水利工程論文-我國(guó)水利和水電可持續(xù)發(fā)展新途徑-多類型抽水蓄能電站.doc

水利工程論文-我國(guó)水利和水電可持續(xù)發(fā)展新途徑-多類型抽水蓄能電站摘要：對(duì)我國(guó)水利水電可持續(xù)發(fā)展和抽水蓄能發(fā)展做了闡述。著重從國(guó)內(nèi)外已建抽水蓄能電站的經(jīng)驗(yàn),提出了修建多種類型抽水蓄能作為常規(guī)水電的補(bǔ)充。這種融水利、水電、抽水蓄能于一體,并結(jié)合當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)的綜合開(kāi)發(fā)模式,給水利和水電帶來(lái)了新的活力。建議今后視各地區(qū)各河段水利和水電發(fā)展情況,按上述模式對(duì)新建及改擴(kuò)建工程進(jìn)行動(dòng)態(tài)規(guī)劃和設(shè)計(jì),這將為我國(guó)水利水電的可持續(xù)發(fā)展提出新的開(kāi)發(fā)前景。關(guān)鍵詞：水利水電抽水蓄能電力系統(tǒng)綜合開(kāi)發(fā)模式可持續(xù)發(fā)展1水利和水電的可持續(xù)發(fā)展我國(guó)水資源總量雖較豐富,但人均占有量很小,且地區(qū)分布很不平衡。我國(guó)水能資源較為豐富,理論蘊(yùn)藏容量為6.76108,可開(kāi)發(fā)量為3.78108,占世界第一位。水資源(含水能資源)是可循環(huán)再生的,經(jīng)開(kāi)發(fā)即可利用,可以除害興利,如不開(kāi)發(fā),只能白白付之東流,還要帶來(lái)水旱災(zāi)害。水利水電樞紐一旦建成,可以年復(fù)一年持續(xù)運(yùn)行下去,這是水利和水電可持續(xù)發(fā)展的基本條件。目前,我國(guó)某些地區(qū)水資源極其貧乏或已開(kāi)發(fā)殆盡,再修建新的樞紐就受到限制,這將影響水利和水電的可持續(xù)發(fā)展。水資源和水能資源的開(kāi)發(fā)利用,關(guān)鍵在于水利和水電工程建設(shè)。各工程的建設(shè)條件往往差異很大。例如,長(zhǎng)江和珠江干支流、西南地區(qū)水資源豐富,開(kāi)發(fā)條件較好；黃河流域雨量雖然較少,但干流源遠(yuǎn)流長(zhǎng),集雨面積大,上游源頭雨量較豐,故其干流的上中游也有利于水電的開(kāi)發(fā)；其他如淮河、海河干旱缺水,源近流短,水量少且不均衡,水電開(kāi)發(fā)條件不好；沿海地區(qū)雨量和水量雖然較豐,但有的地區(qū)或缺乏好壩址及興建水電工程條件,或由于移民太多,影響環(huán)境生態(tài)以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不好等原因,水電開(kāi)發(fā)條件也不理想。近年來(lái),我國(guó)水電事業(yè)發(fā)展很快,在建和待建水電站星羅棋布。如三峽、二灘、李家峽、萬(wàn)家寨、小浪底等大型工程正在修建；待建的大工程更多,如小灣、溪落度、向家壩、天生橋、瀑布溝、拉西瓦、龍灘等等,它們的裝機(jī)都在100104以上,最大的達(dá)1820104,為世界之冠。但是,這些水電站的地理位置偏重在我國(guó)的西南、西北及中部,華北、東北及沿海地區(qū)則較少。如海河流域已建大中小水庫(kù)約190座,總庫(kù)容已與全流域年平均徑流量相等,控制了山區(qū)流域面積的83%和徑流的55%,在全國(guó)各流域居首位。總的看,我國(guó)部分地區(qū)如長(zhǎng)江和珠江干支流、黃河干流以及西南地區(qū)水電開(kāi)發(fā)態(tài)勢(shì)較好,而華北、東北以及沿海等地區(qū)進(jìn)入1980年前后,水利水電已處于步履維艱的境地。2抽水蓄能電站的興起和發(fā)展工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家常規(guī)水電建設(shè)在20世紀(jì)五六十年代先后處于停滯不前地步,常規(guī)水電發(fā)展步履維艱。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,社會(huì)對(duì)電力的需要日益增長(zhǎng),電網(wǎng)中各種能源包括煤電、油電、核電、地?zé)岚l(fā)電,以及天然氣發(fā)電等增加很快。而常規(guī)水電因受水能資源的限制,往往不能成比例增長(zhǎng),在電網(wǎng)中所占比例日益減少。這就造成電力系統(tǒng)中可調(diào)峰電源短缺,而低谷時(shí)又造成電流周波加大,影響送電質(zhì)量。為此,抽水蓄能電站利用電力系統(tǒng)后半夜低谷剩余電能抽水蓄能轉(zhuǎn)換在尖峰時(shí)發(fā)電,作為水電補(bǔ)充得到迅速發(fā)展。近三四十年來(lái),工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家抽水蓄能電站發(fā)展越來(lái)越快。迄今有些國(guó)家,如美國(guó)、日本抽水蓄能電站的總?cè)萘恳殉^(guò)2000104,不少國(guó)家已占常規(guī)水電容量的一定比例,日本甚至已近相等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),世界抽水蓄能電站有400余座,總?cè)萘?.0108以上。抽水蓄能電站的迅速發(fā)展,不僅反映在日益增長(zhǎng)的數(shù)量上,還反映在它的型式、調(diào)節(jié)性能等內(nèi)涵上。這都得益于抽水蓄能電站技術(shù)的不斷進(jìn)步。抽水蓄能電站的作用和效益表現(xiàn)在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中,作為水電的補(bǔ)充并有利于水電的可持續(xù)發(fā)。早期抽水蓄能電站既有常規(guī)機(jī)組又有抽水泵,稱混合式蓄能電站。這類電站始建于歐洲。抽水蓄能電站迄今已有近100年歷史,但開(kāi)始進(jìn)展不快,至20世紀(jì)六七十年代以后才迅速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì),1970、1980、1990年總?cè)萘糠謩e達(dá)到1604104、4600104和8300104。國(guó)外各種類型抽水蓄能電站發(fā)展如表1。表1列出了16座國(guó)外建成的主要有代表性的大型抽水蓄能電站。其中,10座為純抽水蓄能電站,6座為混合式蓄能電站。純和混合式抽水蓄能的區(qū)別主要在于上庫(kù)有無(wú)來(lái)水。為便于了解抽水蓄能電站的性質(zhì),包括形式和調(diào)節(jié)性能,列出了上下庫(kù)容和滿載運(yùn)行時(shí)間。純蓄能電站中以日調(diào)節(jié)居多,滿載發(fā)電5和抽水7左右,故它的上下庫(kù)容積較小。但是,美國(guó)的BathCounty、Racoon和日本的玉原、奧矢作及南非Drakensberg等5座純抽水蓄能電站的調(diào)節(jié)性能均超過(guò)日調(diào)節(jié),可達(dá)周或2調(diào)節(jié)。從文獻(xiàn)記載,這些工程由于電力系統(tǒng)的調(diào)峰要求,以及它們上下庫(kù)的特殊有利地形,使上下庫(kù)容積加大并使發(fā)電和抽水滿載運(yùn)行時(shí)間達(dá)到1020左右,大大改善了電站的運(yùn)用靈活性。混合式抽水蓄能電站一般上庫(kù)容積較大,可以對(duì)天然來(lái)水進(jìn)行調(diào)節(jié),下庫(kù)專為抽水蓄能而設(shè),故一般以日調(diào)節(jié)居多,發(fā)電和抽水滿載運(yùn)行時(shí)間仍以5和7左右居多。如表1所示,也有一些電站為滿足電力系統(tǒng)調(diào)峰要求定為周調(diào)節(jié),如法國(guó)的GrandMaisoon和Montezic,日本的新高瀨川和新豐根,意大利Edelo等5座為混合式周調(diào)節(jié)抽水蓄能電站。從上述國(guó)外抽水蓄能發(fā)展可以看出,不僅在總裝機(jī)的數(shù)量和容量上日益增加,而且在電站的型式及調(diào)節(jié)性能方面向各種不同方向和途徑發(fā)展,更加提高了抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中的適應(yīng)性,增加電站的發(fā)電量和效益。我國(guó)抽水蓄能起步較早,20世紀(jì)60年代即修建了崗南和密云小型抽水蓄能電站,裝機(jī)容量分別為1.1104和2.2104抽水蓄能機(jī)組?；旌鲜叫钅茈娬竟惭b機(jī)42104,其中蓄能機(jī)3臺(tái)共27104,常規(guī)機(jī)1臺(tái)15104。1992年第一臺(tái)機(jī)組投入運(yùn)行,1993年全部建成。經(jīng)多年運(yùn)行,削峰填谷對(duì)華北電力系統(tǒng)起到了顯著的作用,