抽水蓄能電站技術(shù)分析論文

時(shí)間:2022-06-29 04:57:00

導(dǎo)語:抽水蓄能電站技術(shù)分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

抽水蓄能電站技術(shù)分析論文

一、前言

日本是世界上的經(jīng)濟(jì)大國,也是電力生產(chǎn)大國。日本的電源構(gòu)成以核電為首位,其次依次為燃煤火電、LNG火電和燃油火電。日本的常規(guī)水電開發(fā)較充分,但水電資源總量不多,在電源構(gòu)成中占的比重不大。常規(guī)水電站除了徑流式電站外,優(yōu)先用于峰荷發(fā)電;許多LNG火電站和燃油火電站也按每日開停機(jī)模式運(yùn)行。為了解決調(diào)峰問題,已經(jīng)建設(shè)了大批抽水蓄能電站。2000年,日本共有43座抽水蓄能電站,總裝機(jī)容量24705MW,名列世界首位。抽水蓄能電站在電網(wǎng)中的作用首先是調(diào)峰填谷,改善負(fù)荷系數(shù);同時(shí)用于調(diào)頻、維持電網(wǎng)穩(wěn)定和調(diào)壓。在日本,抽水蓄能電站是公認(rèn)的主要調(diào)峰手段。日本抽水蓄能電站平均年發(fā)電運(yùn)行小時(shí)數(shù)只有620h,可見其主要用于峰荷發(fā)電和解決電網(wǎng)的問題。盡管抽水蓄能電站的建設(shè)成本不低,但與其他調(diào)峰電源相比,還是有競(jìng)爭(zhēng)力的。因此,日本近年來還在繼續(xù)建設(shè)抽水蓄能電站。

為了增強(qiáng)新建抽水蓄能電站在電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力,日本抽水蓄能電站的建設(shè)采取了一些應(yīng)對(duì)措施,新建抽水蓄能電站著眼于充分發(fā)揮抽水蓄能電站的優(yōu)勢(shì)。從規(guī)劃和設(shè)計(jì)來說,除了擔(dān)負(fù)調(diào)峰填谷的靜態(tài)功能外,更致力于發(fā)揮抽水蓄能電站的動(dòng)態(tài)功能。機(jī)組要有更快的對(duì)負(fù)荷變化的跟蹤能力,適應(yīng)頻繁的工況轉(zhuǎn)換,水庫庫容要滿足更長(zhǎng)時(shí)間事故備用的能力。而為了降低工程投資,從站址選擇上要選水頭更高的站址,安裝體現(xiàn)機(jī)組制造最新水平的超高水頭大容量的抽水蓄能機(jī)組,縮小地下洞室的尺寸。同時(shí)還要盡可能減少對(duì)環(huán)境的影響,降低環(huán)境保護(hù)的投資。這些措施中很重要的一條就是發(fā)展高水頭和大容量的抽水蓄能機(jī)組,加大電站的規(guī)模。近期正在建設(shè)或準(zhǔn)備建設(shè)的抽水蓄能電站中,有一些超大型的電站。本文要介紹的神流川(Kannagawa)抽水蓄能電站和金居原(Kaneihara)抽水蓄能電站可以作為其中的典型代表。這兩座電站的水庫規(guī)劃、水工建筑物設(shè)計(jì)和工程施工中采用了一些新的理念和新的技術(shù)

二、兩座超大型抽水蓄能電站概況

1、神流川抽水蓄能電站

神流川抽水蓄能電站由日本東京電力公司開發(fā),位于群馬縣與長(zhǎng)野縣交界處。上水庫位于長(zhǎng)野縣信濃川水系南相木川上,下水庫位于群馬縣利根川水系神流川上,地下廠房在群馬縣境內(nèi)。該電站裝機(jī)容量達(dá)2700MW,是目前世界上裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站。地下廠房分兩處,1號(hào)廠房安裝4臺(tái)機(jī)組,容量共1800MW;2號(hào)廠房安裝2臺(tái)機(jī)組,容量共900MW。兩處廠房有各自的輸水系統(tǒng),但共用上、下水庫,與我國廣州抽水蓄能電站相似。電站有效發(fā)電水頭653m,最大發(fā)電水頭695m,最大抽水揚(yáng)程728m,屬700m水頭段機(jī)組。單機(jī)額定容量450MW,其額定容量與發(fā)電水頭的乘積超過了日本目前已部分投入運(yùn)行的葛野川抽水蓄能電站機(jī)組,屬世界上最大的抽水蓄能機(jī)組。該電站目前正在建設(shè)中,至2001年11月,工程進(jìn)展已完成61%。

2、金居原抽水蓄能電站

金居原抽水蓄能電站由日本關(guān)西電力公司開發(fā),位于滋賀縣與岐阜縣交界處。上水庫位于岐阜縣木曾川水系八草川上,下水庫位于滋賀縣淀川水系須亦川上,地下廠房在滋賀縣境內(nèi)。該電站裝機(jī)容量2280MW,在世界上也名列前茅。電站的6臺(tái)機(jī)組安裝在一個(gè)地下廠房?jī)?nèi),是世界上同一地下廠房?jī)?nèi)裝機(jī)容量最多的抽水蓄能電站。電站有效發(fā)電水頭514.8m,最大發(fā)電水頭535.2m,最大抽水揚(yáng)程約560m。由于該電站水頭變幅高達(dá)150m,計(jì)劃有部分機(jī)組要采用可變速機(jī)組。該電站的前期準(zhǔn)備工程如對(duì)外交通道路的施工已在進(jìn)行中,但主體工程尚未開工。

三、水庫動(dòng)能規(guī)劃和大壩

1、增大水庫調(diào)節(jié)庫容與電站的事故備用能力

日本純抽水蓄能電站上下水庫的有效發(fā)電庫容(以滿出力發(fā)電小時(shí)數(shù)計(jì))比我國的抽水蓄能電站用得大。一方面是為適應(yīng)周調(diào)節(jié)的要求。通常情況下,發(fā)電只在星期一至星期五進(jìn)行,而抽水則每天都要進(jìn)行,因此水庫的庫容要大于日循環(huán)所需庫容。另一方面,為了加強(qiáng)抽水蓄能電站與其他形式的電源在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力,抽水蓄能電站應(yīng)有更多的事故備用能力。水庫有效庫容提供的滿出力發(fā)電小時(shí)數(shù),神流川抽水蓄能電站為7h,而金居原抽水蓄能電站為9h。日本在上世紀(jì)70年代規(guī)劃設(shè)計(jì)的一批抽水蓄能電站,水庫蓄能量的滿負(fù)荷發(fā)電小時(shí)數(shù)多數(shù)在6h左右,最多到7h(新高瀨川抽水蓄能電站),少的只有4h(大平抽水蓄能電站)。與這些抽水蓄能電站的平均水平相比,這兩個(gè)電站的滿出力發(fā)電小時(shí)數(shù)要高一些。

2、加大水庫的水位變幅,選用可變速機(jī)組

為了降低工程投資,提高經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),減輕對(duì)環(huán)境的影響,在規(guī)劃抽水蓄能電站的水庫時(shí),要求在滿足電網(wǎng)需求的前提下,減小水庫的總庫容和占地面積。高水頭的站址自然是優(yōu)先考慮的。其次是加大水庫的水位變幅,增加水庫的工作水深,以增加水庫的調(diào)節(jié)庫容。這樣一來,水泵水輪機(jī)的工作水頭比(Hpmax/Htmin)自然要變大,可能超出常規(guī)的范圍,必須選用可變速機(jī)組。

神流川抽水蓄能電站最大發(fā)電水頭695m,接近單級(jí)可逆式水泵水輪機(jī)制造能力的上限,很符合高水頭站址的標(biāo)準(zhǔn)。該電站水庫水位變幅并不大。上水庫壩高136m,水位變幅27m;下水庫壩高120m,水位變幅30m;水頭總變幅57m。Hpmax/Htmin<1.15,在一般單轉(zhuǎn)速水泵水輪機(jī)的水頭(揚(yáng)程)變幅范圍之內(nèi)。該電站采用的是單轉(zhuǎn)速機(jī)組。金居原抽水蓄能電站最大發(fā)電水頭535.2m,也屬于高水頭電站。而該電站在加大水庫的水位變幅,增加水庫的工作水深方面最為典型。上水庫水位變幅95m,下水庫水位變幅55m,合計(jì)150m。Hpmax/Htmin接近1.45,遠(yuǎn)超過一般單轉(zhuǎn)速水泵水輪機(jī)的水頭(揚(yáng)程)變幅范圍。因此該電站計(jì)劃有部分機(jī)組要采用可變速機(jī)組,可以任意調(diào)整機(jī)組轉(zhuǎn)速,以保證能在不同的水頭(揚(yáng)程)段高效率和安全地運(yùn)行。事實(shí)上,日本可變速抽水蓄能機(jī)組發(fā)展很快,自大河內(nèi)(Okawachi)抽水蓄能電站采用這種機(jī)組以來,已有數(shù)座新建及擴(kuò)建的抽水蓄能電站選用了可變速機(jī)組。

3、壩型選擇與庫容的綜合考慮

由于環(huán)境保護(hù)的要求,不允許過大的水庫淹沒,兩座電站的上下水庫都建在高山環(huán)抱的山谷地帶,優(yōu)點(diǎn)是最高庫水位遠(yuǎn)低于庫周山嶺的地下水位,除壩基外,庫盆沒有采取專門的防滲措施。但這樣的地形條件帶來的缺點(diǎn)是為了獲得必要的庫容必須修建高壩。為避免土石壩上游壩體侵占庫容,如地質(zhì)條件允許,則盡可能建混凝土壩。

神流川抽水蓄能電站下水庫壩和金居原抽水蓄能電站上水庫壩都采用了混凝土重力壩。正在建設(shè)的神流川下庫大壩采用日本的碾壓混凝土筑壩工法(RCD),碾壓混凝土水泥用量110~100kg/m3,至2001年11月,大壩混凝土澆筑已經(jīng)完成。神流川抽水蓄能電站上水庫壩和金居原抽水蓄能電站下水庫壩的地質(zhì)條件不適合建混凝土壩,都采用粘土心墻堆石壩。日本迄今為止尚未真正建設(shè)過混凝土面板堆石壩。日本是多地震國家,土石壩的壩坡放得較緩。為適應(yīng)抽水蓄能電站的工作條件,上游壩坡則更緩。神流川上庫壩上下游壩坡分別為1:2.7和1:2.0,金居原下庫壩的上下游壩坡為1:2.9和1:2.1。

四、輸水系統(tǒng)

1、輸水道的布置與最大流速

神流川抽水蓄能電站的輸水道總長(zhǎng)約6350m,在世界上的抽水蓄能電站中算是相當(dāng)長(zhǎng)的了。好在它的水頭也很高(有效發(fā)電水頭653m),L/H=9.7,尚在通常認(rèn)為較好的L/H<10的范圍內(nèi)。輸水道分成兩組,分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)地下廠房。其中1號(hào)輸水道連接4臺(tái)機(jī)組,上游引水隧洞長(zhǎng)2445m,內(nèi)徑8.2m,鋼筋混凝土襯砌。經(jīng)上調(diào)壓井后分為兩條壓力鋼管。壓力鋼管主管長(zhǎng)約1300m,內(nèi)徑4.6m,其中斜井段長(zhǎng)約960m,傾角48°。在下平段作第2次分岔,分成兩條內(nèi)徑2.3m的支管,各長(zhǎng)約100m。尾水道依次由4條合為2條,再經(jīng)尾水調(diào)壓井后合為1條,內(nèi)徑為4.1m~8.2m,尾水隧洞總長(zhǎng)約2300m,全部用鋼筋混凝土襯砌。2號(hào)輸水道連接2臺(tái)機(jī)組,引、尾水隧洞主洞內(nèi)徑均為6.1m,在上調(diào)壓井和尾水調(diào)壓井處不作分岔,其余與1號(hào)輸水道完全相同。

金居原抽水蓄能電站的樞紐布置比神流川電站要緊湊,輸水道總長(zhǎng)約2600m,L/H=5.1。采用一洞三機(jī),引水和尾水主隧洞各2條。地下廠房基本上是首部開發(fā)的布置,從上進(jìn)出水口至廠房的兩條上游輸水道僅長(zhǎng)910m和920m。不需要設(shè)上游調(diào)壓井,上游閘門井后的兩條壓力鋼管長(zhǎng)740m和710m,內(nèi)徑5.7m,傾角分別為53°和57°。在廠房前60m處各分岔兩次后分別與6臺(tái)機(jī)組相連,分岔后的支管進(jìn)球閥前內(nèi)徑2.4m。6條內(nèi)徑4.2m的尾水支管經(jīng)兩個(gè)尾水調(diào)壓井后合為兩條內(nèi)徑7.2m的鋼筋混凝土襯砌的尾水主隧洞。尾水道總長(zhǎng)分別為1600m和1610m。

這兩座電站壓力鋼管主管內(nèi)的最大流速,在通過最大發(fā)電流量時(shí)均超過10m/s,基本上是日本抽水蓄能電站的一般做法。該流量比我國大型抽水蓄能電站壓力鋼管的設(shè)計(jì)最大流速高。流速高則水頭損失大,對(duì)抽水蓄能電站來說,最終要用增加抽水電量也即抽水電費(fèi)來補(bǔ)償。歐美和日本的抽水電價(jià)相對(duì)便宜一些,在經(jīng)濟(jì)直徑計(jì)算時(shí)往往選擇較小的直徑,寧可水頭損失大一些。我國目前情況與他們不同,壓力鋼管內(nèi)的最大流速一般只有6~8m/s,通過相同流量時(shí)管徑要大一些。其實(shí)對(duì)某些輸水道不長(zhǎng)、水頭損失總量不大的工程,適當(dāng)提高輸水道內(nèi)的最大流速以減少基本建設(shè)的一次投資、減小壓力鋼管的制作難度,可能是更好的方案。

2、壓力鋼管的新水平

兩座電站壓力鋼管的HD參數(shù)均甚高。神流川電站壓力鋼管下平段最大靜水壓816m,動(dòng)水壓力超過1000m,HD超過46000kN/m。金居原電站雖然承受水壓要低一些(壓力鋼管下平段最大靜水壓649m),但是管徑為5.7m,以動(dòng)水壓力計(jì)算的HD值與神流川電站也相差無幾。神流川電站的壓力鋼管已采用了HT100級(jí)的高強(qiáng)鋼板。將該等級(jí)的鋼板用于壓力鋼管,在日本是首次。金居原電站的壓力鋼管計(jì)劃也要采用HT100級(jí)的高強(qiáng)鋼板,將是日本壓力鋼管使用該等級(jí)鋼板的第2個(gè)工程。

神流川電站壓力鋼管的斜井段長(zhǎng)約1000m,傾角48°,圍巖地質(zhì)條件相對(duì)軟弱,為了安全和節(jié)約投資,開挖施工使用了直徑為6.6m的全斷面隧洞掘進(jìn)機(jī)(TBM)。在如此陡傾角、大直徑的斜井開挖時(shí)使用TBM,據(jù)稱在日本是首次,在世界上也沒有先例。金居原電站的壓力斜井雖然比神流川電站斜井短一些,可是直徑更大,傾角也更陡。按現(xiàn)在的計(jì)劃,斜井施工不使用TBM。但該電站的壓力斜井的施工支洞,以及尾水隧洞、進(jìn)廠交通洞、尾水隧洞和出線電纜洞計(jì)劃使用TBM開挖。

3、尾水隧洞

兩座電站的尾水隧洞都很長(zhǎng),而且由于機(jī)組單機(jī)容量大、轉(zhuǎn)速高,Hs絕對(duì)值也很大(神流川Hs=-104m,金居原Hs=-95m),所以兩座電站的尾水調(diào)壓井的規(guī)模都很大。神流川電站1號(hào)輸水道尾調(diào)高148m(從尾水隧洞中心線起算,下同),為帶上室的阻抗式,井身內(nèi)徑10m。金居原電站由于下水庫的水位變幅大,原設(shè)計(jì)尾水調(diào)壓井高186m,帶有上室,井身為內(nèi)長(zhǎng)軸15m、短軸10m的橢圓形,便于三條尾水支洞同時(shí)進(jìn)入井內(nèi)。

近年來,為了減少土建工程量、降低工程投資,日本抽水蓄能工程界正在探索高水頭抽水蓄能電站長(zhǎng)尾水隧洞取消調(diào)壓井的可能性,進(jìn)行了相應(yīng)的試驗(yàn)研究。有一座設(shè)計(jì)中的抽水蓄能電站尾水洞長(zhǎng)近900m,經(jīng)研究可以取消尾水調(diào)壓井。在研究中他們提出了一個(gè)尾水隧洞時(shí)間參數(shù)Tws(單位s),表示尾水隧洞內(nèi)水力過渡過程壓力變化相對(duì)于Hs值的比例,即:Tws=LV/[g(-Hs)]。式中L為尾水隧洞長(zhǎng)度(m),V為尾水隧洞內(nèi)平均流速(m/s),g為重力加速度(m/s2),-Hs為最小淹沒深度(m)。根據(jù)多座抽水蓄能電站的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),可以取消尾水調(diào)壓井的Tws不能大于6s,但如Tws大于4s就須進(jìn)行詳細(xì)研究。本文介紹的這兩座電站的尾水隧洞太長(zhǎng),按工程數(shù)據(jù)計(jì)算,神流川1號(hào)輸水道Tws=14.3s,2號(hào)輸水道Tws=12.9s,金居原電站Tws=11.2s,均遠(yuǎn)大于6s的限值。故兩座抽水蓄能電站設(shè)置尾水調(diào)壓井是必須的。

五、地下廠房

1、地下廠房的布置特點(diǎn)

由于兩座抽水蓄能電站的水泵水輪機(jī)要求的最小淹沒深度都非常大,而地質(zhì)條件又允許,采用地下式廠房是必然的選擇。

在輸水系統(tǒng)部分已經(jīng)介紹,神流川電站的地下廠房分為兩處。1號(hào)地下廠房安裝4臺(tái)機(jī)組,廠房尺寸為長(zhǎng)214.7m,寬34.0m,高55.3m;2號(hào)地下廠房安裝2臺(tái)機(jī)組,廠房尺寸為長(zhǎng)139.0m,寬度和高度與1號(hào)地下廠房相同。之所以將地下廠房分兩處布置,據(jù)說主要是由于地質(zhì)條件的原因。兩處地下廠房加在一起,共長(zhǎng)約350m,分兩處布置也為加快施工進(jìn)度創(chuàng)造了條件。金居原電站的地下廠房安裝全部6臺(tái)機(jī)組,廠房尺寸長(zhǎng)269.9m(其中主廠房段長(zhǎng)197.5m),寬25m,高48.3m。

與我國已經(jīng)建設(shè)的大型抽水蓄能電站相比,這兩座電站的地下廠房除了規(guī)模大之外,還有一些特點(diǎn)。這兩座電站的地下廠房在布置上都是把主變壓器放在主廠房洞的兩端,主副廠房和主變洞合為一個(gè)洞室。副廠房也不是集中布置在主廠房的一端,而是在主廠房?jī)?nèi)分散布置。這樣的布置方式與我國抽水蓄能電站通常的布置是不同的。但在日本,以前就有一些抽水蓄能電站的地下廠房采用這種布置方式。另外,神流川電站的1號(hào)廠房和金居原電站的廠房都把安裝場(chǎng)布置在廠房的中部而不是在廠房的一端(神流川電站2號(hào)廠房因?yàn)橹挥?臺(tái)機(jī)組,安裝場(chǎng)是布置在一端的)。安裝場(chǎng)放在地下廠房的中部,在日本是常用的做法,而我國已建大型抽水蓄能電站僅十三陵的地下廠房是這樣布置的。中國和日本抽水蓄能電站地下廠房布置方式的不同,除了各自的習(xí)慣做法外,從水工結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來說,可能主要還是考慮到地質(zhì)條件對(duì)洞室圍巖穩(wěn)定的影響。日本抽水蓄能電站地下廠房的地質(zhì)條件多數(shù)都不好,采用一個(gè)長(zhǎng)的大洞室,比起用兩個(gè)相互平行、間距又不可能很遠(yuǎn)的大洞室來,圍巖的整體穩(wěn)定性自然要更好一些。同樣,安裝場(chǎng)放在地下廠房中部比起放在端部來,可以減少洞室上下游高邊墻的連續(xù)長(zhǎng)度,對(duì)增加高邊墻的穩(wěn)定性也是有利的。

2、地下廠房支護(hù)方式與施工技術(shù)的發(fā)展

與日本早期的抽水蓄能電站地下廠房相比,神流川電站和金居原電站地下廠房結(jié)構(gòu)的明顯進(jìn)步在于廠房洞室的支護(hù)方式。由于圍巖條件不好,以往日本抽水蓄能電站地下廠房基本上都是全鋼筋混凝土襯砌,或者至少頂拱是鋼筋混凝土襯砌的。而這兩個(gè)電站的地下廠房洞室支護(hù)已完全改變了以前的常規(guī)做法。神流川電站地下廠房盡管跨度已達(dá)到34m,其頂拱和邊墻均采用錨桿噴混凝土加系統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)。預(yù)應(yīng)力錨索為1000kN等級(jí),長(zhǎng)度一般為15m,圍巖好的地方也有長(zhǎng)10m的,間距3m×3m;系統(tǒng)錨桿長(zhǎng)5m。金居原電站地下廠房跨度25m,設(shè)計(jì)也是對(duì)頂拱和邊墻采用噴錨支護(hù)。頂拱噴混凝土厚32cm,邊墻噴混凝土厚24cm,也要加系統(tǒng)的預(yù)應(yīng)力錨索或錨桿。

神流川電站的地下廠房洞已于2001年10月完成開挖。34m的跨度對(duì)抽水蓄能電站的廠房是比較少見的。為了確保施工安全,開挖的程序上有些新意。頂拱先開挖中導(dǎo)洞,導(dǎo)洞頂拱支護(hù)好以后再向兩側(cè)擴(kuò)挖。擴(kuò)挖時(shí)每側(cè)的巖體等分為若干區(qū)段,每段在洞軸線方向的長(zhǎng)度為15m左右。同側(cè)的各區(qū)段采用“跳倉”式的開挖,即隔一段挖一段,挖完一段隨即支護(hù)好;而兩側(cè)的先開挖區(qū)段相互錯(cuò)開,以減少頂拱支護(hù)前的自由跨度。待整個(gè)頂拱的先開挖區(qū)段支護(hù)好后,順序開挖留下的區(qū)段。頂拱開挖支護(hù)完畢后再用類似的方法逐層下擴(kuò)。該廠房洞開挖時(shí)采用了觀測(cè)施工管理系統(tǒng),即綜合了勘察、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)功能的一體化信息系統(tǒng)。對(duì)開挖區(qū)域進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測(cè)。圍繞廠房洞室建立了約1600個(gè)測(cè)點(diǎn),不斷地監(jiān)測(cè)圍巖的狀況。通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的高速處理,分析圍巖由于開挖而產(chǎn)生的應(yīng)力變形的變化,并將分析結(jié)果反饋給后續(xù)開挖過程的設(shè)計(jì),以促進(jìn)洞室的開挖做到安全和經(jīng)濟(jì)。

六、減輕對(duì)環(huán)境的不利影響

重視保護(hù)環(huán)境,減輕工程對(duì)環(huán)境的不利影響,已成為工程設(shè)計(jì)和施工必須做到的重要方面。作為發(fā)達(dá)國家的日本,更是如此。兩座電站在環(huán)境保護(hù)方面也有一些新的理念。

1、不改變河水的流向。如前所述,神流川電站上水庫位于信濃川水系,該水系流入日本海;而下水庫所在的利根川水系則流入太平洋。上水庫集水面積6.2km2。盡管面積不大,為了使這塊集水面積上的徑流不致改變其歸屬,從而不改變下游的生態(tài)環(huán)境,上水庫集水面積的產(chǎn)水未被截留,而是通過導(dǎo)流洞和放水設(shè)施如數(shù)排向下游。這是考慮環(huán)境效益重于經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)例。以前,通過跨流域調(diào)水來增大抽水蓄能電站的經(jīng)濟(jì)效益,曾是抽水蓄能電站選點(diǎn)規(guī)劃時(shí)要考慮的因素之一。在環(huán)境保護(hù)日益重要的今天,規(guī)劃的觀念也要更新。

2、不破壞地面自然景觀。除了大壩和水庫以外,所有的設(shè)施都盡可能設(shè)置在地下。除了采用地下輸水系統(tǒng)和地下廠房外,這兩座超大型抽水蓄能電站的站內(nèi)交通道路都大量地采用了隧洞的形式。神流川電站的對(duì)外交通道路從位于下水庫左岸的進(jìn)廠交通洞洞口跨過水庫庫尾,再沿下水庫右岸經(jīng)大壩右壩頭直至下游與已有公路連接,長(zhǎng)度超過5km,大部分采用隧洞。金居原電站下庫區(qū)從大壩下游通向庫尾地面開關(guān)站和進(jìn)廠交通洞口的道路以及對(duì)外交通道路改線段采用隧洞共長(zhǎng)3.42km,約占這些道路總長(zhǎng)度的50%。此外,為了少破壞地面植被,筑壩材料盡可能在庫內(nèi)淹沒區(qū)開挖。庫外料場(chǎng)和棄渣區(qū)均精心做了水土保持設(shè)施,重新種植當(dāng)?shù)氐牟煌参铮曰謴?fù)原有的自然景觀。

七、結(jié)束語

為了增強(qiáng)抽水蓄能電站在電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力,日本抽水蓄能電站的建設(shè)有針對(duì)性地采取了一些應(yīng)對(duì)措施,并已在新建的抽水蓄能電站中實(shí)施,以充分發(fā)揮抽水蓄能電站的優(yōu)勢(shì)。日本抽水蓄能電站建設(shè)技術(shù)也在這個(gè)過程中得到新的發(fā)展。限于筆者所能獲得的資料,本文僅主要介紹了兩座正在建設(shè)的超大型抽水蓄能電站規(guī)劃和土建方面的一些新的技術(shù)進(jìn)展。值得指出的是,由于近年來日本經(jīng)濟(jì)發(fā)展持續(xù)低迷,電力需求增長(zhǎng)緩慢,對(duì)新電源點(diǎn)包括新抽水蓄能電站的建設(shè)速度也有明顯的影響。例如神流川抽水蓄能電站雖然地下廠房已經(jīng)開挖完畢,但計(jì)劃要到2005年才發(fā)電;金居原抽水蓄能電站的建設(shè)機(jī)構(gòu)早已成立并運(yùn)作,但至今主體工程尚未開工。盡管如此,日本從上世紀(jì)90年代以來抽水蓄能電站建設(shè)的新理念和新技術(shù),還是值得我們研究和借鑒的。

參考文獻(xiàn)

[1]YasudaMasashi,Japan’sExperienceinPumpedStorage,PumpedStorageInternationalWorkshop,November2000,NanjingChina.

[2]YasudaMasashi,CommercialArrangementsofPumpedStorageDevelopmentinJapan,PumpedStorageInternationalWorkshop,November2000,NanjingChina.

[3]YasudaMasashi,OptimizationofPumpedStorageDevelopment,PumpedStorageInternationalWorkshop,November2000,NanjingChina.

[4]TokyoElectricPowerCo.,TheWorld’sLargestPumpedStorageHydropowerProject:Kannagawa

[5]東京電力株式會(huì)社,神流川發(fā)電所工事概要圖,1999年4月。

[6]關(guān)西電力株式會(huì)社金居原水力發(fā)電所建設(shè)準(zhǔn)備所,金居原水力發(fā)電所建設(shè)工事概要,2000年5月。

[7]KansaiElectricPowerCo.,KaneiharaPowerPlantProjectOffice,OutlineofKaneiharaPumpedStoragePowerPlant,September1996

[8]KaneoSugishitaetal.,ExperimentalStudytoEliminateaSurgeChamberfromLongTailraceTunnelsofHighHeadPumpedStoragePowerPlants,PumpedStorageInternationalWorkshop,November2000,NanjingChina.