抽水蓄能电站论文中英文

Goldisthal抽水蓄能电站的创新设计 论文 作者：Akristoff　　时间：2007-11-25 12:04:00　　来源：论文天下论文网 摘要：2003年9月30日，德国图林根州为1060MW的Goldisthal抽水蓄能电站举行了正式的落成典礼。本文着重对发电机组及其在线监测系统的创新设计做了总结回顾。 关键词：Goldisthal 抽水蓄能电站 创新设计 　　经过了六年多的施工建设，2003年2月3日，Vattenfall Europe Generation(VE-G) 1060MW的Goldisthal抽水蓄能电站第一台水泵-水轮机投入运行。 　　Goldisthal电站位于德国图林根州南部的Schwarza河上，是欧洲最大的抽水蓄能电站之一。最早的两个电站装机容量都是265MW，已经投入使用，并且成功地为Vattenfall的高压输电网送电。2004年伊始，另外两个变速机组也将投入运营。Goldisthal电站将会跻身于世界上最大的、最先进的抽水蓄能电站行列。 　　负责水泵-水轮机组（Konsortium Goldisthal水力发电站）的集团包括VA TECH Escher Wyss股份有限公司、Voith西门子水力发电站和CKD Blansko工程部门等等。发电机由ARGE AEV集团提供，包括Alstom Energietechnik股份有限公司和VA TECH ELIN股份有限公司。 　　土建工程包括发电主厂房、隧洞和上游水库，其承建者是ARGE PSW Goldisthal集团。 　　上游水库环形坝的沥青衬砌是由瑞士的Walo Bertschinger施工，下库主坝的沥青衬砌由Strabag完成。 创新与协作 　　Goldisthal是德国新近修建的唯一一座最大的水力发电设计方案，至少超前20年。由于它包括4个发电能力331MVA的机组，它不仅是世界上同类电站发电量最多的一座，最具能量的设备之一，而且还有一些创新点。 　　完全自动化环形焊接技术（TIG-Hot金属丝过程）首次应用于焊接钢制隧道内衬的环形接缝，达到了很高的安全性和焊接质量，其效率是手工焊接的两倍，而且证明对于高强度QT钢焊接是最好的。在点焊前，所有的焊接参数和程序都已经在VA TECH 水力发电站的林茨工厂按1∶1的比例原形展现。焊工的培训以及焊接程序的测试也将随后进行。 　　VA TECH Hydro对Goldisthal的提供范围包括变速异步发电机和同步发电机的详细设计，活动部分、轴承、轴和转动部分的生产，交流线圈的安装，所有装置安装和投入运营的监督管理，以及DIA Tech追踪诊断体系的安装。较大的水力发电设备，包括节制闸、叉管和所有的进、出口的水工钢结构都是由VA TECH Hydro和Linz提供的，电动机是由VA TECH Hydro和澳大利亚的Vienna/Weiz提供的。 提高效率 　　8400t钢隧道内衬是在一个临时的野外制造厂现场生产出来的。节制闸门和钢隧道内衬总共有320000t，其中160000t是在临时的施工现场生产的。 　　这种电动发电机的主要优点之一就是可以在分载涡轮运转方式（标准操作）下显著提高效率。为了实现变速运转，四台发动发电机其中两台是带有旋转炉双馈异步电机。 　　与正常的同步电机不同的是其转子是由三相交流电提供能量，这就可以通过用一个低频率变化的转动场传动转子来改变转动，而且是有计划地设计一套可确保高效运作的程序。在水泵运转中，为了高压输电网的稳定输出，可以控制输出量。这些机器额定电能331MVA、额定电压18KV和300347的转速（535转/分钟），另外的两台设计成常规的静态激振同步电机。 　　该级别的异步电机在欧洲是特有的。类似产品只有在日本生产过。在欧洲和美国使用的许多大电机都是VA TECH Hydro生产的。 　　在德国，VA TECH Hydro与他的合作伙伴Voith Siemens Hydro和CKD Blansk已经协作完成设计、供货并将完成安装、委托代理这四台水泵-水轮机，包括附件。在机械上，已经实现了水泵-水轮机组设计上的创新。最显著的设计特性包括一个带有轻型调速环导叶运行装置设计理念、FEM计算、最优化的蜗壳设计和在没有水压力的情况下埋置蜗壳。用于Goldisthal水泵-水轮机预应力导叶轴承证实了VA TECH Hydro的技术在一些年前已经有所发展，尤其应用于水泵-水轮机组。 　　VA TECH Hydro作为水泵-水轮机协会的领导者，应对水泵-水轮机的基础工程技术负责，提供一套座环的蜗壳、两套完整的带有导叶的导叶装置、上下机盖、两套转轮、专门为安装水泵-水轮机建起的成套工具等等，还有发电站的高低压系统。监测和故障早发现 　　鉴于生产最大化和成本最小化的重要性，先进的监测和诊断系统对环境改变下的监测指示，对于分析趋势和超越警戒水面提供警告是十分重要的。它们应该提供在发生严重破坏之前非正常老化和故障变异原因的快速诊断，这些分析和诊断结果可以帮助电站操作员、技术专家和电站业主作出明智的选择，这样就可以降低维修费用和提高发电效率。 　　硬件和软件的利用是根据现代系统概念面向未来的发展和补充，也应支持溶合现有的监测部件要素和一定用户的扩充。 　　早期故障诊断、减少不定期的运转中断和缩短修理时间是将来运作过程的主要目的。此外，长时间的电子存储精确的结果能够更容易地了解历史数据，不仅在数据分析时具备巨大的优势，而且还可以帮助改善电站经营。达到峰值能量供应表明提高了效率。 　　为了完成这些目标，在Goldisthal的抽水蓄能电站上装备了DIA TECH监测和诊断系统。 在线智能监测系统 　　在一定程度上DIA TECH系统和国际供电公用公司合作发展。软件和硬件是由微软公司生产的“视窗”操作系统的技术发展而来的。它的模数体系结构使得对单个操作者的专用方案增强和补充发展成为可能。这种开放式的系统体系结构允许三方成果的简单综合。 　　各种诊断模块（已知模块）对于机械、绝缘和热力问题的鉴定是有用的，验证和监测不同的运转方式（停止、启动、稳定状态、关闭）和模型（例如发电、同步电容器运转、水泵作用运转）。 　　使用这种在线智能监测系统，能够较早发现主要机器部件的状态改变，而且更容易判断应力的大小，从而事先提供一个基本可靠的维修策略。这使得监控机器管理简化，与此同时改进电站的实用高效。 气候和地貌 　　旱季水库将提供9 106m3的水量并在雨季水库能起到控制增大洪水的作用。由于上下库水位差很大，因此，两库的水都允许使用。 　　在站点，特殊的气候条件要求所有的安装制作必须在抗寒的条件下完成。必须严格地遵从许多的环境规律，尤其是对于野外装配工作。与土木承包商的密切合作对隧洞工程的完成也是至关重要的。 　　上库坐落在Farmdenkopf山上，是一座沥青混凝土密封、填石环形水坝。上库蓄水能力为12 106m3，经由钟形入口，连接两个920m长直径为2m的钢纹压力隧洞，通往发电站的洞室。 　　主要的洞室长137m，宽26m，高49m。该发电站由水泵-水轮机、发电机、球形阀和附属设备四部分组成。两条380m长直径为2m的尾水渠通向下库的出口，下库由Schwarza河上67m高的填石水坝构成，也组建了一个小型的电力设备。 环境保护 　　Goldisthal工程的目的是为了开发可靠并且环保的水电能源。通过建造地下发电站，让庄稼继续在地面上生长，业主和建筑队都能够保护环境，则可避免主要的环境变化。地下洞室式发电站的运转也将是比较经济的。 　　电站除了提供1060MW的能量外，还将带来其它方面的利益，包括调节高压输电网和其他后备电站的主次功率。另外，在工程建设时期将用到近1000多个工人，还将有50个永久性工作岗位。另外将为当地的服务和维修部门创造80个工作岗位。 　　精密的规划设计和施工上库占地55公顷，包括截流，钻74 km长的隧洞进入山脉，开挖大量的石头。为了避免地质上的断层，涡流洞窟干线的位置不得不改变。不管工程多么巨大，采用简单易行的方式。 　　过去通常采用大块岩石锚固，再喷混凝土和钢啮合以保护桥墩和一些内部通道。开挖出的大约155000m3的原料作为水坝的填石。为了不影响风景，下游主坝的迎水面斜坡和环形水坝的外坡用草皮覆盖并且管理部门的建筑按照当地的建筑风格建造。 　　在整个工程中，Vattenfall不断地监测当地的动植物群落并采取积极的措施预防和纠正由工程引起的失衡和破坏。在德国的东部，为了保护自然环境和促进环境与工程相适应，已经和德国协会建立了合作基金会。[

海南琼中抽水蓄能电站施工电源的规划与设计摘 要：现场施工电源是电站工程建设施工组织中的重要组成部分，它的安全和可靠性直接影响到电站建设的顺利进行。本文主要从施工电源的特点、负荷、接入方式、电压等级和设备选择等方面，对电站的施工电源的规划和设计进行了论述。关键词：电站 ；施工电源 ；电压等级；设备TV71、工程概况琼中抽水蓄能电站位于海南省中部琼中黎族苗族自治县境内，距海口市164km，距三亚市213km，距儋州市57km，紧邻海南负荷中心及核电送出通道，是海南省首座抽水蓄能电站，也是昌江核电的重要配套项目。电站枢纽由上水库、下水库、输水系统、发电厂房系统、开关站和出线场等部分组成。电站装设3台单机容量为200MW的可逆式水泵水轮发电机组，计划于2015年建成投产。建成后将承担海南电力系统调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用及黑启动等任务，有利于海南电网安全、稳定、经济运行。目前该电站处于设计施工阶段，现需要为其提供施工电源的接入，建设35kV抽水蓄能施工变电站，以保证电厂建设的顺利、安全的进行。2、施工电源的特点在工程建设中， 建设单位根据施工单位的电源规划需求提供施工电源点【1】，供给方式一般依据地区条件及施工现场的情况而定，施工电源的取得应安全、可靠，能满足各个施工阶段的需要；考虑临时与永久供电相结合，即施工变电站在工程完工后将作为琼中抽水蓄能电站投产后的外来备用电源；施工供电电压等级应根据施工用电负荷的电压确定；施工供电回路的规划应结合工程施工总布置进行确定；施工变电站的布置应结合工程施工总布置进行确定。3、施工电源的规划与设计1 电站周边电网情况琼中抽水蓄能电站处于海南琼中电网，是海南省中部电网的重要组成部分。截至2010年底，，琼中电网共有110kV变电站1座，35kV公用变电站12座。琼中电网最高电压等级为110kV，主要通过营根～屯昌1回 110kV线路与海南主网相连，通过合口～南吕、英歌岭～毛阳、英歌岭电站“T”接元红线共3回35kV线路分别与屯昌、五指山、白沙电网相连。琼中抽水蓄能电站周边有5座35kV变电站。2 施工负荷的计算根据施工总布置和工程施工特点，琼中抽水蓄能电站施工供电范围包括上水库工程、下水库工程、输水系统工程、厂房系统工程及料场开采、砂石加工系统、混凝土生产系统、压缩空气站、供水泵站、企业工厂及施工生活办公的用电负荷；另外，还包括仓库、堆场和道路的照明用电及机电设备安装调试用电负荷。根据施工总体布置规划，将整个供电区域划分为3个施工供电区，分别是上水库供电区、下水库供电区和料场、砂石料加工供电区，工程施工期高峰用电负荷约9500kW。2011年1月1日~2011年6月30日施工用电负荷约940kW，2011年7月1日~2011年12月31日施工用电负荷约1110kW，2012年1月1日~2012年6月30日施工用电负荷约2710kW，2011年7月1日~2011年12月31日施工用电负荷约6600kW。3 施工电源的接入方案1）、电压等级由于琼中抽水蓄能电站施工电源负荷较大，最大时达到5MW，而施工临时变电站在电站建好后将作为厂用电备用电源使用，目前琼中电网相对较薄弱，从安全可靠性考虑以35kV电压等级接入。2）、接入方式对琼中抽水蓄能电站库区附近电源点进行实地调查后，琼中抽水蓄能电站施工供电电源初步考虑为2回：初期1回35kV线路T接在已建的银河35kV线路上。等到110kV湾岭变电站建好后，再从110kV湾岭变引1回35kV线路。由于初期只有1回线路供电，供电可靠性相对较低，为保证施工供电的可靠性，在今后土建招标设计中，由各标段施工方自备柴油发电机。图1 海南琼中抽水蓄电站施工电源接入方案4 主要设备选择1）变压器选择琼中抽水蓄能电站施工期为5年，施工时的最大负荷5MW，考虑供电的可靠性，选择容量为3MVA的变压器，变比为35±3×5%/5kV[2]。2）导线截面选择考虑施工时的最大负荷、线损和电压损失等因素，当湾岭～抽蓄35kV线路导线截面为95mm2和120 mm2时，抽水蓄能电站的施工变电站35kV侧电压皆满足电压允许偏差值。由于截面95mm2和120mm2的线路综合造价相差不大，为了提高电压质量和导线极限输送容量，满足远期负荷发展的需求，湾岭～抽蓄35kV线路导线截面选为120 mm2。抽水蓄能电站初期施工电源由于T接银河35kV线路，由于银河～乌石线路均为95mm2的导线，因此抽蓄T接银河35kV线路采用截面为95mm2的导线。 4、结 语电厂施工电源负荷随着工程建设进展而变化， 具有阶段性和临时性特征，由于目前抽水蓄能电站施工工期紧，任务重，为满足工程施工的时间节点，可考虑先建一座简易变电站，待抽水蓄能电站施工变电站正式建成后，再将线路改接入抽水蓄能电站施工变电站。在施工过程中，为了保证施工的顺利进行，可考虑配置几台适当容量的柴油发电机作为应急备用电源，这也是对施工电源供电可靠性的有利补充。[参考文献][1] 赖伟志大型火电厂施工电源设计与布置的探讨[J]安装，2008（10）[2] 苏文成．工厂供电[M]．北京：机械工业出版社，2002作者简介：邬贤平（1982-），男，重庆垫江人，助理工程师，主要从事电力建设质量管理工作。注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

水电站不能蓄电，火电站也不能蓄电。水电站在库容允许的条件下蓄水，就是积蓄了发电能力。为了如火电站在用电低谷时能够发挥效力，可以建一些抽水蓄能电站。一些大型的火力电站在用电低谷时，也不能时开时停，缺乏调峰能力，所以具有调峰作用的抽水蓄能电站的作用是很大的。抽水蓄能电站是利用水能发电的一个重要组成部分。这种电站要先用其他能源发出的电能，把水从下面的水库或湖泊抽到“位于高处”的水库中储存起来，然后供此种水电站在适当的时候来发电。随着我国经济的发展，能源短缺，特别是电力紧缺严重地制约着我国经济的发展。在许多大中城市，拉闸限电是家常便饭，而另一方面在用电低谷，由于需电量大幅度减少，许多发电站不得不关闭部分发电机组，降低发电量。抽水蓄能电站正是根据一天之中用户对电能需求率变化不定的特点，在用电低谷，一般是在后半夜几个小时内用，核电厂或火力发电厂过剩的电力将水从抽水蓄能发电厂的低水库抽到高位水库，待到第二天用电高峰时，把高水库中的水放出来发电，用来补充用电高峰所需的部分电力