中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:抽水蓄能電站裝機(jī)容量普遍在百萬(wàn)千瓦以上,總投資較高,在可行性研究階段,經(jīng)與規(guī)劃、設(shè)計(jì)等專(zhuān)業(yè)大神交流,主要從地理位置、自然條件、外部條件、設(shè)計(jì)方案和經(jīng)濟(jì)性五個(gè)角淺談如何抽水蓄能項(xiàng)目站點(diǎn)?
一、地理位置
區(qū)域資源,系統(tǒng)需求、布局要求等綜合考慮。
為減少輸電線路投資和節(jié)能降耗,抽水蓄能電站選址考慮盡量靠近負(fù)荷中心,樞紐變電站,大型火電廠、核電站及“西電東送”落點(diǎn)附近和缺少電源支撐地區(qū);同時(shí)兼顧地區(qū)綜合平衡和鼓勵(lì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)發(fā)展等原則考慮。但無(wú)論如何電網(wǎng)需要是重要因素之一,即使選點(diǎn)優(yōu)良,但系統(tǒng)不需要 ,也沒(méi)有用,或者附近已有足夠抽水蓄能電站支持,那必要性就不大了。反之,即使站點(diǎn)略差,但電網(wǎng)確實(shí)需要,那也得克服困難想辦法上。
如某抽蓄站點(diǎn)是配合核電安全運(yùn)行,平衡風(fēng)、光等新能源電力的需要。新能源具有顯著的隨機(jī)性、波動(dòng)性,大規(guī)模開(kāi)發(fā)新能源,需要不斷增強(qiáng)電力系統(tǒng)的平衡調(diào)節(jié)能力,促進(jìn)新能源充分消納,該抽水蓄能電站能改善電網(wǎng)運(yùn)行條件、降低運(yùn)行成本,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要,這個(gè)就是必要性之一了。
二、自然條件
主要包括水源、地質(zhì)、地形(水頭、成庫(kù)條件)等初步查明;
水源:初期蓄水、補(bǔ)充運(yùn)行期蒸發(fā)、滲漏等損失水量和泥沙問(wèn)題綜合分析。下水庫(kù)的選擇對(duì)抽水蓄能電站的經(jīng)濟(jì)性有相當(dāng)影響,重點(diǎn)關(guān)注河流的泥沙條件。應(yīng)選擇含沙量低,不需要筑攔沙壩的下水庫(kù)庫(kù)址。是否選擇已建水庫(kù)作下水庫(kù)對(duì)投資影響較小。如西北一些地區(qū)就要考慮泥沙問(wèn)題,西北有些河水泥沙含量可能比較大,對(duì)過(guò)流部件磨損較大。水泵水輪機(jī),尤其是高水頭水泵水輪機(jī)對(duì)過(guò)機(jī)泥沙含量非??量痰囊?,如涉及到攔沙壩修建的必要性時(shí),就會(huì)影響站址的經(jīng)濟(jì)性。
地質(zhì):區(qū)域地質(zhì)條件、上下庫(kù)防滲條件,邊坡穩(wěn)定條件和輸水系統(tǒng)及地下廠房圍巖巖性綜合分析。地質(zhì)條件中尤其要關(guān)注庫(kù)盆的滲漏特性,選擇不需要全庫(kù)盆防滲的上水庫(kù)庫(kù)址。如某站點(diǎn)上、下水庫(kù)之間山體雄厚,未發(fā)現(xiàn)較大斷裂帶與樞紐建筑物相交,地形地質(zhì)條件較好,那這個(gè)先點(diǎn)技術(shù)上可以的。
水道的選擇對(duì)抽水蓄能電站的經(jīng)濟(jì)性也有一定影響,關(guān)鍵是高壓管道襯砌形式的選擇,即圍巖的工程地質(zhì)條件是否允許高壓管道不用鋼板襯砌,對(duì)于補(bǔ)水較困難的地區(qū),圍巖的滲漏性也會(huì)影響高壓管道襯砌形式的選擇。如某項(xiàng)目因地質(zhì)問(wèn)題,調(diào)整地下廠房位置可研延遲了幾個(gè)月,投資增加了不少。
地形:上下庫(kù)成庫(kù)條件、合理水頭、合理距高比。在蓄能量一定的情況下,假如上、下水庫(kù)的高度差(即水頭,H)越大,那么所需的庫(kù)容越小,輸水道截面越小,機(jī)組直徑越小,廠房就可減小,自然就能縮減投資。注意選擇具有天然庫(kù)盆、不需要靠大量開(kāi)挖和填筑形成水庫(kù)的地形條件。水頭高低對(duì)總的機(jī)電投資影響較小,但水頭變幅過(guò)大對(duì)水輪機(jī)開(kāi)發(fā)有一定難度,要保證技術(shù)性可行。水庫(kù)間的水平距離L決定了修筑輸水道的長(zhǎng)度,長(zhǎng)度越長(zhǎng),工程量越大,自然投資就越大,而且輸水的阻力大,直接造成了水頭損失。反之,則投資小,經(jīng)濟(jì)性好。一般來(lái)說(shuō),距高比(L/H)要小于小于8為宜,當(dāng)然優(yōu)秀的站點(diǎn)有小于3.5的甚至小于3也有,這個(gè)可遇不可求。
三、外部條件
征地移民、環(huán)境保護(hù)、敏感設(shè)施等制約性因素排查。包括建設(shè)征地移民安置、環(huán)境制約因素,協(xié)調(diào)處理與生態(tài)紅線的關(guān)系、社會(huì)穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)因素等。盡可能減少征地、移民和環(huán)保水保的難度,確實(shí)無(wú)法避讓的,需要提前研究,通過(guò)地災(zāi)治理、綜合利用等方式,降低征地移民和環(huán)水保難度。
前期實(shí)物調(diào)查很重要,涉及珍惜動(dòng)植物一定要提前做措施處理,如某項(xiàng)目因?yàn)槎?jí)保護(hù)植物也折騰了很長(zhǎng)時(shí)間,就怕那種特有的保護(hù)植物,成片出現(xiàn)。又比如某項(xiàng)目實(shí)物調(diào)查報(bào)告上有,環(huán)評(píng)沒(méi)涉及怎么處理,前期干點(diǎn)小活都困難。
還有些地區(qū)要注意水資源問(wèn)題,如某項(xiàng)目因?yàn)榈叵滤幌陆祰?yán)重,需要嚴(yán)格控制流域用水,主要是缺水地方特有的。
四、設(shè)計(jì)方案
基于項(xiàng)目建設(shè)條件,提出切合項(xiàng)目特點(diǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理可行的代表方案;主要評(píng)價(jià)電站連續(xù)滿發(fā)小時(shí)數(shù)、裝機(jī)容量及正常蓄水位,重點(diǎn)考慮成庫(kù)條件、機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定條件(水頭變幅、最大抽水揚(yáng)程與最小發(fā)電水頭之比控制要求)和挖填平衡設(shè)計(jì)。摸清地下洞室、壩基、料場(chǎng)、渣場(chǎng)等基本建設(shè)條件;前期設(shè)計(jì)任務(wù)重,周期緊,避免因前期工作不到位造成重大變更,對(duì)工程質(zhì)量、進(jìn)度和安全帶來(lái)隱患。
樞紐總布置,施工總布置,施工總體方案優(yōu)化包括工法優(yōu)化對(duì)縮短工期,優(yōu)化項(xiàng)目總投資很重要,很多項(xiàng)目樞紐布置可研階段就開(kāi)始進(jìn)行了優(yōu)化。還有新水環(huán)保政策背景下,涉用地及水環(huán)保投資控制,土石方調(diào)配平衡很重要,土石方調(diào)配涉時(shí)間,空間上的雙平衡問(wèn)題,動(dòng)態(tài)平衡還是比較難做到的,特別是前期很難計(jì)算到,每個(gè)工序工期都吻合,具體每一個(gè)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)環(huán)境得具體研究分析。圖片
五、經(jīng)濟(jì)性
項(xiàng)目單位千瓦投資,區(qū)域比較優(yōu)勢(shì),承受能力等。包括電源結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性、供需特性、單位千瓦造價(jià)、全系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化。
目前抽水蓄能單位千瓦造價(jià)5000~7000元,如某些地區(qū)地質(zhì)條件較差、水資源稀缺,需要設(shè)置補(bǔ)水工程并承擔(dān)水權(quán)費(fèi)用,單位千瓦造價(jià)6000左右,甚至超過(guò)8000,如果站點(diǎn)優(yōu)秀有部分也可以做到4000元左右及以下。我的理解經(jīng)濟(jì)性,除了單位千瓦造價(jià)外,還得考慮實(shí)際用的時(shí)候利用小時(shí)數(shù),也就是單位電量的概念。如某些地區(qū)豐水期對(duì)抽蓄利用就不會(huì)太多,水電參與調(diào)峰會(huì)少一些,本來(lái)豐水期有水,留不下來(lái),水電不會(huì)降容量參與調(diào)峰。