抽水储能发电概述
1.国内抽水储能应用发展现状
1.1惠州抽水蓄能电站项目
惠州抽水蓄能电站位于广东省惠州市博罗县境内,距离广州112公里,距离惠州市20公里。上库为范家田水库,位于东江支流小金河上游的象头山上,控制集雨面积5.22平方公里,上库主坝坝高54米,坝长150米,正常蓄水位∨760米,相应库容2468万立方米。下库为礤头库盆,控制集雨面积11.29平方公里,下库主坝坝高51米,坝长430米,正常蓄水位∨227米,相应库容2360万立方米。输水隧洞一洞四机,输水隧洞全长4454米,最大洞径φ9米。计划总投资近80亿元的惠州抽水蓄能电站是广东省内兴建的第二座大型抽水蓄能电站,也是“西电东送”的配套工程。该电站分上下两库建设,设计装机容量2400MW。到设计水平年2010年,年发电量45.62亿KWH,年抽水蓄能电量60.03亿KWH。该项目目前正在做施工前期准备工作,计划明年开工建设,2008年首台机组投入运行,2011年8台机组全部投入商业运行。
惠州抽水蓄能电站的建设,是广东电力系统电力需求和电源结构优化的需要。电站开发任务为调峰、填谷,兼有紧急事故备用、调频调相调压功能,它对改善系统调峰状况,增强系统事故反应能力,提高系统运行的可靠性、灵活性和安全性、提高系统电能质量起到重要作用。同时是确保"西电东送"顺利实施的主力保安电源。到设计水平年2010年,年发电量45.62亿KWH,项目所需关键设备:水泵水轮机及发电电动机组、计算机监控系统、主变压器、静止变频装置、发电机断路器、500千伏电力电缆及500千伏 GIS等。2004年国家将惠州,宝泉,白莲河实行捆绑式招标,中标的阿尔斯通公司向惠州等三家抽水储能电站分别提供16台30万千瓦机组设备。并向东方电机股份有限公司,哈尔滨电机有限责任公司进行技术转让,技术转让内容的核心包括:水泵水能机和发电电动机设计的关键技术。东方电机分包了惠州抽水储能电站的四号机组。国家试图通过这种技贸结合的方式引进国外先进技术。2004年5月,大型抽水储能机组成套设备还被列为国家十项重大技术装备研制专项之一。
1.2 宝泉抽水蓄能电站
宝泉抽水蓄能电站位于河南辉县薄壁镇大王庙以上2.4km的峪河上,距新乡市、焦作市、
郑州市直线距离分别为45km、30km、80km。电站设计安装4台单机容量为300MW的可逆式水泵水轮机组,总装机容量为1200MW,年发电量20.10亿kwh,抽水耗电量26.42亿kwh,综合效效率0.76。电站建成后,以500kv一级电压二回出线接入500kv新乡开关站,承担河南电力系统削峰填谷、事故备用、调频调相等任务。电站位于负荷中心,周围有焦作、鹤壁、新乡等煤电基地,地理位置优越,交通便利。
宝泉抽水蓄能电站枢纽工程等别为一等工程,工程规模为大(一)型,枢纽主要建筑物包括:上水库、下水库、输水系统、地下厂房洞群和开关站等。上、下水库采用100年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核。工程场地基本烈度为7度,设计烈度为8度。工程静态总投资40.03亿元,动态总投资45.37亿元。总工期6.75年。上水库位于峪河左岸支流东沟内,有效库容634.8m。主坝为沥青混凝土面板堆石坝,坝顶高程791.9m,坝顶长388m,最大坝高92.5m。上游坝坡1:1.7,下游局部坝坡1:1.5。库尾建浆砌石副坝拦截库尾固体径流并设置泄洪洞宣泄洪水。副坝坝高36.9m,泄洪洞断面6 X 6.5m,洞长720m。上水库采用全面防渗方案,库岸坡度1:1.7,坝坡、库岸均采用沥青混凝土面板防渗,简式结构,厚度为20.2cm。库底采用黏土防渗,厚度5.0m。下水库利用已建的宝泉水库进行加高加固而成,主要建筑物为浆浆砌石重力坝,最大坝高107m,坝顶高程268m,正常蓄水位260m,
相应库容6750m,死水位220m,相应库容1314m。大坝中部设置溢洪道,堰顶高程257.5m,宽109m,上设2.5m高的橡胶坝,汛期塌坝泄洪。上水库进/出水口位于上水库大坝左坝肩,采用侧式布置方式,共设2个进/出水口。引水隧洞按两洞四机布置,设上平段、中平段和下平段,以斜井相连接,引水隧洞内径6.5m,采用普通混凝土衬砌。厂房机组中心线上游127.4m的下平段布置“卜”型岔管,分岔后4条高压钢支管垂直进厂布置(方位角NW51),支管直径3.5m,长度90m,采用钢板衬砌(厚度28mm),厂房上游9m边墙范围钢支管按明管设计,内径2.2m,材质80kg级高强钢(厚度42mm)衬砌。尾水系统按两机合一洞布置,机组中心线下游126.95m处布置2个钢筋混凝土岔管,将4条尾水支管汇合成2条尾水隧洞,岔管型式为对称的Y形,尾水支管内径4.5m,尾水隧洞内径6.5m,尾水调压井布置在岔管下游35m的尾水洞上,为阻抗式+扩大上室,调压井小井直径5.0m,高31m,大井直径14m,高90m。下库进/出水口位于宝泉水库大坝左岸,与大坝直线距离为1000m,设有2个进/出水口,侧式布置。地下厂房选择中部开发方式,厂房轴线方向为NW39,主副厂房及安装场呈“一”字型布置,洞室总长143.5m,其中主机段长91.5m,最大高度47.3m。主变洞布置在主、副厂房下游侧,与主厂房净间距为35m。主变洞长度134m,宽度18m,高度19.8m。每台机组设一条母线洞。开关站采用地面GIS方式。电站
建设条件优越,距离负荷中心近,是河南省电力结构调整的重要项目,对满足电力系统调峰需要,保证电网安全经济运行、促进河南省经济和社会发展具有重要作用。
1.3白莲河抽水储能电站
湖北白莲河抽水蓄能有限责任公司由华中电网有限公司和湖北省电力公司共同组建,公司注册地湖北武汉,成立于2003年11月28日。公司的宗旨是:优质高效建设、安全稳定运行抽水蓄能电站,为股东方创造良好的投资回报,充分发挥机组条调峰、填谷的突出优势,为进一步提高电网供电质量和安全、经济运行水平服务,将公司发展成为符合社会主义市场经济要求、兼顾经济和社会双重效益的现代化企业。公司经营范围是:承担电站建设、电能加工、向电网销售电能、为电网提供服务、对社会提供旅游服务等。
湖北白莲河抽水蓄能电站是华中电网有限公司和湖北电力公司合资兴建的大型建设项目。电站位于鄂东南黄冈市罗田县境内,距武汉市公路里程为143km,是湖北乃至华中电网的负荷中心。工程安装四台300MW可逆式抽水蓄能机组,总装机容量1200MW。静态总投资约30多亿元,建设期5年。设计年发电量为9.7亿千瓦时,年抽水耗电量为12.9亿千瓦时,电站以优越的地理位置,良好的自然成库及地质条件,较低的工程造价,得到了专家们的
一致认同。前期工程已于2004年元月动工建设,主体工程2004年8月底正式开工。预计2008年6月第一台机组投产发电,2009年8月底第四台机组投入运行,整个工程完建
1.4广州抽水蓄能电站
广州抽水蓄能电站总装机容量240万kW,是中国第一座也是目前世界上最大的抽水蓄能电站。电站位于广州市北东方向90 km的流溪河上游。上、下水库均系利用天然库盆,上库集而面积5 km2,库容 2408 万m2;下库集雨面积13 km2,库容2348 万m3,两库水平距离3 km,落差500 m(H/L=l/6),枢纽区域为燕山三期中粗粒黑云母花岗岩地质环境,开发条件得天独厚。电站分两期建设,总装机8台,每期4台,采用30万kW容量可逆式高参数抽水蓄能机组,设计水头535m,额定转速500r/min,综合效率76%。两期枢纽相距150m左右,共用上、下水库,各自组成一洞四机布置的地下或引水厂房系统。引水道全长分别为3785m(一期)、4407m(二期),均设置上、下游调压井。两期地下厂房以交通联络洞相连,各自配备一套机电设备及附属系统,并在洞外设集控室,统一调控。电站以500 kV出线接入广东电网,一期出线两回,二期出线三回,其中一回作两期联络,对外共三回出线纳入电网,为广东、香港两地电网的填谷、凋峰、调频、调相、事故备用以及配
合大亚湾核电站和将要投产的岭澳核电站的安全、经济运行提供优质服务。电站由广东电力集团公司、国家开发投资公司、国家核工业总公司合资兴建,内资由三方股东按股比分摊,外资由政府担保,利用法国政府优惠贷款和亚洲开发银行贷款引进机电设备。电站一期工程(4 X 30 万kW)于1989年5月25日开且1993年6月29日1号机投产,历时49个月;从1988年7月10日施工准备开始,到1994年3月12日4号机投产,历时68个月。二期工程(4 X 30 万kW)于1994年9月12日开工,1999年4月6日5号机投产,历时对个月;至2000年3月14日8号机投产,历时66个月。整个电站(8 X 30 万kW)建设总工期为 142个月。电站建设总投资约58亿元,其中一期工程竣工结算投资为26.8353亿元,单位千瓦投资2236元,二期工程单位千瓦投资约2600元。广蓄电站是中国第一座大型抽水蓄能电站,除机电设备是从国外引进之外,是由中国自行设计施工的,它开拓了中国电力建设的新领域,填补了国内空白,实现了我国大型抽水蓄能电站设计、施工水平的大跨越。电站设计获国家优秀设计项目金质奖,工程勘测获国家优秀勘测项目银质奖,工程施工获中国建设工程鲁班奖,电站管理获电力工业部授予的全国水电厂第一家“一流水力发电厂”称号,并获国际论证的安全管理“四星级”挂牌。广蓄电站建设以科技进步为先导,采用了多项国内外先进技术措施,解决了设计施工多项技术难题,收到显著成效。业主、设计、施工、监
理单位共同总结申报的《广蓄电站建设关键技术的研究与实践》综合科技进步成果,获 1997年国家科技进步二等奖。