水電站工程規(guī)劃,選擇技術上可行、經濟上合理的水電站規(guī)模和運行方式的研究工作,是水電站設計的重要內容之一。一般是通過多方案比較,以方案間的產出增量大于投入增量為原則選擇規(guī)模較大的方案,或以等量效益為前提選擇費用最小的方案。因為很難用貨幣量確切計算水電站對社會、環(huán)境的影響,所以有時不完全根據經濟比較來選擇方案,而要從經濟、社會、環(huán)境等方面綜合比較選擇。對以發(fā)電為主的水電站,一般只分析電力電量效益和費用的差別選擇方案。

基本介紹

以水電站為研究對象的水利工程規(guī)劃。水電站的主要類型有:壩式水電站、引水式水電站、壩-引水混合式水電站、潮汐電站、抽水蓄能電站等,一般都由擋水建筑物、水電站引水建筑物、水電站廠房、水電站動力設備、水電站電氣裝置等組成。其工程規(guī)劃通常是在流域規(guī)劃、水能規(guī)劃或河流梯級開發(fā)規(guī)劃的基礎上進行的。目的是通過調查研究,進一步確定工程任務和開發(fā)方式,擬定工程規(guī)模和主要特征值,提出建設方案,并從技術經濟上論證工程實施的合理性和可行性。規(guī)劃內容與水庫工程規(guī)劃大體相似。針對水電站工程的特點,具體內容還應包括:動能經濟計算、機組與機型選擇、水電站工程布置與送電方案研究,及有關環(huán)境問題的分析評價等。

動能經濟計算

目的是在水電站的各項任務要求和所在電力系統(tǒng)近期和遠景的電力需求、負荷預測、負荷特性的基礎上,進一步按水電站工作性能和承擔系統(tǒng)負荷的位置,確定工程的保證出力(見水電站出力)、水電站年發(fā)電量和水電站裝機容量等各項主要特征值。對具有較大調節(jié)能力的水電站,通常要根據選定的站址和樞紐布置,在可能的正常蓄水位范圍內擬定幾個不同的方案,就各方案的特征值與工程投資和年運行費通過技術經濟比較后確定。對無壩或只有低壩的引水式電站,要根據選定的開發(fā)方式,就若干不同的引水方案進行優(yōu)選。對潮汐電站應主要根據潮汐水文特點與工程的具體條件,就單向發(fā)電或雙向發(fā)電等方式進行比較。對抽水蓄能電站應主要根據電力系統(tǒng)的負荷要求和選定的上下池位置,就不同的裝機規(guī)模加以選擇。

機組機型選擇

取決于選定的裝機容量、發(fā)電水頭和水輪機型譜等條件。一般水電站以設置2~4臺機組為宜。大型水電站由于單機容量受制造和運輸的限制,臺數較多。水輪發(fā)電機組一般應選用轉數和效率較高的機型。對于多泥沙河流上的水電站應考慮泥沙磨損影響,轉速宜較低。潮汐電站一般選用貫流式機組。抽水蓄能電站則選用可逆式水輪發(fā)電機組。

工程布置

水電站依其類型和具體條件,在總體布置中,側重考慮的問題常有較大差別。壩式水電站的引水道與擋水壩相結合,其工程布置應與整個樞紐統(tǒng)一考慮。這類水電站大多具有綜合利用要求,應注意使各項建筑物布置合理,互相協(xié)調,對泄洪、供水、通航、放木、過魚等必要的設施都應適當兼顧,作出妥善安排。引水式水電站的引水道、廠房和擋水建筑物分離,擋水閘壩高度往往較小或無壩引水,研究的重點應是其中的引水線路方案和引水建筑物形式。在無壓引水道的末端應布設前池,再接壓力水管。當有壓引水道的線路較長時,應加設調壓室。建在多泥沙河流上的引水式水電站,還應考慮必要的攔沙、沖沙及沉沙設施,以減少粗顆粒泥沙通過水輪機組。建在寒冷地區(qū)的引水式水電站,還應考慮必要的防冰和排冰設施。壩-引水混合式水電站包括有擋水建筑物樞紐及引水發(fā)電系統(tǒng),兩者的合理布置方式,常應擬定幾種方案,通過技術經濟比較選定。水電站的廠房以地面廠房較多,有的也采用地下廠房或壩內廠房,應依地形、地質及工程布置條件比較選定。潮汐電站一般選用堤壩式布置及地面廠房。抽水蓄能電站需設置上池或下池,其容積根據蓄能要求確定。

送電方案

關鍵是輸電的電壓等級和回路數目,可首先根據用電地區(qū)位置,送電容量和電站的其他條件研究確定。在這基礎上,再擬定電氣主接線圖,選擇設備并布置開關站。

環(huán)境評價

修建水電站涉及的環(huán)境問題,除與水庫工程相同的部分外,主要還有:日調節(jié)水電站泄放的不恒定流對下游航運的影響,對引水式水電站下游水量減小河段內兩岸用水的影響,潮汐電站對河口地區(qū)航運、水產的影響等。所有這些都要在工程規(guī)劃中作出分析評價并采取措施,妥善解決。

參考書目

周之豪主編:《水利水能規(guī)劃》,水利電力出版社,北京,1986。