２０１２年第１Ｏ期 东北水利水电 ［文章编号］ｌＯＯ２一ｏ６２４（２ｏ１２）１ｏ一００９一ｏ２ 混合式开发白山抽水蓄能电站分析 吕永明 （中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春１３００２１） ［摘要］文章通过对白山抽水蓄能电站，分析了混合式开发抽水蓄能电站优越性，为其他常规 梯级混合式开发提供了参考。 ［关键词］蓄能电站；混合开发；效益分析 ［中图分类号］ＴＶ２２ ［文献标识码】Ａ １工程概况 制，尖峰时一般只能开启３台机，闲置２台机。若安装两台 白山抽水蓄能电站位于吉林省桦甸市与靖宇县交界 １５０ ＭＷ的大型水泵，每天可以在电网负荷低谷时利用现 的第二松花江上游，距下游红石水电站３９ ｋｍ，丰满水电站 有线路倒送电启动水泵抽水，将下一梯级红石水库存水抽 ２５０ ｋｍ。右岸一期电站装机３台，左岸二期电站装机２台， 到上一级自山水库。这样，在电网负荷高峰时白山电站可 共５台常规发电机组，总装机容量１ ５００ ＭＷ。白山抽水蓄 开启４￣５台机进行调峰，且顶峰时间也可加长，增发调峰 能电站以白山水库为上库，红石水库为下库，安装２台可 电量。由此可见，水泵运行可起到填谷调峰的作用，这对缓 逆机组，单机容量１５０ ＭＷ，总装机容量３００ ＭＷ，最大工 解东北电网填谷调峰矛盾，确保东北电网安全稳定地运行 作水头１２３．９ ｍ。白水水库（上库）正常蓄水位４１３ ｍ，红石 起到了十分重要的作用。 水库（下库）正常蓄水位２９０ ｍ。多年平均抽水耗电量 ３白山抽水蓄能电站混合式开发研究及效益分析 ６．２４ｘ１０。ｋＷ・ｈ，年平均发电量４．８１Ｘ１０８ ｋＷ＂・ｈ，综合效率 ３．１开发研究 达到Ｏ．８以上，保证出力增加５４ ＭＷ。 白山抽水蓄能电站，是乖Ｕ用已建的白山水库为上库 白山抽水蓄能电站工程布置于白山大坝左岸，电站枢 （上池）和红石水库为下库（下池），在白山增设抽水蓄能机 纽主要由－Ｆｇｇ进／出水口引渠、下库进／出水口、引水洞、地下 组，电网低谷时利用火电剩余的电力，抽下库水至上库，既 厂房及附属洞室、尾水洞和上库进／出水口等建筑物组成。 可以为电网填谷，又可以增加白山水库的水量，提高白山 ２工程建设的必要性 电站尖峰运行小时数，增设２台１５０ ＭＷ蓄能机组，为电 东北地区水能资源不十分丰富，比较好的常规水电站 网填谷３００ ＭＷ。尽管水头不是很高，但是。由于上下库是 站点基本上已开发完。随着用电负荷和峰谷差的逐年增 利用现有工程而不增加土地淹没、移民安置、环保费用和 加，火电参与调峰的局面仍不会改变且满足不了电网调峰 另建输电线路，与新建抽水蓄能电站相比，可有效节省工 的要求。东北电网既缺少调峰电力，又缺少填谷负荷的矛 程投资。 盾更加尖锐。 由于混合式抽水蓄能电站总装机容量较大，其发电过 借鉴世界发达国家的水电发展过程与经验，结合东北 流能力也较大。也为汛期适当抬高水位运行提供了条件， 电网的具体情况，认为对东北地区已建成的梯级水电站进 当这种“水头效益”多发的电大于抽水损失电能指标时，对 行扩建改造，使其变成具有抽水蓄能功能的混合式抽水蓄 整个电站效益而言就是１ｏ换１ｏ多。经计算分析及运行检 能电站是东北电网解决填谷调峰矛盾的一个重要途径。 验，白山抽水蓄能电站机组总效率超过了７５％。 白山电站现安装有５台单机容量为３００ ＭＷ的常规 ３．２效益分析 １）增加火电的调峰能力。白山抽水蓄能电站投产后， 水轮发电机组，除７，８两月主汛期外，由于受库水量的限 相当于在电网低谷时增加了３００ ＭＷ填谷负荷。按全网火 ・９・ 规划设｛ 东北水利水电 ２０１２年第１０期 电压出力调峰范围为２５％计算，则在低谷时火电可多开机 ４００ ＭＷ，也就是说在负荷尖峰时火电多顶４００ ＭＷ的调 量４００ ＭＷ。否则，如按隔日开停机参与调峰，必将减少火 电机组的发电小时数，还恶化了火电机组的运行状况，煤 耗加大，增加了火电厂的运行成本。 ３．３社会、经济和环境效益 峰电力。这对缓解电网在尖峰与低谷间两头够不上的矛盾 将起很大作用。 ２）可改善全网水电机组在负荷图上的工作位置，充分 发挥各水电站的调峰作用。蓄能电站投产后，由于火电可多 顶４００ ＭＷ的调峰电力。使水电机组在负荷图上的工作位置 向上移，即全网有限的水电保证电量能全部用于最佳工作小 １）工程建成后，每年发电４．８１ｘｌＯ８ ｋＷ・ｈ，创产值１．２ 亿元。大大缓解了东北电网用电紧张的局面，改善了东北 电网调峰现状，保障了东北电网安全稳定运行。 ２）抽水蓄能电站利用原有左岸二期电站开关站及输电 线路，不需另建，仅对开关站进行部分改造，仅此一项就节省 投资约８００万元，济效益显著。 ３）２号蓄能机组主机、调速设备、励磁装置均实现国产， 时的位置，可释放全网水电出力的平均值约为７２３ ＭＷ。 ３）可以提高水库运行水位，减少受阻出力。水泵每天 抽水约６２５万ｍ３，除去大汛期７，８两月，年抽水按３００ ｄ 考虑，年可抽水１８．７５亿 ，占自山水库年平均入库水量 ７５．３亿ｍ３的２５％。这是用电网低谷时多余的火电换来的 仅此一项就节省投资近１．８６亿元，社会和经济效益显著。 ４）白山抽水蓄能电站运行后，上库因水位变动频繁及 水温的变化。使水库表面冬季结冰封库现象消失，不但消 除了冰推力对建筑物的破坏，还增加了发电水头，经济效 益显著。 ５）白山抽水蓄能电站布置为地下洞室群，主体工程施 工作业面大部分位于地下，与常规水电站或抽水蓄能电站 相比，对地表扰动较小，对生态环境影响降到了最低程度， 社会和经济效益显著。 水量，相当于人为地增加了天然径流量，改变了径流特性。 以此可形成新的水文系列，用这一新水文系列对白山水库 进行水能计算，可重新选择死水位和编制水库调度曲线。 这样必将抬高死水位和多年平均水头，使水电机组减少受 阻出力，这项效益也将十分显著。 ４）减少火电机组的闲置容量，提高火电机组的利用小 时数，增加火电发电量。蓄能电站投产后，每日低谷时抽水 ７ ｈ，增加火电发电量２１０ ｋＷ・ｈ，其它时间（约１１ ｈ）开机 ４００ Ｍｗ，增加火电发电量４３９．２万ｋＷ・ｈ，累计火电日增 加发电量６４９．２万ｋＷ・ｈ。这意味着减少火电机组闲置容 【收稿日期】２０１１—０７－１１ （上接第４页） 仅第一级防洪要求增加０．１０ ｍ。枢纽洪水计算成果见表６。 表６大雅河水利枢纽库堤结合方案枢纽洪水调节计算成果表 ５结语 综上所述，经大雅河水利枢纽工程削峰调节后，雅河 口组合流量减小，回水堤防整修规模也相应减小，经计算， 可降低投资１７４．５万元，但是大雅河枢纽工程却因该防洪 任务增加投资２９０．３８万元，大雅河水利枢纽结合雅河口回 水堤防洪方案不够经济。 通过全区洪水调节成果可以看出，由于大雅河水利枢 纽工程防洪库容太小，针对２％频率洪水情况，经过水库蓄 洪错峰运行后，雅河口组合流量为１ ８１８ ｍ３／ｓ，可以使雅河 口天然洪峰流量２ ０７０ ｍ３／ｓ消减２５２ ｍＶｓ。占雅河口５０年 一建议修建雅河口回水堤防承担新型产业园防洪任务， 大雅河水利枢纽工程单一防洪目标就是承担下游普乐堡 镇防洪任务。 【参考文献］ 遇设计洪水的洪峰的１２．ｏ％。经计算，削峰后雅河口回水 考虑雅河口防洪情况，大雅河水利枢纽工程投资相对 原设计方案（只保证普乐堡镇的防洪要求）的工程投资方 案增加２９０．３８万元，其中闸门增加１３０．６６万元，启闭机增 加８２．３７万元，水工增加７７．３５万元。 堤防工程总投资可以降低１７４．５万元。 ［１］叶守泽．水文水利计算Ｉｒａ］．北京：中国水利水电出版社， １９９４． ［２］武汉水利电力学院，西北农学院，华中工学院．水能利用 ［Ｍ］．北京：电力工业出版社，１９８１． 【收稿日期】２０１２—０４—１７ ・ １０・