng)性斷層，水庫(kù)區(qū)不宜有大型滑坡、崩塌、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，地下廠房洞室群宜避開(kāi)軟弱或破碎巖體，當(dāng)通過(guò)工程布置依然無(wú)法規(guī)避這些情況時(shí)，地質(zhì)條件就制約了抽水蓄能電站的建設(shè)。
即便抽水蓄能電站避開(kāi)了上述制約因素，地質(zhì)條件也很大程度上影響著工程成本。通俗來(lái)說(shuō)，就是項(xiàng)目所在區(qū)域的地震越少見(jiàn)，巖石越堅(jiān)硬，越有利于降低抽水蓄能電站建設(shè)成本。
根據(jù)抽水蓄能電站建筑物的特點(diǎn)和電站運(yùn)行特性，其主要工程地質(zhì)問(wèn)題可以歸納為以下幾個(gè)方面：
（1）與常規(guī)電站相比，抽水蓄能電站站址、庫(kù)址比選余地較大，可以通過(guò)站址普查和站點(diǎn)規(guī)劃階段的地質(zhì)工作篩除地質(zhì)條件較差或工程處理難度較大的站點(diǎn)，地質(zhì)勘探工作在這一階段的作用尤為重要。
而世之奇?zhèn)?、瑰怪，非常之觀，常在于險(xiǎn)遠(yuǎn)，而人之所罕至焉，故非有志者不能至也。
——宋·王安石
（2）地下工程洞室群多、高壓隧洞洞段長(zhǎng)且內(nèi)水壓力大，埋藏深、規(guī)模較大，需充分論證圍巖穩(wěn)定問(wèn)題，確定隧洞圍巖開(kāi)挖方法、支護(hù)和襯砌型式、范圍和深度等。
（3）抽水蓄能水庫(kù)庫(kù)容一般較小，且運(yùn)行期抽水成本高，需嚴(yán)格控制上水庫(kù)滲漏量。而上水庫(kù)多位于山頂部位，周邊普遍存在低鄰谷，有相當(dāng)一部分站點(diǎn)為利用優(yōu)勢(shì)地形選于巖溶負(fù)地貌地區(qū)，水庫(kù)鄰谷滲漏和巖溶滲漏問(wèn)題較普遍，需要重點(diǎn)關(guān)注，并控制好施工質(zhì)量。
（4）抽水蓄能電站大壩填筑有用料在庫(kù)盆內(nèi)的分布狀態(tài)是決定料源利用率的關(guān)鍵因素，當(dāng)死水位以上的庫(kù)盆開(kāi)挖區(qū)有用料儲(chǔ)量剛好滿足大壩填筑要求且無(wú)表層剝離料時(shí)，就達(dá)到了料源挖填平衡的理想狀態(tài)。當(dāng)表層剝離料較厚時(shí)，可通過(guò)壩料分區(qū)解決剝離料上壩利用問(wèn)題。因此，通過(guò)有效勘察手段建立相對(duì)精確的上、下水庫(kù)地質(zhì)模型對(duì)庫(kù)盆挖填平衡設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
（5）水庫(kù)運(yùn)行期間水位驟升驟降頻繁、變幅大，抽水蓄能電站運(yùn)行方式對(duì)庫(kù)岸邊坡穩(wěn)定影響大，就對(duì)庫(kù)岸邊坡地質(zhì)條件提出了更高的要求，當(dāng)不滿足穩(wěn)定安全系數(shù)要求時(shí)，就要放緩開(kāi)挖坡比或加大支護(hù)強(qiáng)度，造成工程成本增加。
（6）抽水蓄能電站全庫(kù)盆防滲庫(kù)盆地基對(duì)變形、排水和均一性要求較高，尤其是巖溶地區(qū)的全防滲庫(kù)盆地基，庫(kù)底巖溶塌陷、地基不均勻變形、巖溶水反向頂托、巖溶負(fù)壓、巖溶洼地覆蓋層塌陷等問(wèn)題需足夠重視。
（7）由于抽水蓄能電站高差較大，可逆式機(jī)組對(duì)過(guò)機(jī)泥沙含量的控制要求較高，需注意進(jìn)出水口部位邊坡后緣沖溝固體物源和汛期洪積物入庫(kù)的防護(hù)和排導(dǎo)處理。
（8）抽水蓄能電站不會(huì)形成高壩大庫(kù)，絕大多數(shù)站點(diǎn)上、下水庫(kù)壩高和人工開(kāi)挖邊坡均不超過(guò)150m，壩基和高邊坡工程地質(zhì)問(wèn)題處理難度相對(duì)常規(guī)電站的高壩大庫(kù)較小。
3．成庫(kù)條件
上、下水庫(kù)最好都要有適宜筑壩成庫(kù)的地形條件。一般來(lái)說(shuō)，400～500m左右的利用落差，按照120萬(wàn)千瓦裝機(jī)、滿發(fā)利用小時(shí)數(shù)6h考慮，即抽水蓄能上、下水庫(kù)的調(diào)節(jié)庫(kù)容需求在600萬(wàn)～800萬(wàn)m3左右。有的抽水蓄能站點(diǎn)天然就有一個(gè)“肚子”，通過(guò)筑壩很容易形成水庫(kù)庫(kù)容，這樣的話通過(guò)建壩蓄水即可。但是有的抽水蓄能站點(diǎn)庫(kù)區(qū)天然庫(kù)容小，需要通過(guò)開(kāi)挖才能形成庫(kù)容，這樣會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題，一是開(kāi)發(fā)成本相對(duì)較高，二是庫(kù)容需要大量開(kāi)挖，電站的儲(chǔ)能量不宜過(guò)大。
除庫(kù)容需求外，抽水蓄能水庫(kù)工程還要考慮水庫(kù)防滲、土石方挖填平衡、壩型選擇等，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較確定設(shè)計(jì)方案。通俗來(lái)講，如果通過(guò)筑壩可以形成一個(gè)水庫(kù)，采用局部防滲，成庫(kù)條件就相對(duì)較好（見(jiàn)圖2.3-1）；如果通過(guò)大量開(kāi)挖形成一個(gè)“盆”，并采用了全庫(kù)盆防滲型式，則成庫(kù)條件相對(duì)一般（見(jiàn)圖2.3-2和2.3-3）。
以成庫(kù)條件較好的廣州抽水蓄能電站為例，上、下成庫(kù)條件均相對(duì)較好，可以通過(guò)筑壩成庫(kù)，上水庫(kù)庫(kù)容2408萬(wàn)m3、下水庫(kù)庫(kù)容2342萬(wàn)m3。
圖2.3-1 廣州抽水蓄能電站上水庫(kù)
（庫(kù)狀上庫(kù)）
另以天荒坪抽水蓄能電站為例，上水庫(kù)位于大溪左岸支溝的溝源洼地，由主壩、四座副壩、進(jìn)/出水口及庫(kù)周山體圍繞而成，水庫(kù)南端洼地布置主壩，東、北、西、西南四個(gè)埡口布置副壩。成庫(kù)條件中等，總庫(kù)容912萬(wàn)m3。
圖2.3-2天荒坪抽水蓄能電站上庫(kù)
（盆狀上庫(kù)）
圖2.3-3 呼和浩特抽水蓄能電站上庫(kù)蓄水前
（盆狀上庫(kù)）
4．水源條件
抽水蓄能電站和常規(guī)水電站不一樣，就是一“盆”清水在上、下庫(kù)之間來(lái)回倒騰，抽水的時(shí)候把水從下庫(kù)倒到上庫(kù)，發(fā)電的時(shí)候把水從上庫(kù)放下來(lái)回到下庫(kù)。所以抽水蓄能電站的水源問(wèn)題，主要是為了滿足初期蓄水，即先把水庫(kù)的水蓄起來(lái)，以及補(bǔ)充日常運(yùn)行時(shí)因?yàn)檎舭l(fā)、滲漏等減少的水量。抽水蓄能庫(kù)容一般在1000萬(wàn)m3量級(jí)，對(duì)于水量的要求不高。水源條件在降雨量大、河網(wǎng)密集的區(qū)域一般并不會(huì)成為抽水蓄能電站建設(shè)的限制條件。但是對(duì)于西北等相對(duì)干旱的區(qū)域，水源條件成為了重要的制約因素。有些地方具備建設(shè)抽水蓄能的地形地質(zhì)條件，但是方圓幾十公里可能都沒(méi)有可以用于蓄水的水源。
三、外部條件
移民和環(huán)境問(wèn)題，其實(shí)質(zhì)是處理公共資源占用與補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題。是一個(gè)共贏，多贏的過(guò)程。
1．建設(shè)征地移民安置
抽水蓄能電站建設(shè)征地處理范圍包括上、下水庫(kù)淹沒(méi)影響區(qū)和樞紐工程建設(shè)區(qū)。抽水蓄能電站雖有兩個(gè)水庫(kù)，但由于水庫(kù)相對(duì)較小，有的是利用天然湖泊或已有水庫(kù)，故建設(shè)征地處理范圍往往遠(yuǎn)小于常規(guī)水電站用地范圍；由于大部分庫(kù)盆是挖出來(lái)的，樞紐工程建設(shè)區(qū)往往包含水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)，所以樞紐工程建設(shè)區(qū)占工程建設(shè)征地范圍的比重遠(yuǎn)大于常規(guī)水電站。
水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)主要包括水庫(kù)正常蓄水位以下的淹沒(méi)區(qū)域，以及洪水回水區(qū)域和水庫(kù)影響區(qū)。
樞紐工程建設(shè)區(qū)主要包括樞紐工程建筑物及工程永久管理區(qū)。樞紐工程建設(shè)區(qū)根據(jù)各地塊用途確定臨時(shí)用地區(qū)和永久占地區(qū)。臨時(shí)用地使用后可以恢復(fù)原用途。
確定了建設(shè)征地處理范圍，重要的后續(xù)工作是開(kāi)展建設(shè)征地實(shí)物指標(biāo)調(diào)查，做到“知己知彼”。主要是調(diào)查建設(shè)征地處理范圍內(nèi)的人口、土地、建筑物、構(gòu)筑物、文物古跡、礦產(chǎn)壓覆等的數(shù)量、質(zhì)量、權(quán)屬和其他屬性等。
對(duì)于決策來(lái)說(shuō)，主要關(guān)心建設(shè)征地是否涉及到重大的敏感因素，比如說(shuō)是否涉及永久基本農(nóng)田、一級(jí)公益林、重要村鎮(zhèn)、重大文物古跡和礦產(chǎn)壓覆等的規(guī)模和數(shù)量。
2．生態(tài)環(huán)境保護(hù)
抽水蓄能電站建設(shè)須堅(jiān)持“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”原則。
避讓環(huán)境敏感區(qū)是項(xiàng)目可行的重要前提。環(huán)境敏感區(qū)是指依法設(shè)立的各級(jí)各類保護(hù)區(qū)域和對(duì)建設(shè)項(xiàng)目產(chǎn)生的環(huán)境影響特別敏感的區(qū)域，選擇站點(diǎn)時(shí)應(yīng)首先篩選并避讓環(huán)境敏感區(qū)，主要包括生態(tài)保護(hù)紅線、國(guó)家公園、自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、世界文化和自然遺產(chǎn)地、飲用水水源保護(hù)區(qū)、森林公園、地質(zhì)公園、濕地公園、水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)等。此外，還需分析站點(diǎn)與國(guó)土空間、城鄉(xiāng)建設(shè)、“三線一單”等相關(guān)規(guī)劃的符合性與協(xié)調(diào)性。
環(huán)保措施是減少環(huán)境影響的重要舉措。工程如果不涉及環(huán)境敏感區(qū)，從環(huán)保角度基本就可行了，但是工程建設(shè)必然會(huì)對(duì)水、氣、聲、生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，需要采取一系列的針對(duì)性措施消除或者緩解不利影響，如生產(chǎn)廢水和生活污水處理、下泄生態(tài)流量等。
景觀打造是實(shí)現(xiàn)抽蓄高質(zhì)量發(fā)展的重要途徑。抽蓄電站一般位于生態(tài)環(huán)境較好的山地丘陵區(qū)，工程建成后形成上下兩個(gè)水庫(kù)，經(jīng)過(guò)生態(tài)修復(fù)及景觀打造，可納入風(fēng)景名勝區(qū)或者旅游景區(qū)，實(shí)現(xiàn)電站與環(huán)境的和諧發(fā)展，踐行綠水青山就是金山銀山理念。如浙江長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站已納入天荒坪省級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)核心景區(qū)―江南天池內(nèi)，衢江抽水蓄能電站已納入爛柯山-烏溪江省級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)三級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)。
四、工程設(shè)計(jì)
抽水蓄能電站的工程設(shè)計(jì)主要包括工程規(guī)模、水工建筑物、施工組織設(shè)計(jì)、機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。
1．工程規(guī)模
抽水蓄能電站的工程規(guī)模主要包括裝機(jī)容量、連續(xù)滿發(fā)小時(shí)數(shù)，水庫(kù)的主要特征水位等參數(shù)。
抽水蓄能電站的裝機(jī)容量、連續(xù)滿發(fā)小時(shí)數(shù)選擇，要綜合考慮需要和可能兩方面的因素。需要指的是電力系統(tǒng)的需求，可能指的是電站自己的建設(shè)條件。一般的方法，是在分析不同電力系統(tǒng)對(duì)于抽水蓄能電站的功能定位，以及電力系統(tǒng)對(duì)于連續(xù)滿發(fā)小時(shí)數(shù)的要求基礎(chǔ)上，合理的擬定裝機(jī)容量方案和連續(xù)滿發(fā)小時(shí)數(shù)，并通過(guò)電力生產(chǎn)模擬，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較選定裝機(jī)容量和連續(xù)滿發(fā)小時(shí)數(shù)。
在實(shí)踐中，一種簡(jiǎn)便初擬裝機(jī)容量和滿發(fā)利用小時(shí)數(shù)的方法，是首先根據(jù)水頭范圍確定單機(jī)容量，然后根據(jù)抽水蓄能天然儲(chǔ)能量確定總裝機(jī)和滿發(fā)利用小時(shí)數(shù)。目前，在300m~500m水位落差范圍，以額定容量30萬(wàn)千瓦的機(jī)組設(shè)計(jì)制造技術(shù)成熟、穩(wěn)定運(yùn)行條件好，工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)最為豐富（這是為什么大部分已在建的抽水蓄能電站的裝機(jī)容量一般是30萬(wàn)千瓦的偶數(shù)倍，兼顧考慮到分散布局的要求，最后以120萬(wàn)千瓦居多的原因）。在初步選定單機(jī)容量后，通過(guò)上、下水庫(kù)的地形地質(zhì)條件，并考慮到發(fā)電工況和抽水工況的水頭損失，分析抽水蓄能電站的天然儲(chǔ)能量。比如通過(guò)初步分析，某抽水蓄能電站上、下庫(kù)平均水位落差450m左右，則單機(jī)容量選擇30萬(wàn)千瓦較為適宜；上、下水庫(kù)的天然儲(chǔ)能量約660萬(wàn)千瓦時(shí)， 那么可以考慮選擇4臺(tái)機(jī)組，即總裝機(jī)容量120萬(wàn)千瓦；結(jié)合電力系統(tǒng)需求，在天然情況基礎(chǔ)上對(duì)水庫(kù)進(jìn)行一些擴(kuò)挖后，使總的儲(chǔ)能量達(dá)到720萬(wàn)千瓦時(shí)，相應(yīng)即為6h時(shí)的連續(xù)滿發(fā)小時(shí)數(shù)。
水庫(kù)的特征水位主要包括正常蓄水位、死水位和洪水位等，一般是在連續(xù)滿發(fā)小時(shí)數(shù)、裝機(jī)容量選定后，進(jìn)行這些水庫(kù)特征水位的選擇。
2．水工建筑物
前面是滾滾的江水,身后是燈火輝煌,我們的生活就是這樣,戰(zhàn)斗著奔向前方。
——《水利建設(shè)者之歌》
抽水蓄能的水工建筑物一般包括上水庫(kù)、下水庫(kù)，輸水系統(tǒng)，地下廠房及開(kāi)關(guān)站等。上、下水庫(kù)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是要通過(guò)最小的工程代價(jià)來(lái)獲得較大的庫(kù)容。上水庫(kù)大多采用開(kāi)挖與筑壩相結(jié)合的方式，以面板堆石壩居多。抽水蓄能電站的水庫(kù)滲漏問(wèn)題，可以根據(jù)地質(zhì)情況，采用全庫(kù)防滲、庫(kù)周帷幕防滲等多種方式，防滲材料可采用瀝青混凝土面板、土工膜、黏土鋪蓋等。
抽水蓄能電站示意圖
抽水蓄能電站水庫(kù)必須采用全庫(kù)盆防滲時(shí)，大壩防滲形式應(yīng)與庫(kù)盆防滲形式統(tǒng)籌考慮，盡量避免或減少不同防滲結(jié)構(gòu)間的接縫處理，提高可靠性。庫(kù)底采用高回填的全庫(kù)盆防滲，庫(kù)底防滲結(jié)構(gòu)應(yīng)注意適應(yīng)高回填產(chǎn)生的大變形或不均勻變形。
抽水蓄能電站的水頭高，輸水道結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的壓力大，根據(jù)水頭、圍巖地質(zhì)條件、岔管尺寸等的不同，可以采用鋼襯、鋼筋混凝土襯砌等多種方式。
此外，為了保障電站的防洪安全，抽水蓄能電站還需要布置泄洪建筑物等，不在此詳述。
3．施工組織設(shè)計(jì)
抽水蓄能電站的施工組織設(shè)計(jì)的主要任務(wù)包括：研究工程施工條件、施工導(dǎo)流、料源規(guī)劃、主體工程施工、施工交通運(yùn)輸、施工工廠設(shè)施、施工總布置、施工總進(jìn)度（施工工期）等方面的內(nèi)容。
在設(shè)計(jì)工作中要充分利用站址地形地質(zhì)條件，結(jié)合施工條件和工程設(shè)計(jì)方案，以集約節(jié)約用地的原則，初擬工程施工方案、土石方平衡及施工總布置方案等，盡量不占、少占耕地，降低工程造價(jià)。
作為建設(shè)大國(guó)，我國(guó)的建設(shè)管理與施工水平世界聞名。近年來(lái)，我國(guó)抽水蓄能在在綠色施工、關(guān)鍵裝備研發(fā)應(yīng)用、智能建造方面進(jìn)行了許多有益的探索，部分施工技術(shù)已達(dá)到或領(lǐng)先國(guó)際水平。主要體現(xiàn)在筑壩施工技術(shù)日趨成熟、高壓岔管施工技術(shù)取得新進(jìn)展、復(fù)雜地質(zhì)條件下的地下廠房洞室群開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)已有大量成功實(shí)踐、斜井豎井施工技術(shù)與裝備不斷創(chuàng)新、機(jī)械化智能化建設(shè)成績(jī)斐然，TBM在隧洞施工方面取得突破等方面。
4．機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)
抽水蓄能電站一般采用立軸單級(jí)混流可逆式蓄能機(jī)組。在水泵水輪機(jī)水力開(kāi)發(fā)方面，我國(guó)已經(jīng)具備700m水頭段、單機(jī)容量40萬(wàn)千瓦的水泵水輪機(jī)設(shè)計(jì)制造能力，以及100m～700m水頭段、單機(jī)容量40萬(wàn)千瓦及以下諸多蓄能機(jī)組的設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試及投產(chǎn)。從電站水頭方面來(lái)看，在建的吉林敦化、廣東陽(yáng)江、浙江長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站額定水頭均超過(guò)650m，處于世界前列；已經(jīng)核準(zhǔn)的浙江天臺(tái)抽水蓄能電站額定水頭724m，是世界額定水頭最高的抽水蓄能電站，機(jī)組總體設(shè)計(jì)制造難度處于世界領(lǐng)先水平。在發(fā)電電動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)方面，我國(guó)已建和在建抽水蓄能電站大型發(fā)電電動(dòng)機(jī)均為立軸、三相、全空冷、可逆式同步電機(jī)。浙江長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站有2臺(tái)機(jī)組額定轉(zhuǎn)速達(dá)到600r/min、額定容量35萬(wàn)千瓦，部分機(jī)組已經(jīng)投產(chǎn)的廣東陽(yáng)江抽水蓄能電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速500r/min、額定容量達(dá)到40萬(wàn)千瓦，發(fā)電電動(dòng)機(jī)總體制造能力達(dá)到處于世界先進(jìn)水平。此外，機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)還包括水力機(jī)械、電氣工程、控制保護(hù)、金屬結(jié)構(gòu)等方面的大量?jī)?nèi)容，在此不再贅述。
我國(guó)抽水蓄能電站裝備制造正在朝著高水頭、大容量、高可靠性、寬變幅、可變速以及自主化、國(guó)產(chǎn)化等方向快速發(fā)展。
五、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
一個(gè)抽水蓄能的建設(shè)條件、外部影響，在確定工程設(shè)計(jì)方案后，最終主要體現(xiàn)為一個(gè)指標(biāo)，就是工程的單位千瓦靜態(tài)投資，單位千瓦靜態(tài)投資越低項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性越好。
抽水蓄能電站工程建設(shè)條件個(gè)體差異明顯，單位千瓦靜態(tài)投資與工程建設(shè)條件和裝機(jī)規(guī)模密切相關(guān)。2021年，我國(guó)核準(zhǔn)11座抽水蓄能電站，平均單位千瓦靜態(tài)投資5367元/千瓦；完成預(yù)可研工作的項(xiàng)目14個(gè)，平均單位千瓦靜態(tài)投資5425元/千瓦。
根據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2022年正在推進(jìn)前期工作的大型抽水蓄能項(xiàng)目單位千瓦靜態(tài)投資一般在5000～7000元/千瓦之間。受區(qū)域地質(zhì)條件的不同，不同區(qū)域的抽水蓄能的單位千瓦靜態(tài)投資平均水平差異較大，一般來(lái)說(shuō)，南方、華東、華中地區(qū)電站建設(shè)條件相對(duì)較優(yōu)，單位千瓦靜態(tài)投資相對(duì)較低，西北地區(qū)因工程地質(zhì)條件差，水源條件較差，單位造價(jià)水平相對(duì)國(guó)內(nèi)其他區(qū)域較高。
對(duì)于投資決策來(lái)說(shuō)，需要重點(diǎn)考慮項(xiàng)目的單位千瓦靜態(tài)投資，但是不能唯單位千瓦靜態(tài)投資論英雄，否則就可能會(huì)導(dǎo)致企業(yè)出現(xiàn)盲目擴(kuò)大規(guī)模的沖動(dòng)。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
一是提高規(guī)劃階段初擬的裝機(jī)規(guī)模。對(duì)于這種情況，要辯證來(lái)看。以規(guī)劃階段初擬裝機(jī)規(guī)模120萬(wàn)千瓦的某項(xiàng)目為例，其機(jī)組組成為4臺(tái)30萬(wàn)千瓦的機(jī)組。如果水頭范圍適宜，隨著技術(shù)進(jìn)步，具備選擇單機(jī)35萬(wàn)千瓦的條件，那么經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較后，是可以考慮推薦140萬(wàn)千瓦作為預(yù)可階段代表性方案的。但是如果原來(lái)規(guī)劃的4臺(tái)30萬(wàn)千瓦的機(jī)組，現(xiàn)在考慮增加2臺(tái)機(jī)組，變成6臺(tái)30萬(wàn)千瓦的機(jī)組，即電站裝機(jī)規(guī)模從120萬(wàn)千瓦增加到180萬(wàn)千瓦，那么一般認(rèn)為這個(gè)變化已經(jīng)改變了工程的功能定位，需要進(jìn)一步統(tǒng)籌考慮規(guī)劃符合性、電力系統(tǒng)需要、工程建設(shè)條件等因素綜合決定。總體來(lái)看，機(jī)組臺(tái)數(shù)增加應(yīng)屬于規(guī)劃調(diào)整的范疇。
二是降低滿發(fā)利用小時(shí)數(shù)。如果把抽水蓄能比作充電寶。那么裝機(jī)容量可以當(dāng)作輸出功率，滿發(fā)利用小時(shí)數(shù)是充電寶可以用多久。對(duì)于抽水蓄能電站，在儲(chǔ)存能量相同的情況下，是可以對(duì)于滿發(fā)利用小時(shí)數(shù)和裝機(jī)容量進(jìn)行綜合比較的。目前一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)電力系統(tǒng)需要，日調(diào)節(jié)的抽水蓄能滿發(fā)利用小時(shí)數(shù)按照6h考慮。如果電站建設(shè)條件較好，在花費(fèi)代價(jià)不大的情況，適當(dāng)增加機(jī)組的滿發(fā)利用小時(shí)數(shù)是合適的，同樣的單位千瓦靜態(tài)投資，滿發(fā)利用小時(shí)數(shù)更高的電站在系統(tǒng)中可以發(fā)揮的作用更大。但是曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)這樣的想法，即把裝機(jī)容量大幅增加（120萬(wàn)千瓦→180萬(wàn)千瓦），滿發(fā)利用小時(shí)數(shù)減少（6h→4h）。這樣雖然單位千瓦靜態(tài)投資可以大幅降低，但是對(duì)于系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，較短的利用時(shí)長(zhǎng)不能滿足系統(tǒng)需求，在電網(wǎng)中的作用也是要大打折扣的。
世有伯樂(lè)，然后有千里馬。千里馬常有，而伯樂(lè)不常有。故雖有名馬，祗辱于奴隸人之手，駢死于槽櫪之間，不以千里稱也。
豈只東華門(mén)外唱名者方是好男兒？
愿天下有情人都成了眷屬，是前生注定事莫錯(cuò)過(guò)姻緣。
衷心祝愿，每個(gè)優(yōu)秀的抽水蓄能項(xiàng)目都能得配良緣。
今天，你選中你心儀的抽水蓄能了么？
我有很多研究抽水蓄能的朋友。這是一篇由朋友們一起完成，寫(xiě)給朋友們看的文章。在水電總院趙增海副院長(zhǎng)、彭才德咨詢、劉一兵副總經(jīng)濟(jì)師、朱方亮主任提出的“五維一體”評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)上，在馬偉主任的大力支持下，會(huì)同彭森良（地質(zhì)）、何萬(wàn)通（地質(zhì)）、彭幼平（水庫(kù)）、王偉營(yíng)（環(huán)保）、王東勝（環(huán)保）、武明鑫（水工）、李祥（施工）、趙良英（機(jī)電）、周小溪（造價(jià)）等多位領(lǐng)導(dǎo)、專家和規(guī)劃部的任偉楠、崔正輝、劉納等同志共同完成此文。抽水蓄能電站建設(shè)是一個(gè)全專業(yè)的系統(tǒng)工程，受作者自身認(rèn)識(shí)所限，本文內(nèi)容難免疏忽、甚至掛一漏萬(wàn)，謹(jǐn)此拋磚引玉，歡迎大家的批評(píng)指正。再次對(duì)大家寶貴的意見(jiàn)和辛苦的工作表示衷心的感謝。
參考書(shū)目：
［1］《抽水蓄能電站設(shè)計(jì)》，中國(guó)電力出版社，2012年
［2］《2021年抽水蓄能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》，中國(guó)水利水電出版社，2022年
