四川省抽水蓄能发展思考和总结

四川省发展抽水蓄能以多元开发保障电力供应。结合近几年四川省抽水蓄能规划设计经验,系统阐述了在负荷持续刚性增长背景下,四川省抽水蓄能作为重要的多能互补电源,从双碳目标下能源电力保供、满足负荷中心调峰、促进风光新能源开发等方面的开发必要性。考虑到四川省源荷异地特点下,四川省不同抽水蓄能发挥的功能和作用不同,应在新能源集中区域和靠近负荷中心合理布局,提出了四川省抽水蓄能的开发方式,根据需求和工程实际情况,可因地制宜发展适度规模的混合式抽水蓄能和中小型抽水蓄能。同时,详细总结了四川省抽水蓄能前期工作和开发建设中需要关注的重要关键技术问题,如识别移民环保敏感对象、水文泥沙措施可行经济、复杂地质条件可行、已有工程结合影响、高海拔机电设备适应性等。结合工作经验,提出了四川省抽水蓄能发展建议。

全功率变速抽水蓄能技术应用前景研究

全功率变速抽水蓄能机组具有诸多技术优势,但受大功率变频装置制造难度及成本制约,目前仅在中小容量机组上具有应用经济性。中小型抽水蓄能电站与全功率变速机组完美适配,打开了其推广应用空间。为促进抽水蓄能全功率变速技术的国产化、规模化应用,满足新型电力系统更优质的调节能力需求,首先介绍了变速抽水蓄能技术原理及其发展现状,然后从技术优势、应用场景和发展面临的挑战三个方面分析全功率变速抽水蓄能技术的发展前景,结果表明缺乏科学的变速机组作用效益量化评估方法、相关工程配套设计以及全功率变速机组实际运行经验,是当前制约全功率变速技术推广的主要因素,建立变速机组应用收益指标评价体系、加快推进全功率变速机组相关配套设计、因地制宜开展中小型抽水蓄能全功率变速机组示范工程建设是破解上述问题的关键之要,可为后续全功率变速技术在中小型抽水蓄能项目落地应用、高质量服务新型电力系统提供参考。

新形势下湖北中小型抽水蓄能电站选点关键因素探讨

基于湖北省面临新能源大规模发展、新时期以清洁低碳能源为主体的新型能源系统的需求以及生态环境保护和高质量发展同等重要的时代背景的新形势要求,较为系统地分析了中小型抽水蓄能电站选点关键因素,包括电力市场需求、与负荷中心和风光电富集区的距离、接入电网系统的条件、水库效益补偿、移民搬迁、基本农田占用、饮用水源地和生态红线占用等外部敏感制约因素,旨在“共抓大保护,不搞大开发”的时代背景下,能更好更精准筛选出条件优越且易于顺利落地实施的站点。

抽水蓄能电站勘探平洞掏槽爆破方法研究

为解决抽水蓄能电站勘探平洞钻爆掘进单循环进尺低问题,加快抽水蓄能电站工程地质勘察施工进度,提出了“大直径空孔环+桶式多阶段”新型掏槽方法,并分析了其参数合理性和破岩机理。工程实例应用表明,掏槽方法可将抽蓄勘探平洞(小断面)单循环平均进尺、月平均进尺分别提高并稳定在3.12 m和280 m水平,在抽蓄勘探平洞(小断面)钻爆法快速施工中具有显著适用性和优越性,同时,在抽蓄勘探平洞、矿山岩巷、抽蓄排水廊道等有快速掘进需求的小断面隧洞中具有极高的推广应用价值。

基于特征值分析法的含双调压室抽水蓄能电站小波动稳定分析

为研究含上、下游双调压室的抽水蓄能电站输水发电系统小波动稳定性,基于状态空间法推导了系统稳定分析的状态矩阵方程,运用相关因子分析法确定了系统的特征值与状态变量的对应关系,结合状态矩阵特征值研究了系统小波动振荡特性。结果表明:状态矩阵特征值存在4对共轭复根,表明系统存在4个振荡环节,共轭复根实部反映了振荡环节的衰减趋势,虚部反映了系统振荡环节的振荡角频率;上、下游调压室内水位波动共同引起机组转速尾波低频振荡,增大两调压室面积可以降低转速尾波振荡角频率,增加尾波振荡衰减指数,有利于系统低频振荡稳定性;系统小波动振荡稳定性与调速器参数密切相关,较小调速器参数组合导致导叶开度变化和压力管道流量变化之间产生相位差,在调节过程中不断放大,系统振荡失稳,增大调速器参数可以增大机组转速主波振荡衰减指数,降低主波振荡角频率,提高系统高频振荡稳定性。

抽水蓄能机组小波动等幅振荡特性与工况点的关联规律

抽水蓄能机组的动态调节稳定性是电站参与电网调峰调频、支撑新能源消纳的关键,而机组在小波动过渡过程工况中的等幅振荡特性,是研究系统稳定性及稳定临界工况的要点。本文采用抽水蓄能机组调节系统的小波动数学模型,运用MATLAB仿真分析工况点的稳定余量,阐释了系统关键时间常数对等幅振荡工况点的影响,揭示了等幅振荡特性与工况点的关联规律。结果表明:水流惯性时间常数Tw的增大使系统等幅振荡工况点的位置向单位转速增大方向移动,机组惯性时间常数Ta的增大使系统等幅振荡工况点的位置向单位转速减小方向移动;随着工况点单位转速的增大,等幅振荡的幅值减小,频率增大;随着工况点开度的增大,等幅振荡的幅值增大,频率减小;Tw对频率的影响呈负相关;Ta对振幅的影响呈负相关。

TBM超小转弯曲线小直径直线、过渡段及曲线段掘进关键技术研究

抽蓄工程TBM隧洞施工具有超小开挖断面、较大的区间长度、超小的转弯半径、连续多次转弯等特点。TBM超小转弯曲线小直径直线、过渡段及曲线段掘进关键技术难度非常高,通过理论研究、数值分析、现场试验和监测反馈等手段,对不同工况掘进参数和隧道成型效果进行研究分析,形成一套抽蓄工程TBM超小转弯曲线小直径直线、过渡段及曲线段掘进成套技术,并成功应用于浙江衢江抽水蓄能项目、浙江永嘉抽水蓄能项目,形成了一套抽蓄项目抽蓄工程TBM超小转弯曲线小直径直线、过渡段及曲线段掘进的工艺标准和施工方法。

抽蓄工程TBM地质钻探、超前探测智能化施工技术研究

抽蓄工程TBM隧洞施工具有超小开挖断面、地质条件复杂多变及多断层破碎带的特点。针对排水廊道隧洞、探洞、交通中导洞等洞室复杂地质预报、探测、分析、处置应对等难点,对TBM施工地质钻探和超前探测系统进行研究创新,通过理论研究、数值分析、现场试验和探测反馈、综合处置等手段,对不同地质状况探测数据和特征进行研究分析,形成一套抽蓄工程复杂地质超小断面TBM地质钻探和超前探测智能化施工成套技术,并成功应用于浙江衢江抽水蓄能项目、浙江永嘉抽水蓄能项目。

含上、下游双调压室的抽水蓄能电站小波动涌浪特性研究

为研究含上、下游双调压室的抽水蓄能电站小波动涌浪特性,基于状态空间法推导了该布置类型的抽水蓄能电站小波动数学模型,通过数值模拟求解上、下游调压室涌浪时域过程,采用快速傅里叶变换(FFT)得到了上、下游调压室涌浪频域过程,在不考虑调速系统和调压室系统发生水力耦合的情况下,建立压力管道流量与调压室水位之间的传递函数,进而得到了调压室系统幅频特性。结果表明,上、下游调压室涌浪幅值最大时对应的输入信号频率与调压室系统固有频率相近,调压室涌浪振荡频率对应机组转速尾波振荡频率;调压室涌浪特性与调压室面积和输水隧洞水头损失系数密切相关,增大两调压室面积可降低上、下游调压室涌浪的频率和幅值,系统稳定性增强;输水隧洞水头损失系数变化对上、下游调压室涌浪振荡频率无影响,对上、下游调压室涌浪幅值影响较大,且水头损失系数越大涌浪幅值越小,系统稳定性越好。

大直径大坡度连续超小半径转弯TBM关键技术研究及应用

为解决抽水蓄能电站交通洞、通风洞开挖断面大、水平转弯半径小、纵坡坡度大且变化频繁,常规TBM无法施工的难题,以抚宁抽水蓄能电站交通洞和通风洞为背景,分析大直径、超小半径转弯、大坡度隧洞采用TBM施工的重难点,从整机方案选型、关键部件设计、出渣方式创新等方面入手,设计一种大直径大坡度超小半径转弯TBM。实践证明:1)在抽水蓄能电站进厂交通洞和通风洞采用大直径超小半径转弯TBM施工切实可行,且具有施工效率高、环境破坏小、绿色低碳等优点;2)采用双护盾主机并结合锚喷支护形式创新集成设计的TBM能够适应大直径超小半径转弯工况;3)在双护盾TBM的支撑盾上集成设计钢筋排存储系统方案可行;4)“旋转栈台+胶轮自卸车”的出渣运输体系能够解决大坡度、连续多次超小半径转弯工况下TBM出渣及物料运输难题,且施工成本相对较低,故障率相对较少,但其影响TBM掘进速度,出渣时阻碍物料运输及人员通行,不利于文明施工;5)在连续超小半径转弯、大坡度工况下采用组合式皮带机出渣的方案是可行的,且组合式皮带机出渣方案在提高TBM掘进速度方面具有突出的优势,但其皮带跑偏调整技术和“多级控制、顺序启停”的控制系统有待进一步研究。

复杂地层小曲线半径长距离TBM可靠性选型关键技术研究

随着国家抽水蓄能项目的大力发展,越来越多的抽水蓄能项目发展开来,并且随着我国机械化作业的改革,越来越多的隧道采用硬岩掘进机进行施工作业,而且抽蓄工程排水廊道隧洞具有长距离、超小曲线R=30 m、小断面等难点,对设备选型关键技术要求非常高,通过对TBM设备的刀盘刀具、盾体设计、出渣皮带机配置、隧道除尘降温成套技术进行研究,解决设备使用关键性难题,并成功应用于浙江衢江抽水蓄能项目、山西垣曲二期抽水蓄能电站地质勘探平洞项目。

超小半径段TBM硬岩掘进参数及刀盘研究施工技术

TBM施工具有快速、高效、安全等优点,但同时存在施工断面小、地质岩石复杂多变、转弯半径超小等施工难点。重点以浙江永嘉抽水蓄能项目进厂交通洞TBM在30m超小半径曲线施工为例,对超小半径段TBM硬岩掘进施工、掘进参数及刀盘进行深入研究,总结出刀盘高转速、低贯入度,掘进高推力、低扭矩的掘进参数选取原则,研究出加强刀具与围岩适应性,合理选择刀具,采用调整刀盘刮板座结构、易损件改用耐磨材料、优化刀盘喷水结构等刀盘升级措施保证刀盘刀具使用寿命。形成了一套超小半径段TBM硬岩掘进参数及刀盘研究施工技术。

广东省中小型抽水蓄能电站建设浅析

结合我国中小型抽水蓄能电站开发利用现状,梳理了广东省中小型抽水蓄能电站建设条件,并从制约因素、厂房布置形式、机电设备选型等方面与大型抽水蓄能电站进行了对比。从广东省32个重要县级区普查出50个条件相对较好的资源站点,经统计,50个站点总装机规模为464万kW,平均单点规模为9.3万kW,平均毛水头为141 m,平均调节库容为192万m 3,综合比较下,珠三角、粤北分区的中小蓄能的站点禀赋较优,粤东、粤西次之。最后初步分析了接入系统原则,提出了审批程序优化的建议,可供广东省中小型抽水蓄能建设规划参考。

永嘉TBM通风及散热施工技术研究

抽蓄工程TBM隧洞施工机械作业密集、高地温及高散热等特点。TBM及后配套装备的通风散热系统研究创新、小断面通风降温抑尘等关键技术难度非常高,通过理论研究、数值分析、现场试验和监测反馈等手段,对不同工况进行通风、散热、抑尘等参数和效果进行研究分析,形成一套抽蓄工程超小断面长距离超小转弯半径隧洞TBM通风散热抑尘成套技术,并成功应用于浙江衢江抽水蓄能项目、浙江永嘉抽水蓄能项目,形成了一套抽蓄项目TBM施工的通风、散热、抑尘的工艺标准和施工方法。

特殊地质长距离小断面TBM施工散热关键技术研究

抽蓄工程TBM隧洞施工具有散热难等问题。针对排水廊道隧洞、探洞、交通中导洞等洞室特殊地质长距离小断面TBM施工散热控制是难点,对特殊地质长距离小断面TBM施工散热关键技术要求非常高,通过理论研究、数值分析、现场试验和监测反馈等手段,对不同工况TBM施工散热控制参数和效果进行研究分析,形成一套抽蓄工程特殊地质长距离小断面TBM施工散热控制成套技术,并成功应用于浙江衢江抽水蓄能项目、浙江永嘉抽水蓄能项目,形成了一套抽蓄项目抽蓄工程特殊地质长距离小断面TBM施工散热控制的工艺标准和施工方法。

特殊地质TBM施工隧洞岩爆释能关键技术研究

抽蓄工程TBM隧洞施工具有岩爆等难题。排水廊道隧洞、探洞、交通中导洞等洞室特殊地质TBM施工隧洞岩爆释能等难点对特殊地质TBM施工隧洞岩爆释能关键技术要求非常高,通过理论研究、数值分析、现场试验和监测反馈等手段,对不同工况岩爆释能参数和效果进行研究分析,形成一套抽蓄工程TBM特殊地质TBM施工隧洞岩爆释能成套技术,并成功应用于浙江衢江抽水蓄能项目、浙江永嘉抽水蓄能项目,形成了一套抽蓄项目抽蓄工程TBM特殊地质TBM施工隧洞岩爆释能的工艺标准和施工方法。

抽水蓄能电站小断面导流隧洞从上游封堵的方案与研究

对于土石坝来说,导流隧洞可布置在岸边山体内,对大坝施工影响较小,因此,常选用导流隧洞作为土石坝的导流方式。某些抽水蓄能电站小断面导流隧洞由于受施工条件限制,难以从下游进行堵头混凝土浇筑,文章结合实践工程案例分析了从上游进入洞内进行堵头混凝土浇筑的工程条件、施工方案、存在的风险以及实施效果。

小型抽水蓄能技术发展现状及应用前景

抽水蓄能是电网调峰的有效手段之一,当今世界抽水蓄能机组的发展方向是高水头化、大容量化和高转速化。按照机组类型,抽水蓄能机组可分为四机分置式、三机串联式和二机可逆式机组,其中由可逆水泵水轮机和发电电动机组成的二机可逆式机组是目前的主流结构。我国抽水蓄能电站建设于20世纪90年代后步入发展快车道,目前电站的整体设计、制造和安装已达到国际先进水平。随着分布式能源的开发利用和智能电网的发展,分布式储能成为新的发展趋势,而分布式抽水蓄能将成为值得广泛推广的技术。小型抽水蓄能既可以与大型抽水蓄能实现优势互补,也可以独立协调各种分布式电源,解决分布式能源和微电网系统供电质量差、可靠性低等问题,具有工程位置灵活、投资少、见效快、对输电线路要求较低以及能够较好解决个别单位和部门峰荷需要等优点。国内外已经开展了小型抽水蓄能电站的研究、实施和工程应用,积累了可供借鉴的宝贵经验。高水头混流式水泵水轮机技术是当前的研究热点,主要集中在500~700m高水头水泵水轮机的研究,涉及水力性能、结构性能以及试验等。如果国家能够建立起有效机制,充分调动地方和企业投资小型抽水蓄能电站建设的积极性,那么它将具有广阔的发展前景。

梯级水光蓄互补联合发电关键技术与研究展望

梯级水光蓄互补联合发电技术将梯级小水电、光伏和抽水蓄能密切结合起来,以实现多种可再生能源互补优化。该文总结了近年来可再生能源互补联合发电的研究现状,分析了水光蓄互补模式,从中长期电量互补、短期调度计划互补、实时控制互补三个层面分析了梯级水光蓄互补联合发电面临的科学问题和关键技术。在此基础上,从容量配置与优化规划、联合运行控制与智能调度、变速恒频抽蓄成套设备研制以及应用示范四个方面,提出了梯级水光蓄互补联合发电系统的研究框架,为梯级水光蓄互补发电技术研究和相关工作开展提供了部分思路。

大口径方光束片状放大器小信号增益实验研究

介绍了一台 2 4 cm× 2 4 cm的大口径钕玻璃片状放大器 ,并且在不同充电电压下进行了实验测试。在充电电压为 2 2 k V、泵浦能密度为 1 4 .62 J/cm3的条件下 ,获得了 4 .9% cm-1的小信号增益系数和 2 .4 3 %的储能效率。