NB/T 35009-2024修订内容解读及抽水蓄能电站标准化工作历程回顾

本文回顾了抽水蓄能电站选点规划标准化工作历程,从90年代选点规划工作范围逐步扩展,一批代表性站点规划落地,选点规划思想逐渐成熟,首版标准于2003年编制完成。到2009年全国范围抽水蓄能电站选点规划系统性开展,继22个省(区、市)完成选点工作,第二版标准修订完成,有效指导了实践工作。随着抽水蓄能电站选点规划的管理流程和技术路线不断成熟,选点规划已成为前期工作和开工建设的重要基础。双碳目标提出以来,抽水蓄能中长期发展规划为行业发展带来新机遇新挑战,第三版标准修订工作适时开展,区分功能定位、明确技术要求,积极响应了当前新能源和抽水蓄能行业高质量发展的要求。

云南富民、泸西、禄丰抽水蓄能电站水泵水轮机主要参数

云南富民、泸西、禄丰3座抽水蓄能电站是国家《抽水蓄能中长期发展规划(2021—2035年)》和《云南省抽水蓄能中长期规划》“十四五”重点实施项目,装机容量分别为1400、2100、1200 MW。水泵水轮机主要参数的合理选择是抽水蓄能电站安全投运及机组稳定运行的重要保障对富民、泸西、禄丰抽水蓄能电站可行性研究阶段水泵水轮机主要参数选择进行了介绍,为后续工作打下了良好的基础。

混合式抽水蓄能电站对下泄水温影响的数值模拟研究

【目的】混合式抽水蓄能电站运行特性与常规电站相比存在差异,本文旨在掌握抽水蓄能电站水温的变化规律,为水库管理调度提供参考。【方法】以紧水滩水库为研究对象,采用MIKE3水温模型模拟不同进/出水口高程以及不同抽水流量工况的下泄水温,据此探讨混合式抽水蓄能电站对下泄水温的影响。【结果】抽蓄水流会对下泄水温产生影响,相对于现状无抽水工况的下泄水温,抽蓄工况下的下泄水温基本表现为5—9月略有下降,其余月份略有升高,下泄水温的最大降幅不超过0.7℃,最大升幅不超过0.8℃。【结论】进/出水口高程对于下泄水温影响较大,且高程越低,下泄水温差异越大。然而抽水流量对于下泄水温差异影响并不显著,但整体上也呈现出随着抽水流量增加,水温差异增大的趋势。

抽水蓄能电站防沙措施研究

以典型抽水蓄能电站为研究对象,开展了水库防沙措施研究。针对复杂工程条件,在分析各种防沙布置措施的基础上,考虑以沉代拦、导沉结合,提出导沙堤和尾水明渠相结合的防沙布置型式。经过数值模拟和物理模型验证,该型式减少过机泥沙效果明显,水力学参数合理。研究成果可为类似工程规划、设计和运行提供参考。

某抽水蓄能电站抽水断电过渡过程复核分析

抽水蓄能电站的抽水断电过渡过程威胁电站抽水工况的运行安全。以某实际抽水蓄能电站工程为例,在对电站抽水稳态工况复核的基础上,反演模拟了抽水蓄能电站单机抽水断电过渡过程,分析了数值模拟与原型实测结果之间存在偏差的主要原因。最后,对电站双机抽水断电工况进行了预测模拟。结果表明:单机抽水断电数值仿真模拟计算的过渡过程时域曲线与实测值时域过程的波动趋势基本一致且吻合良好,产生偏差的原因主要包括数值模拟中输入参数的不确定度及简化处理,以及过渡过程中真实压力脉动的影响。在对双机抽水断电工况进行预测模拟及修正后,过渡过程调保参数均未超过设计值,保障了电站抽水工况下的运行安全。反演分析成果可为其他抽水蓄能电站的设计及运行提供参考。

新型电力系统下抽水蓄能电站高质量发展探究

为实现“双碳”目标,我国新能源装机规模快速增长,建设以新能源为主体的新型电力系统势在必行。新型电力系统中新能源大规模并网,对灵活性资源有了更高要求。抽水蓄能电站作为技术成熟的储能电站,在解决以新能源为主体的新型电力系统负荷波动方面发挥重要价值,能够同时应对源荷双侧的挑战。然而,抽水蓄能电站成本回收机制的不清晰对其发展模式造成阻碍,本文依据抽水蓄能电站在不同市场环境下的价值属性,对抽水蓄能电站成本回收机制提出建议,推动我国抽水蓄能产业可持续发展,满足新型电力系统建设需要。

抽水蓄能电站厂用电系统备自投设计及实现

大中型水电站厂用电系统接线复杂,备自投动作逻辑也不简单,同时还需考虑两级备自投之间的动作配合。针对某抽水蓄能电站10 kV及0.4 kV厂用电系统备自投的设计原则、动作逻辑等方面开展了研究,提出两级厂用电系统备自投间的定值及动作时间配合方案,可以保证电站厂用电系统的安全可靠运行。

抽水蓄能电站无压泄洪洞台阶消能型式研究

基于甘肃某抽水蓄能电站泄洪洞洞内消能设计,探讨在流量及底坡恒定的条件下,台阶尺寸与消能率的相关关系,探寻台阶尺寸的初拟原则,采用现行NB/T 10867-2021《溢洪道设计规范》中跌落流上限及滑行流下限的经验公式(坡角范围为2.86°~59.53°)进行台阶消能流态的初步判别,通过Chanson半经验公式理论计算和CFD数值模拟水工隧洞底板布置不同台阶尺寸对应的消能特性。结果表明:在流量及坡度不变的情况下,台阶尺寸(台阶步长及高度)对消能率的影响有限;台阶尺寸越大,水力要素受流动边界条件影响和扰动越明显;初拟台阶尺寸时,应分析水流掺气点位置及出现掺气均匀流位置随台阶尺寸变化向上游移动的速率,同时结合实际边界条件、便于施工及后期运维等方面综合考虑,台阶高差宜控制在0.20~0.60 m。

山西垣曲抽水蓄能电站工程上水库挖填平衡分析研究

山西垣曲抽水蓄能电站上水库开挖和填筑工程量大,填筑料来自库内和库外两个料场。本文通过分析上水库各部位的施工进度计划,做到开挖与填筑总量平衡、时间协调,减少二次倒运和弃渣,避免增加工程的投资,可以为上水库开挖和填筑施工等提供技术支持。

辽宁大雅河抽水蓄能电站对大雅河水库影响分析

本文以辽宁大雅河抽水蓄能电站利用已建大雅河水库作为下水库为例,对大雅河水利枢纽工程改造进行分析,以确保其作为下水库的可行性;并从施工期和正常运行期两个阶段对大雅河水利枢纽现有工程任务的影响作出分析,结果表明施工期对大雅河水利枢纽现有功能没有影响,正常运行期仅年发电量稍有减少,均未对征地移民产生影响。该成果为抽蓄电站建设与运营管理工作起到一定的指导作用,并可为同类工程工作的开展提供参考和借鉴。

塔拉河抽水蓄能电站特征水位选择

抽水蓄能电站特征水位选择是抽水蓄能电站设计的重要内容。本文以塔拉河抽水蓄能电站为例,通过分析特征水位选择影响的因素,结合实际工程特点,基于土石方挖填基本平衡、最大扬程与最小水头比值符合机组稳定性要求等原则,确定上、下水库消落深度分配,进而拟定水库特征水位方案,本研究成果可为类似抽水蓄能电站特征水位选择提供参考借鉴。

抽水蓄能电站建设及运营对地下水环境影响研究——以陕西大庄里抽水蓄能电站为例

抽水蓄能电站以其可持续性和高效性的调峰、调频、调相及事故备用电站,是中国电网系统中的关键一环,其对地下水环境影响一直是建设发展的重点和难点。为探究抽水蓄能电站建设运营对地下水环境的影响,以陕西省抽水蓄能规划“十四五”重点实施项目大庄里抽水蓄能电站为工程实例,分析讨论抽水蓄能电站的建设及运营对地下水环境影响,通过分析区域水文地质条件,结合压水试验和水质分析,开展场地地下水环境评价,结合渗流场模拟,预测建设期和运营期地下水环境影响,提出相应的环境保护措施。结果表明:工程建设期及运营期对地下水环境的影响主要体现在地下水位的下降。上水库地下水埋深浅,水量不丰,库岸开挖将改变地下水的排泄条件,库周地下水位会发生10 m以内的小幅度下降;输水系统建设开挖将改变天然渗流场状态,导致沿线整体水位下降,局部降幅可达78 m;下水库坝、库地下水位埋深差异大,地下水坡降约为30%,开挖易于破碎花岗岩体处形成局部渗流和地下水排泄。研究成果对其他抽水蓄能电站地下水环境影响评价工作具有指导意义。

浑源抽水蓄能电站下水库拦排沙系统防沙效果的试验研究

设置拦排沙系统是缓解抽水蓄能电站泥沙问题的有效方法之一。为验证浑源抽水蓄能电站下水库拦排沙系统的防沙效果,建立了浑源抽水蓄能电站下水库泥沙物理模型,进行了不同频率洪水入库试验。通过比较有、无拦排沙系统的输沙量及悬沙特性,论证了拦排沙系统的拦沙效果,并分析了影响拦沙效果的主要因素。结果表明:不建拦沙坝情况,进入下水库的泥沙直接相关于上游水沙条件,其相关系数大于0.8;修建拦排沙系统后,进入下库沙量明显减少、悬沙粒径细化,拦沙效果与拦沙库淤积情况的相关系数均大于0.7,拦沙库的淤积情况是拦沙效果的主要影响因素,而上游水沙条件的影响较小。

汪清抽水蓄能电站输水发电系统渗控效果数值模拟研究

抽水蓄能电站输水发电系统埋深较大,受排水廊道、隧洞充水、复杂地质条件、天然地下水等多种因素影响,常形成复杂渗流场。依托汪清抽水蓄能电站工程,基于FEFLOW建立包含输水隧洞、地下厂房、排水廊道、围岩、断层的三维渗流稳态模型,分析了沿输水发电系统纵剖面的渗流场分布特征,并对各部位的渗流量进行预测。根据模拟结果对初始方案进行优化,修改方案取消了不必要的中平段排水廊道,并抬升下平段排水廊道使其以自流方式排出渗水,厂房区排水廊道和洞室群渗流量合计8048.16 m^(3)/d,为地下厂房排水泵选型提供了较大富裕度。修改方案取得较好的防渗排水效果,对类似工程的渗控措施优化具有指导意义。

不同市场环境下贵州省抽水蓄能电站的电价形成机制研究

在梳理我国抽水蓄能电站电价政策演变历程的基础上,针对贵州省电力市场的发展方向,制定了针对贵州省乌江流域抽水蓄能电站在不同电力市场环境下的电价形成机制,分别对现货市场形成前后电力市场环境下的电量电价和容量电价进行测算。结果表明,在不完善的电力市场环境下电站上网电价为0.351 5元/(kW·h),抽水电价为0.263 6元/(kW·h),站点容量电价为668.50~771.70元/(kW·a);在较完善的电力市场环境下峰谷电价差为0.331~0.504元/(kW·h),站点容量电价为586.17~689.37元/(kW·a),可认为现阶段未形成现货市场的情况下严格执行两部制电价是合理有效的,未来形成现货市场后将由市场竞争生成电价。

大型抽水蓄能电站地下厂房结构自振特性分析

自振特性分析是抽水蓄能电站地下厂房结构振动研究的基础。以丰宁抽水蓄能电站地下厂房为计算实例,建立了变速机组段地下厂房结构的三维有限元模型。首先采用模态分析方法研究了不同边界条件对地下厂房整体结构及楼板、立柱、楼梯、风罩和机墩等局部结构自振特性的影响,然后分析了丰宁地下厂房可能存在的振源,并对厂房整体及局部结构进行了共振复核。结果表明,上下游边墙弹簧约束条件的增强可以有效提高厂房整体结构自振频率,但对楼板局部自振频率的大小影响不大,对楼梯自振频率也无影响。固定边界使厂房整体结构各阶自振频率显著增大,对楼板、立柱、风罩和机墩等局部结构自振频率影响也较大。在可能的振源作用下,厂房整体结构和各局部结构发生共振的可能性很小。

大型抽水蓄能电站长直型隧洞风尘迁移规律研究

抽水蓄能电站地下洞室群施工存在通风难度大、风尘迁移变化规律无显著特征等难题,采用DPM气固两相流模型,针对地下洞室群中不同坡度的长直型隧洞进行数值试验研究,重点揭示了典型隧洞在不同施工条件下的风尘迁移规律及小粒径沉降粉尘分布特征。研究表明:不同区域粉尘质量浓度随风机风速的增大呈下降趋势,当风速增至21 m/s时开始升高;掌子面附近区域粉尘质量浓度随供风距离的增大呈上升趋势,当供风距离大于25 m时,风机风速不再满足隧洞内通风要求;掌子面附近区域粉尘质量浓度随隧洞坡度的增大呈显著上升趋势,通风管附近出现明显的粉尘空白带;小粒径沉降粉尘分布特征由通风管位置决定,沉降粉尘颗粒最多处位于通风管出口与掌子面之间,粒径分布较广,呈正态分布规律,在通风管出口正后方处急剧下降,并沿隧洞出口方向数量逐渐减少,平均粒径逐渐减小;流出洞外的粉尘颗粒平均粒径偏小。本研究可为抽水蓄能电站地下洞室群整体施工设计提供参考。

考虑调峰特性的抽水蓄能电站综合效能量化评估

在当前“双碳”目标的背景下,中国大力提倡能源转型,可再生能源发展迅速,其反调峰增大了系统的调峰压力。抽水蓄能电站作为重要调峰资源,是解决上述问题的有效手段之一,综合量化评估其在大规模风光并网下的效能,是对抽蓄电站的建设投资、运营设计和经济优化等工作提供科学决策的前提。为此,首先分析实际系统运行中抽蓄电站效能发挥的典型场景,并根据抽蓄电站的特性从不同维度建立了电站效能评价指标。然后采用模糊综合评价法构建了一套综合效能量化评估体系,运用改进层次分析法-CRITIC法的综合赋权法对各层指标赋权,并结合评价指标设置多层评价集,实现了对抽蓄电站从局部到整体的效能评估。最后,通过实例对综合效能评估模型验证分析,结果表明:构建的评价体系能较好地评估抽水蓄能电站的综合效能,研究结果可为中国蒙西地区抽水蓄能电站的建设提供指导,为其他地区抽水蓄能电站的效能评估提供指标和方法参考。

大型抽水蓄能电站地下厂房结构振动响应数值模拟研究

抽水蓄能电站振动问题较为突出,强烈的振动会严重影响机组和厂房的安全稳定运行。采用黏弹性人工边界模拟厂房与围岩连接处的边界条件,计算分析了丰宁抽水蓄能电站某机组段地下厂房整体结构的自振频率特性,并对其进行了共振复核;采用时程法计算分析了脉动压力作用下厂房结构的振动响应,并与实测数据进行了对比。结果表明:厂房整体结构前20阶自振频率范围为13.32~34.90 Hz,产生共振的危险性很低;楼板各测点竖向均方根加速度的计算值与实测值相差不大,说明所采用的数值分析方法是合理有效的;抽水工况下各典型部位最大振动响应均满足厂房振动控制标准,发电工况下除水轮机层楼板竖向最大均方根加速度超过人体健康评价标准外,其余结构的各项指标均满足厂房振动控制标准。

含混合式抽水蓄能电站的水光蓄日内互补运行研究

在传统水电机组基础上加入可逆式机组构成混合式抽水蓄能电站增加水电调节能力,可与光伏电站联合运行,平抑新能源发电的不稳定性。为研究不同季节典型日下,含混合式抽水蓄能电站的水光蓄互补运行方式,构建以发电量最大和出力波动最小为目标的水光蓄互补运行短期调度模型,提出双层嵌套模型求解思路,考虑光伏出力的波动性,求解不同运行工况下含混合式抽水蓄能电站的水光蓄互补运行短期调度模型。计算结果表明,在不同来水及不同光伏出力过程的前提下,混合式抽水蓄能电站可采取不同运行工况以满足目标函数,不仅可以促进光伏并网消纳,还可增加水电发电量,减少弃水,为大量光伏资源并网下混合式抽水蓄能电站运行方式提供参考。