抽水蓄能電站

抽水蓄能電站的概念和基本原理抽水蓄能電站：具有上、下水庫，利用電力系統(tǒng)多余的電能，把下水庫的水抽到上水庫內(nèi)，以位能的形式蓄能，需要時再從上水庫放水至下水庫進行發(fā)電的水電站。抽水蓄能電站的運行原理是利用可以兼具水泵和水輪機兩種工作方式的蓄能機組，在電力負荷出現(xiàn)低谷時（夜間）做水泵運行，用基荷火電機組發(fā)出的多余電能將上水庫的水抽到上水庫存儲起來，在電力負荷出現(xiàn)高峰（下午及晚間）做水輪機運行，將水放下來發(fā)電?；驹恚弘娔苻D(zhuǎn)換原理抽水蓄能電站的開發(fā)方式和類型并說明其特點分類：可按開發(fā)方式、廠房內(nèi)機組組成與作用、水庫座數(shù)和位置、發(fā)電廠房形式、水頭高低及水庫調(diào)節(jié)周期分類按電站有無天然徑流分：純抽水蓄能、混合式抽水蓄能、調(diào)水式抽水蓄能電站按水庫調(diào)節(jié)性能分：日調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)、季調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)按水頭分：低水頭、中水頭、高水頭按布置特點分：地面式、地下式和半地下式按站內(nèi)安裝的抽水蓄能機組類型分：四機式、三機式、可逆式、多級可逆式按布置特點分：首部式、中部式、尾部式水庫座數(shù)和位置：兩庫式、三庫式、地下下池式。//純抽水蓄能電站：專為電網(wǎng)調(diào)節(jié)修建的，與徑流發(fā)電無關(guān)。其上池沒有水源或天然水流量很小，需將水由下池抽到上池儲存，用于電力系統(tǒng)負荷處于高峰時發(fā)電。水在上池、下池循環(huán)使用，抽水和發(fā)電的水量基本相等。流量和歷時按電力系統(tǒng)調(diào)峰填谷的需要來確定。混合式抽水蓄能電站，其上水庫有一定的天然水流量，下水庫按抽水蓄能需要的容積在河道下游修建。調(diào)水式抽水蓄能電站：①下水庫有天然徑流來源，上水庫沒有天然徑流來源。②調(diào)峰發(fā)電量往往大于填谷的耗電量。如中國湖南省慈利縣慈利跨流域抽水蓄能工程分置式（四機式）抽水蓄能電站。水輪發(fā)電機組與電動機帶動的水泵機組分開，而輸水系統(tǒng)與輸、變電系統(tǒng)共有。特點：造價高、廠房大、水泵及水輪機效率高。串聯(lián)式（三機式）抽水蓄能電站。水泵、水輪機共用一臺發(fā)電電動機，水泵、水輪機、發(fā)電電動機三者共置在一根軸上。特點：調(diào)節(jié)靈活，效率高、轉(zhuǎn)換工況不需停機，水泵、水輪機轉(zhuǎn)向相同，造價高，整體尺寸大?？赡媸剑▋蓹C式）抽水蓄能電站。水泵與水輪機合為一體---水泵水輪機，與一臺發(fā)電電動機連在一根軸上。特點：結(jié)構(gòu)簡單，土建工程量小，水泵工況、發(fā)電工況轉(zhuǎn)向相反?，F(xiàn)代抽水蓄能電站的主要機型。大部分使用混流式機組。多級可逆式水輪機。更高水頭，提高比轉(zhuǎn)速，采用多級可逆式水輪機，可提高效率。按布置特點分首部式：廠房位于輸水道的上游側(cè)。中部式：廠房位于輸水道中部。尾部式：廠房位于輸水道末端。按水庫座數(shù)及其位置分類兩庫式：上下兩座水庫組成，混合式（上水庫一下水池）純（上水池一下水庫）三庫式：三座水庫，其中兩座是相鄰水電站梯級的兩座水庫，第三座水庫可修建在附近較高山地上，利用水泵將上游梯級水庫的水抽入山地水庫，用蓄能機組泄放到下游梯級水庫發(fā)電。地下下池式：通常利用地面上的湖泊為上水庫，在地下修建一個下水池，或利用廢棄礦井坑道改建成下池。//抽水蓄能電站的特點1） 需要水但基本上不耗水，故其規(guī)模不象常規(guī)水電那樣取決于所在站址的來水流量和落差，而主要取決于上下池容積和落差，更主要的是取決于所在電網(wǎng)可供低谷時抽水的電量。2） 電站型式很多，適應(yīng)性強，可視情況選定，在山區(qū)、江河梯級、平原均可修建抽水蓄能電站，關(guān)鍵在于因地制宜擇優(yōu)選擇。3） 抽水蓄能電站雖靠自身水循環(huán)工作，但水會蒸發(fā)與滲漏，還必須有足夠的補充水源。抽水蓄能電站和常規(guī)水電站的不同點有哪些一從電站的樞紐布置來看，抽水蓄能電站有上、下兩個水庫。常規(guī)水電站一般僅有一個水庫。二從安裝的機組來說，抽水蓄能電站有四機分置式（裝有水泵和電動機、水輪機和發(fā)電機）、三機串聯(lián)式（即電動發(fā)電機，與水輪機、水泵連結(jié)在一個直軸上）和二機可逆式（一臺水泵水輪機和一臺電動發(fā)電機聯(lián)結(jié)）。而常規(guī)水電站僅裝有水輪機和發(fā)電機。三從靜態(tài)功能來說，抽水蓄能電站既能發(fā)電調(diào)峰，又能抽水填谷，而常規(guī)水電站僅能發(fā)電調(diào)峰。從動態(tài)功能來說，抽水蓄能電站和常規(guī)水電站均能承擔(dān)調(diào)頻、調(diào)相和事故備用等任務(wù)。但抽水蓄能電站在發(fā)電或抽水過程中，均可進行調(diào)頻、調(diào)相。四從投資構(gòu)成來看，由于大型抽水蓄能電站的機組目前主要依靠國外技術(shù)或從國外進口，機電設(shè)備價格較高，往往機電設(shè)備的投資占總投資的一半或更多；而常規(guī)水電站的機組一般國內(nèi)都能自已制造，機電設(shè)備投資大約占總投資的四分之一左右。五從在電網(wǎng)中的地位來看，由于抽水蓄能電站具有多種功能，電網(wǎng)常把它作為綜合管理的工具，往往在負荷中心附近尋找有條件的站址建設(shè)抽水蓄能電站。常規(guī)水電站受自然條件影響更大，在負荷中心附近不是到處能找到可以開發(fā)的站址的，由于水能資源豐富的地區(qū)往往遠離負荷中心，電站建成后需遠距離輸送電能到用電地區(qū)。六設(shè)備和運行方面的不同1、雙向旋轉(zhuǎn)。2、需有專門啟動設(shè)施。3、頻繁啟停。4、保護配置不同。5、運行方式不同。抽水蓄能電站的發(fā)展前景1） 各地區(qū)和各流域,常規(guī)水電發(fā)展很不平衡，部分地區(qū)水能資源儲量貧乏或已開發(fā)殆盡，不得不發(fā)展抽水蓄能以補水電所占電網(wǎng)中比重不足,如華北、東北、及東南沿海地區(qū)。2） 有些地區(qū)水電比重雖不低，但多徑流水電。如四川、湖南、江西、湖北亦需建抽水蓄能電站。3） 我國煤炭資源不均衡，運煤困難，發(fā)展坑口電站，相應(yīng)帶來北電南送。目前我國西部大開發(fā)在即，而水電西南西北多，又將實現(xiàn)西電東送。隨著三峽建成，我國東西南北輸電網(wǎng)形成。這些輸送電對平衡全國各地區(qū)電力有好處，但這也增大了系統(tǒng)發(fā)生事故的風(fēng)險和強度，增建一些配套的抽水蓄能電站勢在必行。4） 我國風(fēng)電、核電已在浙江、廣東投入運行并將在江蘇、山東興起，也需相應(yīng)配套增建抽水蓄能電站。電力系統(tǒng)的組成（1） 電力系統(tǒng)：生產(chǎn)、輸送、分配與消費電能的系統(tǒng)。包括：發(fā)電機、電力網(wǎng)和用電設(shè)備組成。（2） 電力網(wǎng)：電力系統(tǒng)中輸送與分配電能的部分。是由變壓器、電力線路等變換、輸送、分配電能設(shè)備所組成的部分（3） 動力系統(tǒng)：在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，把發(fā)電廠的動力部分（例如火力發(fā)電廠的鍋爐、汽輪機和水力發(fā)電廠的水庫、水輪機以及核動力發(fā)電廠的反應(yīng)堆等）包含在內(nèi)的系統(tǒng)。電力系統(tǒng)基本參數(shù)有哪些裝機總?cè)萘浚弘姀S的裝機總?cè)萘渴侵鸽姀S現(xiàn)有機組額定負荷容量的總和，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）為單位計。電網(wǎng)的裝機總?cè)萘渴侵鸽娋W(wǎng)范圍內(nèi)所有電廠額定負荷容量的總和。年發(fā)電量：是指電力系統(tǒng)中所有發(fā)電機組全年實際發(fā)出的電能的總和。以千瓦時（KWh）、兆瓦時（MWh）、吉瓦時（GWh）為單位計。負荷：是一個瞬時值，指的是某一時刻的有功功率。對于電力系統(tǒng)來講，最大負荷指規(guī)定時間內(nèi)，電力系統(tǒng)總有功功率負荷的最大值，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）為單位計。電量和負荷是兩回事，電量是一段時間內(nèi)的用電總和。額定頻率：按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我國所有交流電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz。25HZ系統(tǒng)在特殊情況下有可能存在，但是不可能有哪個國家把25HZ作為國家電網(wǎng)的工頻。燈泡會閃爍最高電壓等級：是指該系統(tǒng)中最高的電壓等級電力線路的額定電壓。電力系統(tǒng)并網(wǎng)運行的優(yōu)越性（1） 減少了系統(tǒng)的備用容量，使電力系統(tǒng)的運行具備有靈活性。各地區(qū)可以通過電力網(wǎng)互相支援，為保證電力系統(tǒng)所必須的備用機組也可大大地減少。（2） 形成的電力系統(tǒng)，便于發(fā)展大型機組。（3） 形成大的電力系統(tǒng)，便于利用大型動力資源，特別是能充分發(fā)揮水利發(fā)電廠的作用。（4） 通過合理地分配負荷，降低了系統(tǒng)的高峰負荷，提高了運行的經(jīng)濟性。（5） 提高了供電的可靠性。由于大型電力系統(tǒng)的構(gòu)成，使得電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高，同時對用戶供電的可靠程度相應(yīng)提高了，特別是構(gòu)成了環(huán)網(wǎng)，對重要用戶的供電就有了保證。當(dāng)系統(tǒng)中某局部設(shè)備故障或某部分線路檢修時，可以通過變更電力網(wǎng)的運行方式，對用戶連續(xù)供電，以減少由于停電造成的損失。能源的分類⑴一次能源和二次能源（按生成條件）（2）常規(guī)能源與新能源（按發(fā)展應(yīng)用狀況）⑶非再生能源和可再生能源（按循環(huán)恢復(fù)能力）⑷含能體能源和過程性能源（按能源存在和轉(zhuǎn)移形式）⑸清潔能源和非清潔能源（按環(huán)境污染程度）風(fēng)電與抽水蓄能的關(guān)系？由于風(fēng)電受自然因素影響較大，風(fēng)電的運行，對電網(wǎng)的影響比較大。我國風(fēng)電資源目前主要集中在我國北部地區(qū)，這些地區(qū)用電負荷比較小，對風(fēng)電消納能力有限，因此造成了風(fēng)電上網(wǎng)困難。輸電線路配套不能滿足風(fēng)電輸送需求。根據(jù)規(guī)劃到2020年我國風(fēng)電裝機容量要達到2.0億kW,這些容量主要集中在華北、西北、東北地區(qū)。這些地區(qū)因用電負荷較小，只能消納很少部分，大部分需要外送全華中、華東等經(jīng)濟比較發(fā)達、對能源需求規(guī)模較大的地區(qū)進行消納。但不論把風(fēng)電送到哪里，鑒于風(fēng)電運行的特點，必須要采取一定手段，才能夠很好的消納風(fēng)電。如不采取措施，消納2.0億kW的風(fēng)電是非常困難的。目前在風(fēng)電資源比較豐富的地區(qū)，不能很好的消納風(fēng)電的另外一個原因，就是電網(wǎng)缺乏有效的調(diào)節(jié)手段。在目前消納風(fēng)電比較有效的手段，就是配套建設(shè)一定規(guī)模的抽水蓄能電站。根據(jù)目前的研究成果，在2020年規(guī)劃建設(shè)2.0億kW風(fēng)電容量，考慮電網(wǎng)本身的需要，需要配套建設(shè)約1.0億kW的蓄能電站，才能夠很好的將規(guī)劃建設(shè)的風(fēng)電容量消納。根據(jù)對風(fēng)電的特性進行研究，在電網(wǎng)負荷低谷時段，棄風(fēng)率達到60%，而在其他時段棄風(fēng)不要超過30%，這樣風(fēng)電95%的電量可以得到有效利用。因此單從配合風(fēng)電考慮，約需要配套風(fēng)電容量的30?40%的蓄能電站容量，可以使建設(shè)的風(fēng)電容量能夠在電網(wǎng)內(nèi)消納。我國對蓄能電站的需求規(guī)模是比較大的，按照2020年1.0億kW的需求規(guī)模，分析，在現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，還要增加約80000MW，因此蓄能電站在我國發(fā)展前景良好。電力系統(tǒng)的運行特點重要性。（影響國民經(jīng)濟）快速性。（接近光速，事故發(fā)生時間以毫秒計算）同時性。（電能不能大量儲存，生產(chǎn)、傳輸、分配和消費同時進行）抽水蓄能電站所具備的功能發(fā)電：向電力系統(tǒng)提供電能調(diào)峰填谷調(diào)頻：快速起動，隨時增荷或減荷，起到調(diào)整周波的作用，有助于保持頻率并提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。調(diào)相：穩(wěn)定電網(wǎng)電壓事故備用黑啟動：出現(xiàn)系統(tǒng)解列事故后，要求機組在無電源的情況下迅速起動。抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中的作用改善電網(wǎng)運行的作用抽水蓄能機組是水電機組，啟動快速，適用負荷范圍廣，在電力系統(tǒng)中能還好地替代火力機組，擔(dān)任調(diào)峰作用。作為水電機組，抽水蓄能機組有很強的負荷跟隨能力，在電網(wǎng)中可起調(diào)頻作用?？梢宰鳛橄到y(tǒng)的備用機組。在能源利用上的作用降低電力系統(tǒng)燃料消耗改變能源結(jié)構(gòu)提高火電設(shè)備利用率降低運行消耗在提高水電效益方面的作用緩解發(fā)電與灌溉的用水矛盾調(diào)節(jié)長距離輸送的電力充分利用水力資源對環(huán)境沒有不良的影響抽水蓄能電站靜態(tài)及動態(tài)效益？抽水蓄能電站在電網(wǎng)中由頂峰填谷作用而產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，稱為靜態(tài)效益。包括：1） 容量效益：由于抽水蓄能電站的站址選擇受到的限制較少，常能選在地形良好、地質(zhì)條件優(yōu)越、地點靠近用電中心的位置；其造價一般低于常規(guī)水電站或火電站以及核電站的造價；抽水蓄能電站一般無防洪、灌溉、航運等綜合利用要求，建設(shè)成本低。建設(shè)周期比常規(guī)水電站要短，運行費用比火電站要低。在電網(wǎng)中缺少調(diào)峰電源時，建設(shè)抽水蓄能電站可減少火電或其它類型電源的裝機容量，改變能源結(jié)構(gòu)，減少總的電力建設(shè)投資。2） 能量轉(zhuǎn)換效益：抽水蓄能電站通過能量轉(zhuǎn)換，將成本低的低谷電能轉(zhuǎn)換為價值高的峰荷電能。抽水蓄能機組抽水時是一個大負荷，消耗電能，可起填谷作用。有一部分本應(yīng)壓低出力的火電機組此時可以在最優(yōu)工況下運轉(zhuǎn)，其利用率和運轉(zhuǎn)效率均得到提高。抽水蓄能電站通過能量轉(zhuǎn)換，將成本較低的低谷電能轉(zhuǎn)換為峰荷電能，代替了發(fā)電成本很高的調(diào)峰火電機組。3） 節(jié)煤效益：由于抽水蓄能機組的投入，電網(wǎng)負荷分配得到調(diào)整，使火電機組的工作出力增加，運行工況得到改善，使系統(tǒng)火電總平均煤耗下降。當(dāng)系統(tǒng)平均煤耗率下降到所節(jié)省的煤耗量足以抵消抽水所需的耗煤量時，就產(chǎn)生節(jié)煤效益。4） 循環(huán)效率:抽水蓄能在能量轉(zhuǎn)換過程中要有能量損失，即發(fā)電量將小于抽水耗電量。5）組合式抽水蓄能電站的效益組合式抽水蓄能電站內(nèi)裝有常規(guī)水電機組和蓄能機組，在運行上它有優(yōu)于純蓄能電站的地方.⑴蓄能機組在枯水期或不需供水時可抽水到上水庫中保存為發(fā)電之用，而不致產(chǎn)生發(fā)電時出力受阻。⑵常規(guī)水電機組和蓄能機組互為補充，互為備用，可增加尖峰電量并減少耗水電量，其效果是增加了蓄能機組或蓄能電站的綜合效益。以潘家口電站為例，電站安裝常規(guī)水電機組1X150MW，抽水蓄能機組3X90MW。全電站增加的尖峰電量與抽水所耗電量的比值達到1.4：1⑶由于電站中有兩種機組，改善了電站在系統(tǒng)中的作用和電站的有關(guān)指標(biāo)；潘家口抽水蓄能電站二期工程的單位裝機容量投資與我國同時期修建的純抽水蓄能電站相比是較經(jīng)濟的。動態(tài)效益1） 調(diào)峰效益：抽水蓄能機組因為結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，可以隨需要增加功率或減少功率，因而有效地減輕了火電機組（包括燃氣輪機機組）的調(diào)峰負擔(dān)（大型火力發(fā)電機組及核電機組不適于變化負荷下運行，并且有最小的出力限制，大型火力發(fā)電機組最小技術(shù)限制出力為額定出力70%左右，核電機組為80-90%左右）。2） 調(diào)頻效益。電網(wǎng)負荷總是在不斷的變化，當(dāng)負荷急劇變化時，抽水蓄能機組與火電或其它類型機組相比，其負荷跟隨很快，爬坡能力較強。常規(guī)水電站和蓄能電站都有調(diào)頻功能，但在負荷跟蹤速度（爬坡速度）和調(diào)頻容量變化幅度上蓄能電站更為有利。3） 旋轉(zhuǎn)備用（事故備用）效益:現(xiàn)代電網(wǎng)一般應(yīng)儲備一定量的備用容量，蓄能機組可以作為備用容量，用以應(yīng)付不可預(yù)見的負荷需要，這樣可以節(jié)省火電機組的啟動費用，減少或避免備用火電機組低出力（負荷）時的運行費用。4） 調(diào)相效益：抽水蓄能機組由于其結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點，可以方便地做調(diào)相運行?？梢韵螂娋W(wǎng)輸送無功用以提高電網(wǎng)電壓，也可以從電網(wǎng)中吸收無功用以降低電網(wǎng)電壓，這樣不但可以保持電網(wǎng)電穩(wěn)定而且可以減少電網(wǎng)的網(wǎng)損。不但在空閑時可供調(diào)相用，在發(fā)電和抽水時也可調(diào)相，既可以發(fā)出無功功率提高電力系統(tǒng)電壓，也可以吸收無功功率降低電力系統(tǒng)電壓，尤其是在抽水工況調(diào)相時，經(jīng)常進相吸收無功功率，有時進相很深，持續(xù)時間很長，這種情況是其他發(fā)電機組達不到的，只有抽水蓄能機組才能做到。另外，抽水蓄能機組在調(diào)相運行完成后可以快速地轉(zhuǎn)為發(fā)電或抽水。5） 提高電網(wǎng)可靠性一一蓄能機組的高度靈活性和快速啟動能力，可大大減少電網(wǎng)中強迫停運的時間和次數(shù)，因而可大大增加電網(wǎng)的可靠性。6） 特殊作用一一為電網(wǎng)做特殊負荷作用，由于蓄能機組既可做為電源又可做為負荷，這可為大火電機組的調(diào)試投產(chǎn)提供負荷作用，保證火電機組的調(diào)試順利進行，避免了大火電機組甩負荷時對電網(wǎng)造成的劇烈沖擊。抽水蓄能電站適用于情況？1） 以火電為主的、沒有水電或水電很少的電網(wǎng)。這些電網(wǎng)需要抽水蓄能電站承擔(dān)調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相和緊急事故備用。2） 雖然有水電，但水電的調(diào)蓄性能較差的電網(wǎng)。如具有年調(diào)節(jié)及以上能力的水電站比例較小，枯水期可利用水電進行調(diào)峰，汛期水電失去調(diào)節(jié)能力，若要利用水電調(diào)峰，則只能被迫采取棄水調(diào)峰方式。在這樣的電網(wǎng)，配備了抽水蓄能電站后，可吸收汛期基荷電，將其轉(zhuǎn)化為峰荷電，從而減少或避免汛期棄水，提高經(jīng)濟效益并改善水電汛期運行狀況，較大地改善電網(wǎng)的運行條件。3） 沿海地區(qū)的省份，不但火電比例較大，而且還有核電站。如廣東已有大亞灣核電站、浙江已有秦山核電站，江蘇的連云港核電站正在建設(shè)，遼寧、山東、福建等省正在籌建核電站。我國的核電站多是按基荷方式運行設(shè)計的，一則是為保證核電機組的安全，再則是為提高利用小時數(shù)，降低上網(wǎng)電價。為此，必須有抽水蓄能電站與之配合運行，如廣州抽水蓄能電站與大亞灣核電站配合的成功經(jīng)驗。4） 遠距離送電的受電區(qū)。如我國“西電東送”工程，西部電源點和東部受電區(qū)之間的距離都在1000~2000km甚至2500km以上，除保證安全供電外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟效益問題。輸電距離遠到一定限度后，送基荷將比送峰荷經(jīng)濟，特別是電價改革后，上網(wǎng)峰谷電價差增大，受電區(qū)自然要求買便宜的低谷電，但不能解決缺調(diào)峰容量的矛盾。如在受電當(dāng)?shù)刈越ǔ樗钅茈娬竞?，可將低谷電加工成尖峰電，?jīng)濟效益更好。5） 風(fēng)電比例較高或風(fēng)能資源比較豐富的?。ㄗ灾螀^(qū)）。這些電網(wǎng)配備了抽水蓄能電站后，可把隨機的、質(zhì)量不高的電量轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的、高質(zhì)量的峰荷。我國抽水蓄能區(qū)域規(guī)劃布局及影響因素（1） 電源結(jié)構(gòu)因素的影響（2） 區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展因素的影響（3） 電網(wǎng)安全因素的影響（4） 國家智能電網(wǎng)建設(shè)因素的影響抽水蓄能站址選擇的影響因素影響抽水蓄能電站站址選擇的因素很多，主要包括地理位置、水頭、地形、地質(zhì)、環(huán)境、水庫淹沒和移民等方面。純抽水蓄能電站水庫的常用布置形式上水庫的選擇對抽水蓄能電站的經(jīng)濟性影響最大，要優(yōu)先選擇不需要全庫盆防滲的上水庫。要選擇地形條件有利于形成庫盆、而不是主要靠筑壩圍成上水庫；上水庫幾種主要形式：a利用高山盆地筑壩形成水庫；b利用高位臺地筑壩形成水庫；c利用天然湖泊d利用已建人工湖。下水庫的選擇對抽水蓄能電站的經(jīng)濟性有相當(dāng)影響，應(yīng)選擇含沙量低，不需要筑攔沙壩的下水庫;利用已建水庫作下水庫時要重視綜合利用水庫在水量分配（包括經(jīng)濟補償）及水庫調(diào)度上的協(xié)調(diào)；上水庫幾種主要形式：a峽谷中筑壩形成水庫；b利用河谷盆地筑壩形成水庫；c利用低洼湖田筑壩形成水庫；d利用已建人工湖。e利用天然湖泊f利用海洋選擇裝機容量的基本依據(jù)與主要因素裝機容量指電站所有機組額定容量的總和，它是抽水蓄能電站的主要動能指標(biāo)，一般根據(jù)電力系統(tǒng)可能提供的抽水蓄能電量和系統(tǒng)要求調(diào)峰小時數(shù)確定。（一） 蓄能能源（抽水能源）（二） 系統(tǒng)負荷大小與峰谷形態(tài)（三） 系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)與調(diào)峰能力（四） 地形地質(zhì)條件（五） 電站類型（六） 電力負荷水泵水輪機組的特點和布置方式四機式機組特點：水泵和水輪機的性能均可按各自的要求進行設(shè)計，達到各自的最優(yōu)效率運行工作，發(fā)電機和電動機均可按各自要求設(shè)計，使運行效果好。主要問題：設(shè)備多、制造工作量大、成本高、運行維護工作量大等。在電站布置上可按各自要求安裝在同一廠房或不同的廠房內(nèi)，機組的型式有立式或臥式兩種，臥式機組通常為抽水機組和發(fā)電機組單獨進行安裝。三機式機組優(yōu)點：水泵和水輪機可分別按電站抽水和發(fā)電要求進行專門設(shè)計，保證高效率工作，且三機式比四機式機組結(jié)構(gòu)上簡單一些。在電站的安裝布置上有臥式和立式兩種型式。臥式機組通常將水泵和水輪機布置在電動發(fā)電機的兩端，同軸連接，如圖5—1。有時由于水泵和水輪機要求的安裝高程不同，臥式機組在電站廠房布置上會出現(xiàn)困難，有些機組在泵的吸入管上加裝增壓泵，如圖5—2。二機式機組主要特點：可逆式水泵水輪機的轉(zhuǎn)輪能適應(yīng)兩種工況的水力特性要求，使機組結(jié)構(gòu)更為簡單，節(jié)省材料，降低成本，并使安裝、運行、維護都變得簡單和方便。主要缺點是可逆式水泵水輪機轉(zhuǎn)輪在相同轉(zhuǎn)速下不能使兩種工況都在最優(yōu)效率區(qū)運行。當(dāng)差別較大時，通常采用水泵和水輪機兩種工況為不同額定轉(zhuǎn)速，這樣給電動發(fā)電機的設(shè)計制造帶來一些困難，增加了成本。如今二機式機組在相當(dāng)大的水頭范圍內(nèi)取代了三機式機組?？赡媸剿盟啓C與組合式水泵水輪機相比較的優(yōu)缺點：組合式水泵水輪機與可逆式水泵水輪機相比較，具有以下優(yōu)點：1） 泵和水輪機都是按各自的參數(shù)分別設(shè)計的.能最大限度地保證在高效率區(qū)工作。2） 泵和水輪機的旋轉(zhuǎn)方向是一致的，兩種工況之間的切換操作可以縮短時間。3） 電機的旋轉(zhuǎn)方向不變，對軸承設(shè)計有利，在電氣設(shè)備上可以節(jié)省倒換相序的開關(guān)組。4） 機組由靜止起動抽水時，可以用水輪機來起動泵，而不需其它起動設(shè)備。與可逆式水泵水輪機相比較，組合式水泵水輪機存在以下缺點：1） 泵和水輪機都是獨立的設(shè)備，機組設(shè)備多，尺寸大，投資高。2） 泵和水輪機都需要單獨的蝸殼，尾水管和進口閥門，增加機械設(shè)備以及電站水工部分的投資。3） 在泵上要裝一個聯(lián)軸器（機械式或液壓式或混合式），立式機組在泵的下面還要裝一個止推軸承，因面增加了機械設(shè)備。4） 空轉(zhuǎn)的泵或水輪機轉(zhuǎn)輪，即使打進了壓縮空氣，仍有一定量的損耗，影響整個機組的效率。5） 立式機組的主軸穿過水輪機尾水管與下面的水泵相連接，會影響水輪機的性能。水泵水輪機的發(fā)展趨勢（一） 高水頭化一向更高水頭發(fā)展（二） 大容量化一增大單級容量（三）高速化一采用更高的比轉(zhuǎn)速電動發(fā)電機運行特點（1） 電機的雙向旋轉(zhuǎn)（2） 電動機的起動（3） 起動停機頻繁，工況轉(zhuǎn)換迅速（4） 多種復(fù)雜的過渡過程電動發(fā)電機的起動方式電動發(fā)電機在電動機工況（水泵水輪機的水泵工況）的起動方法，對多機組合式機組與可逆式機組，有著本質(zhì)上的區(qū)別。對于組合式機組。抽水工況和發(fā)電工況的旋轉(zhuǎn)方向一致，故電動機工況起動方式比較簡單，一般由主水輪機或附加的小的起動水輪機將機組起動到額定轉(zhuǎn)速，并入系統(tǒng)，然后關(guān)閉水輪機的進水水路，開啟水泵的出水閥，機組即進入抽水工況;對于可逆式機組，由于發(fā)電和抽水的旋轉(zhuǎn)方向不同，其電動機工況的起動方式要復(fù)雜得多。常用的異步起動、同步起動、半同步起動、同軸小電機起動和靜止變頻器起動等五種方式抽水蓄能電站建筑物的特點⑴具有上下兩個水庫，⑵不需大邀水源。⑶水頭較高。⑷機組的裝置高程低。⑸庫水位變化劇烈、頻繁。（6）水庫滲漏危肖大。進（出）水口特點（1） 雙向水流。在進水時，作為進水口，應(yīng)使水流平順地收縮；在出水時，作為出水口，又要使水流平順地擴散。水流在兩個方向流動時均應(yīng)保證流速分布均勻、水頭損失小和無旋渦，故進出水口的輪廓尺寸較長，對設(shè)計的要求較高。（2） 水頭損失要小。由于發(fā)電及抽水時均要過水，因此水頭損失要求更小些，否則整個系統(tǒng)的總效率將降低。（3） 掩沒深度小。抽水蓄能電站的水庫較小，有些是半挖半填構(gòu)成，為了充分列用水庫容積.水庫的工作深度大，死庫存小.進出水口即使放在較低的位置有時也難獲得足夠的淹沒深度，而不得不采用消渦柵等結(jié)構(gòu)以消除挾氣旋渦和攔污柵等結(jié)構(gòu)的振動（4） 過柵流速大。由于經(jīng)濟的原因、進出水口常采用較大的流速，從而導(dǎo)致過柵流速較人，流速分布也常不均勻.水流在柵條尾部發(fā)生分離，形成旋渦脫落，所產(chǎn)生的擾流頻率接近攔污柵的自振頻率，即可能誘發(fā)掀動，同時，較大的過柵流速會造成較大的水頭損失。（5） 抽水蓄能電站的輸水道與水庫的接口是雙向的。隨著上水庫構(gòu)造形式的不同，上水庫進出水口有側(cè)式和豎井式兩大類，下水庫則一律使用側(cè)式進水口。（6） 避免或減輕水庫水體發(fā)生環(huán)流。抽水蓄能電站的上、下庫庫容一般不太大，放流時，有可能造成整個水庫水體發(fā)生環(huán)流，引起某些不良后果。因此在設(shè)計進（出）水口時應(yīng)避免或減輕這種不良后果。進（出）水口設(shè)計的要求和考慮因素在設(shè)計進（出）水口時，主要應(yīng)滿足：A進水時不進氣，要防止或減小旋渦的發(fā)生；B出水時水流能均勻擴散；C進（出）水時水頭損失均盡可能減少。在滿足上述要求下，盡量節(jié)省工程量。壓力管道的布置形式及襯砌形式布置形式：斜井、豎井、平洞。豎井：常用于首部式開發(fā)的地下電站，豎井的開挖、鋼管的安裝、混凝土的回填，一般都自下而上進行。斜井：適用于地面和地下廠房，采用得最多。為了施工出渣方便，傾角大于45。（自下而上開挖）；傾角不大于35。（自上而下），應(yīng)用較少。平洞：作為過渡段使用。盡量布置在堅固完整的巖體中。襯砌形式：對地下埋管而言，襯砌有兩大類：平整襯砌，目的是減少糙率，并且防止局部的巖塊坍落。如果覆蓋厚度、地應(yīng)力、水力劈裂試驗均已滿足要求，即可以只作平整襯砌。平整襯砌不承受內(nèi)水壓力，襯砌可以是透水的，水道放空時，外水壓力也同時消失，因此襯砌也不承受外水壓力。平整襯砌用普通混凝上澆筑而成，只在頂拱部位作低壓回填灌漿，襯砌厚度能便于施工即可，一般為40cm。承受內(nèi)水壓力的襯砌，除了有平整襯砌的作用外，還要承受內(nèi)水壓力，不漏水或基本不漏水。當(dāng)覆蓋厚度（或地應(yīng)力，或水力劈裂試驗）不能滿足要求時，就應(yīng)采用這種襯砌。承受內(nèi)水壓力的襯砌有以下幾種型式：⑴鋼襯外面回填混凝土，以將部分內(nèi)水壓力傳遞到周圍的巖體上去。鋼板與山巖是聯(lián)合承擔(dān)內(nèi)水壓力，山巖的承載比決定于圍巖的好壞和回填混凝土的質(zhì)量，一般可在40%以上，有時可達70-80%。當(dāng)水道放空時，山體中的外水壓力一時不會消失，鋼板又不透水，因此鋼板有外壓失穩(wěn)的問題，需要驗算。（2）用普通鋼筋混凝上襯砌來承擔(dān)內(nèi)水壓力。其作用是有限的，內(nèi)壓稍大，襯砌就會產(chǎn)生裂縫而漏水。不許裂縫發(fā)生，實際上是不可能的。限制裂縫寬度，鋼筋無法充分發(fā)揮作用，漏水問題同樣存在。鋼筋混凝上襯砌外面常進行大量的回填灌漿與固結(jié)灌漿，歸根結(jié)底，內(nèi)水壓力仍得由山巖承擔(dān)。（3） 預(yù)應(yīng)力灌漿混凝土襯砌。（4） 雙層混凝上中夾薄鋼板或高分子材料的復(fù)合襯砌。后兩種型式的內(nèi)水壓力仍由山巖承擔(dān)。因此，首先也要滿足覆蓋厚度、地應(yīng)力或水力劈裂試驗的要求。否則襯砌在受內(nèi)水壓力后有裂開的可能。當(dāng)然，這些襯砌對減少滲漏量還是有效的。分岔管的功用、特點及布置形式1、 功用：作用是分配水流。采用聯(lián)合供水或分組供水時，需要設(shè)置分岔管，岔管位于廠房上游側(cè)。2、 特點水流條件較差，引起的水頭損失較大；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，管壁厚，構(gòu)件尺寸大，造價較高；受力條件差，雙向水流，所承受的靜動水壓力最大，又靠近廠房，其安全性十分重要；我國已經(jīng)建成的水電站岔管大多數(shù)屬于地下岔管，但大多按明管設(shè)計，即不考慮周圍巖體分擔(dān)荷載。3、 布置