安仁县金紫仙抽水蓄能电站建设的几点探讨_何发龙.pdf
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1、何发龙(安仁县水利局,湖南 郴州423600)收稿日期:2023-03-10作者简介:何发龙(1966-),男,湖南安仁人,大学本科,高级工程师,现从事工程管理、设计、施工等工作,手机:13973542478,E-mail:。摘要:安仁县金紫仙抽水蓄能电站具有调峰、电能转换(填谷)、调频、旋转备用、调相、快速跟踪负荷、提高系统可靠性等显著作用,但是,目前存在建设成本增长较快、设备制造能力不足等问题。必须正视建设过程中的困难,积极推进金紫仙抽水蓄能电站建设与发展。文章对此进行探讨。关键词:金紫仙抽水蓄能电站;建设;推进;发展安仁县金紫仙抽水蓄能电站建设的几点探讨风能、太阳能等可再生能源发电具有随
2、机性、间歇性和波动性等特点,电力系统必须有足够的灵活调节的电源,以保障运行稳定。相对电化学储能、压缩空气储能等而言,抽水蓄能技术是目前世界公认的技术最成熟、经济效益最好、最具灵活性、安全性最高、寿命最长、环境污染最少、应用最为广泛的储能技术。截至2022 年底,我国抽水蓄能装机规模占全球储能总规模的 94.6%。我国在 2022 年已建成抽水蓄能电站总装机4 089 万 kW,全球最高。但我国抽水蓄能在电力系统中的比例仅有 1.59%,远低于欧美发达国家。抽水蓄能电站厂址都在山区,对发展地方经济、实现乡村振兴具有现实意义。在抽水蓄能电站发展的同时,必须正视影响抽水蓄能建设的问题,以推进抽水蓄能
3、电站快速、有序、高效、健康地发展。1工程基本情况金紫仙抽水蓄能电站位于金紫仙镇金紫仙村。上水库位于金紫仙镇高源村西康片区(原西康村),下水库位于金紫仙镇金紫仙村(原金花村)。西康水库(上水库)集雨面积为 1.2 km2,库周山体较雄厚,岩性以砂砾岩为主。初拟西康水库正常蓄水位为 870 m,相应库容为 990 万 m3,死水位为 830 m,死库容为 110 万 m3,调节库容约 880 万 m3。上水库坝顶总长度约 550 m。金紫仙水库(下水库)集雨面积为 17.8 km2(不含上水库)。初拟金紫仙水库正常蓄水位为 470 m,相应库容为 1 000 万 m3,死水位为 430 m,死库容
4、为 120 万m3,调节库容为 880 万 m3。下水库坝顶长度约 460 m。输水发电系统主要建筑物包括上水库进/出水口、上游引水道、地下电站、下游引水道、下水库进/出水口、变电站等。上、下水库进/出水口水平距离约 1 600 m,利用水头 400 m,距高比为 4。电站装机容量为 120 万 kW,安装 4 台单机容量为30 万 kW 的单级、立轴、单转速、混流、可逆式水泵水轮机组。电站初拟 500 kV 出线一回接入郴州苏耽 500 kV变电站,直线距离约 80 km。经估算,该项目总投资为80 亿元。安仁县金紫仙抽水蓄能电站是性能优良的调峰电站,具有电能转换(填谷)、调频、旋转备用、调
5、相、快速跟踪负荷、提高系统可靠性等显著作用。该项目于 2021 年 8 月进入国家能源局 抽水蓄能中长期规划(20212035 年),2022 年 8 月预可行性研湖南水利水电 2023 年第 3 期专 业 技 术 与 设 计27DOI:10.16052/ki.hnslsd.2023.03.038究报告审查通过,2023 年 2 月枢纽布置、正常蓄水位、施工总布置等 3 个专题报告审查通过,2023 年 3 月征地移民专题报告审查通过,计划 2023 年 6 月可行性研究报告审查通过、核准开工,2030年全部机组竣工、发电。2金紫仙抽水蓄能电站设计与施工金紫仙抽水蓄能电站枢纽工程采用:混凝土面
6、板堆石坝+溢洪道+泄洪兼冲沙放空洞+引水道+地下厂房。西康水库(上水库)和金紫仙水库(下水库)大坝均采用面板堆石坝方案,大坝是设计与施工的关键。2.1坝体材料分区堆石料分区按面板坝的受力特点和渗流要求划分,坝体分区从上游到下游分别为上游铺盖区、垫层区、特殊垫层区、过渡区、主堆石区、主堆石排水区和下游堆石区。1)上游铺盖区。为封堵面板可能出现的裂缝及周边缝缺陷,在上游坝脚设置黏土铺盖区,铺盖水平厚度为 3 m,上游坡比为 12.5,下游面紧贴面板与趾板。2)特殊垫层区。位于面板下,设计水平宽度为 4m。主要采用新鲜、坚硬的细料并经过碾压以达到级配优良、连续、密实,使渗透系数达到 10-3cm/s
7、。压实后,其孔隙率小于 21%,小于 5 mm 的垫层料占 30%40%,最大粒径为 80 mm。3)过渡区。过渡区位于垫层区与主堆石之间,设计水平宽度为 4 m。过渡料应具有良好的级配,用坚硬的石料填筑,最大粒径不超过 300 mm,压实后孔隙率不大于 23%。压实后具有低压缩性,高抗剪强度,并能对垫层料有反滤作用。4)主堆石区。主堆石区是面板坝的主体,是垫层、过渡层的支撑体,堆石料具有良好的级配。使用坚硬的岩石填筑,压实后孔隙率不大于 25%,最大粒径不大于600 mm。5)下游堆石区。下游堆石区处于坝体的次要地位,主堆石区下游,其变形对坝体和面板变形影响不大,对级配要求可以放宽,碾压层厚
8、度可达 1.2 m,最大粒径不大于碾压层厚的 80%,压实后的孔隙率不大于28%。2.2坝体防渗结构设计1)混凝土面板设计。面板堆石坝上游迎水面设置混凝土面板,它是坝体的主要防渗结构。面板顶部高程厚度为 0.3 m,面板底部高程厚度为 0.6 m。中间按 t=0.3+0.003 51H 变化,其中 H 为面板顶部高程至计算点的高差。为防止面板开裂,分别给面板纵、横加筋,其钢筋率为 0.5%。面板采用 C25 混凝土,抗渗指标为 W10,抗冻指标为 F100。面板混凝土采用滑模施工,为适应坝体变形,面板设垂直缝,在两坝肩附近的面板设张性垂直缝,间距为 15 m,其余部分的面板设压性垂直缝,间距也
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