葡萄牙EDP水電發(fā)展計(jì)劃

［葡萄牙］F.B.特謝拉等

葡萄牙EDP水電發(fā)展計(jì)劃

［葡萄牙］F.B.特謝拉等

摘要:葡萄牙電力集團(tuán)(EDP)管理的電站跨13個(gè)國(guó)家，總裝機(jī)23.5 GW，其中水電裝機(jī)7.6 GW。2007年，EDP計(jì)劃在葡萄牙實(shí)施一項(xiàng)水電計(jì)劃，其中有5個(gè)擴(kuò)建項(xiàng)目和4個(gè)新建項(xiàng)目。整個(gè)計(jì)劃包括修建7座大壩、11座廠房，安裝17臺(tái)機(jī)組，其中11臺(tái)為可逆式。闡述了葡萄牙水電發(fā)展的戰(zhàn)略意義，以及EDP水電發(fā)展計(jì)劃的依據(jù)，并對(duì)各個(gè)項(xiàng)目做了簡(jiǎn)要介紹。

關(guān)鍵詞:水電資源開(kāi)發(fā)規(guī)劃;電力擴(kuò)容;葡萄牙

在葡萄牙，水力發(fā)電占據(jù)著特別重要的地位，主要取決于下列因素:

(1)風(fēng)力發(fā)電的增長(zhǎng)點(diǎn)在于用電非高峰時(shí)段風(fēng)電的存儲(chǔ)問(wèn)題;

(2)減少CO2排放量的需要;

(3)更多應(yīng)急備用水源的需要;

(4)更大儲(chǔ)水量的需要;

(5)防洪和消防的需求;

(6)增加就業(yè)機(jī)會(huì)和減少外部赤字的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

1　EDP發(fā)展計(jì)劃的依據(jù)

發(fā)展計(jì)劃啟動(dòng)之前，葡萄牙水電裝機(jī)容量低于歐洲其他幾個(gè)國(guó)家，只占總蘊(yùn)藏量的46%。增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力有:

(1)與西班牙電力互聯(lián)并網(wǎng)能力增加兩倍，為電力交換創(chuàng)造了更好的條件;

(2)伊比利亞電力市場(chǎng)(MIBEL)的補(bǔ)償，擴(kuò)大了電力市場(chǎng);

(3)國(guó)家制定的再生能源目標(biāo)占主要能源的比例;

(4)石油、煤炭和CO2價(jià)格持續(xù)波動(dòng);

(5)風(fēng)力發(fā)電的增長(zhǎng)導(dǎo)致水電增值。

2　各項(xiàng)目主要特點(diǎn)

EDP已經(jīng)將9個(gè)水電項(xiàng)目列為開(kāi)發(fā)計(jì)劃:

(1) 3個(gè)電力擴(kuò)容項(xiàng)目:皮科蒂(Picote)二期工程和本波斯塔(Bemposta)二期工程(2011年末交付使用)，以及阿爾克瓦(Alqueva)二期工程(2012年12月交付使用) ;

(2) 3座新水電站:拜舒薩博(Baixo Sabor)水電站和里貝拉迪歐－埃爾米達(dá)(Ribeiradio－Ermida)水電站(于2014年年底交付使用)，以及福斯圖阿(Foz Tua)水電站(預(yù)計(jì)于2016年交付使用) ;

(3)另外兩個(gè)電力擴(kuò)容項(xiàng)目:新文達(dá)(Venda Nova)三期工程和薩拉蒙德(Salamonde)二期工程(預(yù)計(jì)于2015年交付使用) ;

(4)一個(gè)新項(xiàng)目:弗里達(dá)奧(Fridao)工程(計(jì)劃于2016年開(kāi)工建設(shè))。

這些項(xiàng)目將使水電裝機(jī)容量增加2 407 MW，年均發(fā)電量增加約4 100 GW·h。

2.1皮科蒂(二期)擴(kuò)建工程

皮科蒂水電站位于葡萄牙東北部杜羅(Douro)河跨國(guó)河段上，原設(shè)計(jì)包括100 m高的雙曲拱壩和裝有3臺(tái)65 MW機(jī)組的廠房，1958年投入運(yùn)行。

擴(kuò)建的主要目的是增加原水電站的發(fā)電量，充分利用因水庫(kù)庫(kù)容小、原機(jī)組裝機(jī)小而被舍棄的水流進(jìn)行發(fā)電。

該項(xiàng)目包括修建一條地下壓力水道和一座安裝有246 MW混流式機(jī)組的地下廠房，平均年份，增加發(fā)電量239 GW·h，比原發(fā)電量增加30%，相當(dāng)于每年減少CO2排放量12.2萬(wàn)t。

新壓力水道包括位于大壩上游120 m處的進(jìn)水口、引水隧洞以及尾水隧洞。引水隧洞長(zhǎng)300 m、寬7.1 m、混凝土襯砌，尾水隧洞長(zhǎng)150 m、直徑11.3 m、混凝土襯砌。出水口位于大壩下游120 m處。

在巖體中開(kāi)挖的兩個(gè)新廠房洞室深150 m，距離原廠房85 m。主洞室長(zhǎng)68 m，寬23 m，最大高度58 m，最低高度23.5 m，安裝一臺(tái)最大流量為400 m3/s的混流式水輪機(jī)和一臺(tái)額定功率為273 MVA的發(fā)電機(jī)。另一個(gè)洞室，規(guī)格為15 m×19 m，容納278 MVA主變壓器。

2.2本波斯塔二期工程擴(kuò)建

本波斯塔水電站位于杜羅河上，皮科蒂水電站下游。原水電站1964年開(kāi)始運(yùn)行，空腹重力拱壩高87 m，廠房安裝3臺(tái)80 MW發(fā)電機(jī)組。擴(kuò)容的主要目的是在天然大流量時(shí)段增加發(fā)電量，減少對(duì)上游水電站運(yùn)行調(diào)度的依賴(lài)。

該項(xiàng)目包括新建一條地下壓力水道和一座安裝有191 MW混流式機(jī)組的豎井式廠房，平均年份比原水電站增加134 GW·h的發(fā)電量，年均發(fā)電量比原來(lái)提高15%，相當(dāng)于每年減少CO2排放量6.7萬(wàn)t。

新建壓力水道包括上游引水渠道、進(jìn)水口、引水隧洞和尾水隧洞。引水隧洞長(zhǎng)400 m，寬10.5 m，混凝土襯砌。尾水隧洞長(zhǎng)40 m，橫斷面呈不規(guī)則矩形，混凝土襯砌，等寬12.6 m，最大高度15 m，最小高度7.4 m，出口在阿爾德阿達(dá)維拉(Aldeadavila)水庫(kù)下游，開(kāi)挖的一條長(zhǎng)1 400 m、寬40 m的下游渠道與之相接。

豎井式廠房包括400 m2地下附屬?gòu)S房和高70 m、直徑19 m的混凝土襯砌豎井，廠房?jī)?nèi)安裝機(jī)組與指揮控制設(shè)備?；炝魇剿啓C(jī)組最大過(guò)流量323 m3/s，直接耦合額定視在功率為212 MVA的同步豎軸發(fā)電機(jī)。新舊兩座廠房有通道相連。

2.3阿爾克瓦二期工程擴(kuò)建

阿爾克瓦綜合利用工程建在葡萄牙東南部的瓜迪亞納(Guadiana)河上，原水電站于2004年投入運(yùn)行，包括一座高96 m的雙曲拱壩和裝配有兩臺(tái)128 MW機(jī)組的壩后式廠房。擴(kuò)建的主要目的是獲取阿爾克瓦大型水庫(kù)和下游佩德羅岡(Pedrogao)水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度的綜合效益，抽水與發(fā)電每周循環(huán)。

該項(xiàng)目包括新建地下壓力水道和安裝配有兩個(gè)128 MW可逆式機(jī)組的地面廠房。平均每年新增381 GW·h發(fā)電量，年均發(fā)電量增加89%，年發(fā)電量達(dá)到了509 GW·h，相當(dāng)于每年減少二氧化碳排放量23.5萬(wàn)t。

新建壓力水道包括，位于阿爾克瓦水庫(kù)的進(jìn)水口，以及兩條長(zhǎng)分別為360 m和386 m、直徑8.5 m、混凝土襯砌的獨(dú)立的引水隧洞。廠房下游設(shè)計(jì)兩條10 m×15 m的尾水隧洞，U型出水口側(cè)墻最大高度27 m、最小高度17 m。

壩后式廠房高52 m、長(zhǎng)80 m、寬40 m，安裝兩臺(tái)混流式水泵水輪機(jī)，設(shè)計(jì)最大流量200 m3/s，發(fā)電機(jī)視在額定功率143 MVA。

2.4拜舒薩博電站

拜舒薩博電站位于葡萄牙東北部杜羅河支流薩博河下游，這是由于繼環(huán)境原因而拆除福斯科阿(Foz Coa)電站后，在杜羅河上游進(jìn)行水、能戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備的一理想的替代方案。該項(xiàng)目由兩座梯級(jí)電站組成，新建的兩座大壩和兩座廠房分別位于薩博河與杜羅河交匯處上游12.6 km和3 km?？赡媸綑C(jī)組總裝機(jī)172 MW，年均發(fā)電量將達(dá)到460 GW·h，相當(dāng)于每年減少二氧化碳排放量103.7萬(wàn)t。

上游梯級(jí)正常運(yùn)行庫(kù)容為6.42億m3，儲(chǔ)水量2.4 億m3。混凝土拱壩高123 m，長(zhǎng)505 m。壩上閘控表孔自流式溢洪道，設(shè)計(jì)下泄流量5 000 m3/s，下游設(shè)跌水池。壓力水道包括進(jìn)水口，兩條內(nèi)徑5.7 m混凝土襯砌的引水隧洞，長(zhǎng)分別為242 m和331 m。廠房?jī)膳_(tái)71 MW可逆混流式水輪機(jī)組，分別安裝在高79 m、直徑11.5 m的豎井內(nèi)，在豎井頂部進(jìn)行設(shè)備的吊運(yùn)、安裝、調(diào)配，并建有指揮中心。

下游梯級(jí)混凝土重力壩高45 m、長(zhǎng)315 m，閘控表孔泄洪閘設(shè)計(jì)流量同樣為5 000 m3/s，戽斗式消力池。壓力水道包括進(jìn)水口以及與之相接的兩條獨(dú)立的混凝土襯砌的引水隧洞，長(zhǎng)分別為110 m和121 m，直徑4.2 m，通向廠房。下游梯級(jí)廠房為半地下式，地下室中進(jìn)行設(shè)備的吊運(yùn)與裝配。兩條內(nèi)徑22 m的混凝土襯砌豎井中，分別安裝了一臺(tái)19.1 MW的可逆混流式水輪機(jī)。

2.5里貝拉迪歐－埃爾米達(dá)水電站

里貝拉迪歐－埃爾米達(dá)水電站位于葡萄牙北部的沃加(Vouga)河上，包括里貝拉迪歐和埃爾米達(dá)兩個(gè)梯級(jí)，每個(gè)梯級(jí)都由一座大壩和一座廠房組成，總裝機(jī)81 MW。其作用是調(diào)節(jié)來(lái)水和發(fā)電。平均每年發(fā)電量將達(dá)到139 GW·h，相當(dāng)于每年減少CO2排放量7萬(wàn)t。

上游梯級(jí)里貝拉迪歐水電站包括一座混凝土重力壩，壩高74 m、長(zhǎng)262 m。大壩溢洪道設(shè)3個(gè)閘控溢洪道，設(shè)計(jì)總下泄流量2 750 m3/s。地下壓力水道從大壩上游進(jìn)水口引水，引水隧洞直徑5.6 m、長(zhǎng)210 m，混凝土襯砌。極短的尾水洞與長(zhǎng)42 m的尾水渠相接。直徑22 m的混凝土襯砌的豎井式廠房深35 m，位于大壩下游110 m處，安裝一臺(tái)74 MW混流式水輪機(jī)，最大流量125 m3/s。豎井上方用于42 m×22 m設(shè)備的卸載和建筑物的建設(shè)。

埃爾米達(dá)水電站位于里貝拉迪歐水電站下游4 km處，混凝土重力壩高35 m、長(zhǎng)175 m，55 m寬的開(kāi)敞式溢洪道設(shè)計(jì)下泄流量2 750 m3/s。水庫(kù)調(diào)節(jié)里貝拉迪歐水電站產(chǎn)生的渦流，使下游埃爾米達(dá)水電站流量變化最小。廠房安裝兩臺(tái)3.5 MW的S型機(jī)組，過(guò)水流量25 m3/s。

2.6新文達(dá)三期工程2次擴(kuò)建

新文達(dá)水電站位于葡萄牙北部的拉巴高(Rabagao)河上，于1951年建成并投入運(yùn)行，重力拱壩高97 m，廠房安裝3臺(tái)30 MW沖擊式水輪機(jī)組。在第1期擴(kuò)建中，新建了壓力水道和廠房，廠房安裝了兩臺(tái)97 MW可逆式混流式水輪機(jī)，已于2005交付運(yùn)行。目前正在實(shí)施第2次擴(kuò)建，其目的是從風(fēng)電增加的發(fā)電量和峰荷電力中獲益。

該項(xiàng)目包括洞室廠房、若干豎井和長(zhǎng)9 km的隧洞。兩臺(tái)378 MW異步可變速混流式水泵水輪機(jī)，年均發(fā)電量將達(dá)到1 441 GW·h，相當(dāng)于每年可減少CO2排放量100萬(wàn)t。

壓力水道從新文達(dá)水庫(kù)取水，半圓形無(wú)襯砌引水隧洞直徑12 m、長(zhǎng)2 840 m。廠房后的無(wú)襯砌尾水隧洞長(zhǎng)1 380 m，與引水隧洞斷面相同，將尾水排入薩拉蒙德水庫(kù)。壓力水道還包括以下幾個(gè)方面:

(1)上游調(diào)壓室位于廠房上游390 m處，由高78 m、直徑13 m的混凝土襯砌的調(diào)壓井、低進(jìn)水室和擴(kuò)容水庫(kù)組成;兩條無(wú)襯砌豎井(直徑5.4 m、深360 m)將調(diào)壓室連接到引水隧洞。

(2)下游調(diào)壓室與尾水洞相接，位于機(jī)組軸線下游95 m處，包括直徑13 m、高95 m的襯砌豎井和一條近似水平的、作為擴(kuò)大室的隧洞。

廠房洞室長(zhǎng)150 m，上覆巖體厚400 m，分為主洞室和變壓器洞室。主洞室22 m×101 m，最大高度55 m，可容納兩臺(tái)機(jī)組和指揮控制設(shè)備、球形閥。變壓器洞室(19.6 m×50 m，最大高度20 m)安置變壓器及相關(guān)電氣設(shè)備。

低壓尾水洞保護(hù)門(mén)安裝在專(zhuān)用的下游室，位于平行于廠房洞室的隧洞中。

兩臺(tái)異步可變速機(jī)組可以控制每臺(tái)機(jī)組在泵水模式下功率達(dá)到90 MW，使得新文達(dá)三期工程可以向電網(wǎng)提供輔助性電力服務(wù)。

2.7薩拉蒙德二期工程擴(kuò)建

薩拉蒙德水電站位于葡萄牙北部的卡瓦多(Cavado)河上，新文達(dá)水電站下游，于1953年交付使用。雙曲薄拱壩高75 m，廠房安裝兩臺(tái)21 MW的混流式機(jī)組。薩拉蒙德水電站的擴(kuò)建將優(yōu)化擴(kuò)建的文達(dá)水電站的運(yùn)行，提高卡瓦多河梯級(jí)水電價(jià)值。

該項(xiàng)目包括新建地下壓力水道和地下廠房洞室，洞室安裝了一臺(tái)207 MW可逆混流式機(jī)組。年均發(fā)電量將達(dá)到386 GW·h，增幅達(dá)158%，相當(dāng)于每年減少CO2排放量32.6萬(wàn)t。

壓力水道包括位于大壩上游薩拉蒙德水庫(kù)的進(jìn)水口，一條直徑8.2 m、長(zhǎng)200 m的混凝土襯砌的引水隧洞和豎井。廠房后長(zhǎng)100 m的過(guò)渡隧洞與高50 m、直徑11.5 m的圓柱形調(diào)壓室相接，調(diào)壓室與長(zhǎng)2 km、直徑11.5 m的無(wú)襯砌尾水隧洞由另一條過(guò)渡隧洞相連，尾水排入卡尼卡達(dá)(Canicada)水庫(kù)。為了給水泵水輪機(jī)創(chuàng)造合適的運(yùn)行條件，需要開(kāi)挖出水口外的河床。位于壓力水道上游的廠房洞室長(zhǎng)66 m、寬27 m，主洞底板埋深約175 m。露天變電站安裝250 MVA、400 kV變壓器。

2.8福斯圖阿工程

福斯圖阿水電站位于葡萄牙東北部的圖阿(Tua)河上，緊臨圖阿河入杜羅河口。工程包括一座混凝土雙曲拱壩和一座豎井式廠房，廠房?jī)?nèi)配置有兩臺(tái)130 MW混流可逆式機(jī)組。其主要目的是增加發(fā)電量并從風(fēng)力發(fā)電增量中獲益。年均發(fā)電量667 GW·h，相當(dāng)于每年減少CO2排放量58.5萬(wàn)t。

最大壩高108 m，壩頂長(zhǎng)275 m，大壩中部設(shè)閘控表孔自流式溢洪道，設(shè)計(jì)下泄流量5 500 m3/s，4扇寬15.7 m的閘門(mén)，下游設(shè)消力池。水庫(kù)正常運(yùn)行庫(kù)容6 900萬(wàn)m3。地下壓力水道長(zhǎng)700 m，進(jìn)水口位于大壩上游100 m處，兩條引水隧洞直徑7.5 m，長(zhǎng)分別為580 m和630 m，混凝土襯砌。兩條混凝土襯砌尾水隧洞，長(zhǎng)83 m和103 m，從廠房通到雷瓜(Regua)水庫(kù)，庫(kù)邊設(shè)出水口建筑物。在下游河床處開(kāi)挖了一長(zhǎng)600 m、寬55 m的渠道，以方便抽水。地下廠房由兩個(gè)25 m×16 m的混凝土襯砌豎井組成，在不同高程設(shè)有連接通道，頂部設(shè)有21 m×75 m的地下安裝室。

2.9弗里達(dá)奧工程

弗里達(dá)奧水電站位于北部杜羅河右岸支流塔麥加(Tamega)河上。主壩為混凝土拱壩，高98 m，下游4 km處建了一高30 m的混凝土重力壩。地下豎井式廠房安裝一臺(tái)238 MW混流式機(jī)組，設(shè)計(jì)過(guò)水流量350 m3/s，年均發(fā)電量295 GW·h，相當(dāng)于每年減少CO2排放量10萬(wàn)t。

主壩壩頂長(zhǎng)300 m，壩體中部設(shè)閘控表孔自流式溢洪道，設(shè)計(jì)下泄流量4 000 m3/s，下游設(shè)消力池。地下壓力水道長(zhǎng)度不足400 m，包括進(jìn)水口、引水隧洞、廠房和出水口。引水隧洞長(zhǎng)235 m，直徑10.5 m，混凝土襯砌。地下廠房位于大壩下游180 m處，廠房型式為32 m×25 m混凝土襯砌的橢圓形豎井，頂部設(shè)了一35 m×66 m的裝配車(chē)間。豎井總高度71 m。裝配車(chē)間、控制室和小型開(kāi)關(guān)站均布置于同一平臺(tái)。

位于主壩下游4.2 km處的混凝土重力壩，最大壩高34 m，壩頂長(zhǎng)152 m，設(shè)有閘控表孔溢洪道，設(shè)計(jì)流量4 100 m3/s。

下游大壩起調(diào)節(jié)高渦流的作用，壩址處渦流水位比常態(tài)水位高6倍，大壩的修建可以確保水流條件適合下游河谷土地利用與村民居住。

3　結(jié)語(yǔ)

在世紀(jì)之交，由于風(fēng)力發(fā)電的顯著增加、葡萄牙可再生能源發(fā)電的目標(biāo)、減少?lài)?guó)家對(duì)能源進(jìn)口依賴(lài)的需求，以及拓寬就業(yè)渠道，EDP正在葡萄牙開(kāi)展一項(xiàng)宏大的水電工程的設(shè)計(jì)和施工計(jì)劃。

該計(jì)劃的50%已經(jīng)完成: 3項(xiàng)擴(kuò)建項(xiàng)目已經(jīng)運(yùn)行投產(chǎn)，其他5個(gè)項(xiàng)目處于不同的實(shí)施階段，最后一個(gè)項(xiàng)目計(jì)劃于2016年開(kāi)工。到2021年，項(xiàng)目實(shí)施完成后，公司的裝機(jī)容量將增加2 407 MW，年均發(fā)電量將增加4 100 GW·h。

(黃麗瑾馬貴生編譯)

收稿日期:2015-06-05

文章編號(hào):1006-0081(2015) 10-0003-04

中圖法分類(lèi)號(hào):TV212.522

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A