抽水蓄能电站装机容量普遍在百万千瓦以上,总投资较高,在可行性研究阶段,主要从五个角度体现项目优劣。
一、地理位置
区域资源,系统需求、布局要求等综合考虑。
为减少输电线路投资和节能降耗,抽水蓄能电站选址考虑尽量靠近负荷中心,枢纽变电站,大型火电厂、核电站及“西电东送”落点附近和缺少电源支撑地区;同时兼顾地区综合平衡和鼓励欠发达地区发展等原则考虑。但无论如何电网需要是重要因素之一,即使选点优良,但系统不需要 ,也没有用,或者附近已有足够抽水蓄能电站支持,那必要性就不大了。反之,即使站点略差,但电网确实需要,那也得克服困难想办法上。
如某抽蓄站点是配合核电安全运行,平衡风、光等新能源电力的需要。新能源具有显著的随机性、波动性,大规模开发新能源,需要不断增强电力系统的平衡调节能力,促进新能源充分消纳,该抽水蓄能电站能改善电网运行条件、降低运行成本,实现电网经济运行的需要,这个就是必要性之一了。
二、自然条件
主要包括水源、地质、地形(水头、成库条件)等初步查明;
水源:初期蓄水、补充运行期蒸发、渗漏等损失水量和泥沙问题综合分析。下水库的选择对抽水蓄能电站的经济性有相当影响,重点关注河流的泥沙条件。应选择含沙量低,不需要筑拦沙坝的下水库库址。是否选择已建水库作下水库对投资影响较小。如西北一些地区就要考虑泥沙问题,西北有些河水泥沙含量可能比较大,对过流部件磨损较大。水泵水轮机,尤其是高水头水泵水轮机对过机泥沙含量非常苛刻的要求,如涉及到拦沙坝修建的必要性时,就会影响站址的经济性。
地质:区域地质条件、上下库防渗条件,边坡稳定条件和输水系统及地下厂房围岩岩性综合分析。地质条件中尤其要关注库盆的渗漏特性,选择不需要全库盆防渗的上水库库址。如某站点上、下水库之间山体雄厚,未发现较大断裂带与枢纽建筑物相交,地形地质条件较好,那这个先点技术上可以的。
水道的选择对抽水蓄能电站的经济性也有一定影响,关键是高压管道衬砌形式的选择,即围岩的工程地质条件是否允许高压管道不用钢板衬砌,对于补水较困难的地区,围岩的渗漏性也会影响高压管道衬砌形式的选择。
地形:上下库成库条件、合理水头、合理距高比。在蓄能量一定的情况下,假如上、下水库的高度差(即水头,H)越大,那么所需的库容越小,输水道截面越小,机组直径越小,厂房就可减小,自然就能缩减投资。注意选择具有天然库盆、不需要靠大量开挖和填筑形成水库的地形条件。水头高低对总的机电投资影响较小,但水头变幅过大对水轮机开发有一定难度,要保证技术性可行。水库间的水平距离L决定了修筑输水道的长度,长度越长,工程量越大,自然投资就越大,而且输水的阻力大,直接造成了水头损失。反之,则投资小,经济性好。一般来说,距高比(L/H)要小于小于8为宜,当然优秀的站点有小于3.5的,这个可遇不可求。
三、外部条件
征地移民、环境保护、敏感设施等制约性因素排查。包括建设征地移民安置、环境制约因素,协调处理与生态红线的关系、社会稳定风险因素等。尽可能减少征地、移民和环保水保的难度,确实无法避让的,需要提前研究,通过地灾治理、综合利用等方式,降低征地移民和环水保难度。
四、设计方案
基于项目建设条件,提出切合项目特点的技术经济合理可行的代表方案;主要评价电站连续满发小时数、装机容量及正常蓄水位,重点考虑成库条件、机组运行稳定条件(水头变幅、最大抽水扬程与最小发电水头之比控制要求)和挖填平衡设计。摸清地下洞室、坝基、料场、渣场等基本建设条件;前期设计任务重,周期紧,避免因前期工作不到位造成重大变更,对工程质量、进度和安全带来隐患。
五、经济性
项目单位千瓦投资,区域比较优势,承受能力等。包括电源结构、负荷特性、供需特性、单位千瓦造价、全系统经济优化。
目前抽水蓄能单位千瓦造价5000~7000元,西北地区地质条件较差、水资源稀缺,需要设置补水工程并承担水权费用,单位千瓦造价6000左右,如果站点优秀有部分也可以做到4000元左右,。我的理解经济性,除了单位千瓦造价外,还得考虑实际用的时候利用小时数,也就是单位电量的概念。如四川丰水期对抽蓄利用就不会太多,水电参与调峰会少一些,本来丰水期有水,留不下来,水电不会降容量参与调峰。
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