抽水蓄能電站設(shè)計(jì)方案

1、抽水蓄能電站設(shè)計(jì)方案1抽水蓄能電站的作用抽水蓄能電站屬于一種有效的電網(wǎng)調(diào)峰設(shè)施，其運(yùn)行時(shí)的主要特征 為：1）可以快速地啟停，且快速地對(duì)急劇發(fā)生轉(zhuǎn)變的負(fù)荷作出反應(yīng)， 適用于黑啟動(dòng)、系統(tǒng)調(diào)頻、無功調(diào)整、快速對(duì)負(fù)荷進(jìn)行跟蹤等關(guān)心性的 功能中。2）除了可以提供給系統(tǒng)峰荷電能，還能幫系統(tǒng)消除低谷電 能1。由此可見，抽水蓄能電站的建設(shè)對(duì)于電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行 具有重要意義。抽水蓄能電站以水泵抽水方式把電力系統(tǒng)內(nèi)多余的電能 轉(zhuǎn)成上水庫(kù)水勢(shì)能，隨后在電力系統(tǒng)需要的時(shí)候，經(jīng)水輪發(fā)電機(jī)把勢(shì)能 轉(zhuǎn)成電能。在通常狀況下，抽水蓄能電站具備下水庫(kù)、上水庫(kù)、高地、 高壓引水系統(tǒng)、低壓尾水系統(tǒng)以及抽水蓄能機(jī)組等，其整體結(jié)構(gòu)

2、如圖1 所示。2工程概況以及抽水蓄能電站施工供電接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述2. 1工程概況。如今某地水電調(diào)峰的能力約為2000MW,很多時(shí)候都 不符合當(dāng)?shù)匦枨?。因此，為了確保當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)可以穩(wěn)定、安全地工作， 亟需建設(shè)抽水蓄能電站。經(jīng)過深入探討，當(dāng)?shù)卣?guī)劃建設(shè)抽水蓄能 電站1座，裝設(shè)300Mff相關(guān)機(jī)組共4臺(tái)。2. 2設(shè)計(jì)方案選擇及優(yōu)化留 意事項(xiàng)。1）設(shè)計(jì)方案應(yīng)當(dāng)具備較強(qiáng)的靈敏性，同時(shí)在符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 的前提下，最大限度地削減投資。2）方案中供電接入系統(tǒng)需要有科 學(xué)的潮流流向，以便保證電力在高峰期也能被安全、穩(wěn)定地輸送出去； 同時(shí)確保低谷抽水靈敏簡(jiǎn)便，能夠符合電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全的運(yùn)行需 求。3）方案應(yīng)保證發(fā)

3、電廠可以方便地管理抽水蓄能電站。4）方 案需要便于對(duì)電網(wǎng)接線以及電壓等級(jí)等進(jìn)行簡(jiǎn)化。5）方案應(yīng)當(dāng)與當(dāng) 地整體電網(wǎng)的進(jìn)展方向相符合。2.3設(shè)計(jì)方案選擇及優(yōu)化主要思路。 有關(guān)部門在對(duì)各種方案進(jìn)行比選時(shí)，需要綜合考慮工程總體造價(jià)、接 入點(diǎn)、潮流、電壓等級(jí)以及線路整體的路徑等。3方案具體設(shè)計(jì)3.1選擇接入點(diǎn)。經(jīng)過實(shí)地勘察，此工程周邊有5座變電站，規(guī)格分別為220kV的變電站2座A、B站，lOOOkV的變電站1座C 站以及500kV的變電站2座D、E）,且每一座變電站都接入間隔供 電廠。經(jīng)過調(diào)查分析，其中A站周邊電量已經(jīng)處于平衡狀態(tài)，假如抽水 蓄能電站被接入到此220kV的變電站，極易致使電力外送的容量

4、受到限 制，所以優(yōu)先將此變電站予以排除。3.2方案制定。設(shè)計(jì)人員依據(jù)當(dāng)?shù)?實(shí)際狀況，設(shè)計(jì)出以下四種設(shè)計(jì)方案：1）從電站中直出220kV的線 路3回，其中2回被接入到500kV的D變電站，另外1回被接入到220kV 的B變電站，其線路的長(zhǎng)度是42km以及51 km,且導(dǎo)線的截面為L(zhǎng)GJ-2 X630 mm2o 2）從電站中直出500kV的線路2回，被接入到C變電站 的500kV 側(cè)，其線路的長(zhǎng)度是49 km,且導(dǎo)線的截面為L(zhǎng)GJ-4X400 mm2o 3）從電站中直出500kV的線路2回，被接入到500kV的E變 電站，其線路的長(zhǎng)度是53 km,且導(dǎo)線的截面同2）。 4）從電站中 直出500kV

5、的線路2回，被接入到500kV的D變電站，其線路的長(zhǎng)度是51 km,且導(dǎo)線的截面同2）。3. 3比選方案。3.3. 1投資總額。經(jīng)過計(jì)算可知，四種方案的投資總額分別為26013萬元、24166萬元、25633 萬元以及23467萬元，方案1）投資總額最多，方案4）投資總額 最少。3. 3. 2短路電流。經(jīng)過實(shí)地勘察可知，當(dāng)?shù)厮阶罡叩亩搪冯?流為500kV的網(wǎng)架短路電流，為了確保輸電穩(wěn)定、安全，還需要對(duì)當(dāng) 地短路電流加以有效限制。經(jīng)過設(shè)計(jì)調(diào)查可知，方案3短路電流到 達(dá)極限，若接受此方案，需要對(duì)短路電流加以限制。當(dāng)前我國(guó)最常用 的限制方式為“電網(wǎng)解環(huán)” 2。需要留意的是，若接受“電網(wǎng)解環(huán)”， 會(huì)

6、增加確定程度的投資總額。3.3.3潮流的整體分布。經(jīng)過有關(guān)人員 的調(diào)查、統(tǒng)計(jì)和計(jì)算可知，各個(gè)方案整體的分布潮流都比較合理、科 學(xué)，無“線路過載”隱患，然而方案2會(huì)在某些時(shí)候接近輸送線路 極限功率，若用此方案，有關(guān)部門為了避開突破輸送線路極限功率， 就應(yīng)當(dāng)接受相應(yīng)的把握方式，這在確定程度上也會(huì)增加投資總額。3.3.4X程實(shí)施方式。對(duì)于1）方案而言，其接入線路的路徑類似方 案4）,然而需要跨越3次河流，同時(shí)還需要跨越高速公路，沿途主 要的地形多為丘陵以及山區(qū)，占比分別是66%與35%。相比于其他方 案，此方案線路的總體長(zhǎng)度最長(zhǎng)，且具備最大的工程量。對(duì)于2）方 案而言，其一共有12回的出線，其中僅有

7、2回能夠讓抽水蓄能電站進(jìn) 行接入，然而接入的難度特殊大，加之經(jīng)過勘測(cè)，若想接入此2回，需 要使周邊其余4回的線路進(jìn)行停電才能順利施工，這極易影響當(dāng)?shù)氐恼?體電網(wǎng)運(yùn)行。對(duì)于3）方案而言，其接入的線路會(huì)跨越1條河、3條 高速公路以及5條單回的線路，加之存在占比為45%的山區(qū)地形，使 得實(shí)際施工會(huì)存在許多難題。對(duì)于4）方案而言，其接入的線路需要 繞過1座縣城、2條高速路、1條省道、1條國(guó)道、1條鐵路、1座水庫(kù)、 1個(gè)風(fēng)景區(qū)、1條河以及2條單回線路，而途徑山區(qū)的占比僅為19%, 且施工環(huán)境良好，制約因素極少，總體的施工難度很低。通過對(duì)上述四 個(gè)方面的對(duì)比可知，方案4）的施工難度最低，且總體投資金額也很

8、 低，所以在本文涉及的工程中，選擇方案4）。4主接線方案4. 1發(fā)電機(jī)和變壓器組的接線方式。對(duì)于發(fā)電機(jī)和主變壓器組而 言，可選擇的接線方式主要有三種，即單元接線，聯(lián)合式單元接線以 及擴(kuò)大式單元接線，三種接線方式如圖2所示。圖2三種單元接線方 式1）第一種接線方式：此方式連接形式很簡(jiǎn)潔，相關(guān)設(shè)施布置思路 很明確，可靠性也較高。然而，若選用此接線方式便需要4回高壓出 線，與方案4）進(jìn)線.2回的方式不符；2）第二種接線方式：此方 式連接形式也很簡(jiǎn)潔，相關(guān)設(shè)施布置思路也較為明確。在此方式中， 整體的進(jìn)線可以降低至2回，與方案4）相符，同時(shí)也使布置、接線 更簡(jiǎn)便，最大限度地降低了相關(guān)資金投入3；3）第三種接線方式： 此方式連接形式較為繁復(fù)，雖然進(jìn)線的回路數(shù)也符合方案4）,然而 經(jīng)過多年實(shí)踐可知，其可靠性較差。因此，經(jīng)過比對(duì)，本工程發(fā)電機(jī) 和主變壓器組選擇第二種“聯(lián)合式單元接線”方式。4. 2開關(guān)站的主 接線方式。對(duì)于開關(guān)站而言，其主接線方式可供選擇的方式主要有三 項(xiàng)，即角型接線、3/2接線以及雙母線接線。其中，角型接線方式中，任何設(shè)施出現(xiàn)故障都不會(huì)影響整體供