水土保持低擾動措施技術(shù)探討——以新疆昌吉熱電聯(lián)產(chǎn)工程為例

水土保持低擾動措施技術(shù)探討
——以新疆昌吉熱電聯(lián)產(chǎn)工程為例

楊衡

(新疆水利水電科學(xué)研究院，新疆 烏魯木齊830049)

【摘要】熱電工程建設(shè)時(shí)間跨度大，具有復(fù)雜多變的水土流失來源，往往造成較大范圍的擾動。為了進(jìn)一步探索低擾動工程技術(shù)，為相關(guān)工程的水土保持措施提供優(yōu)化設(shè)計(jì)依據(jù)，本文以昌吉熱電聯(lián)產(chǎn)工程為例，從工程選址、植物技術(shù)和工程技術(shù)三方面對低擾動施工技術(shù)進(jìn)行了探討，具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】熱電工程；低擾動施工技術(shù)；工程選址；植物技術(shù)；工程技術(shù)

中圖分類號：S157

Discussion on soil and water conservation low disturbance

measure technology

—with Thermal Power Cogeneration Project in Xinjiang as an example

YANG Heng

(XinjiangInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch,Urumqi830049,China)

Abstract:Thermal power project has larger construction time span as well as complex and diversified water and soil erosion sources. It always leads to disturbance in large scope. In the paper, Changji Thermal Power Cogeneration Project is adopted as an example in order to further explore low disturbance engineering technology and provide optimal design basis for soil and water conservation measures in related projects. Low disturbance construction techniques are discussed from three aspects of project site selection, plant technology and engineering technology with certain theoretical significance and practical value.

Key words: thermal power project; low disturbance construction technology; project site selection; plant technology; engineering technology

1項(xiàng)目概況

昌吉熱電聯(lián)產(chǎn)工程(2×350MW)位于昌吉市西部12km、二六工鎮(zhèn)南部6km處，屬于昌吉市二六工鎮(zhèn)管轄范圍。該期工程建設(shè)規(guī)模為2×350MW超臨界單抽直接空冷凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組配2×1152t/h超臨界、一次中間再熱直流煤粉鍋爐，屬熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目。工程主要包括廠區(qū)、廠外道路、廠外管線、輸煤皮帶、施工生產(chǎn)生活區(qū)和貯灰場等六大部分。廠區(qū)東西寬約582m、南北長約328m，該期工程占地面積20.00hm2。工程總占地87.95hm2，其中永久占地36.05hm2，臨時(shí)占地51.90hm2，占地類型主要為耕地、草地、河灘地及未利用地。工程土石方挖方總量33.93萬m3，填方總量36.23萬m3，內(nèi)部調(diào)運(yùn)9.50萬m3，外借方量2.30萬m3，表土剝離量4.32萬m3。工程總投資29.51億元，建設(shè)期25個(gè)月。

工程區(qū)的主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是：冬冷夏熱，氣溫年較差、日較差大，春、秋氣溫變化劇烈。降水較少，年際變化不大。春、夏多大風(fēng)，冬季多陰霧天氣，凍土較深。年平均氣溫為7.2℃，年平均風(fēng)速1.9m/s，年均降雨量191.7mm，年均蒸發(fā)量為1772.3mm，最大凍土深度150cm。項(xiàng)目區(qū)土壤類型主要分為灌淤土、潮土、灰漠土、草甸土、鹽土和沼澤土六個(gè)種類。場地地基土主要呈二元結(jié)構(gòu)，上部為粉土層，下部為卵石層，粉土層厚約3m左右，下伏卵石層厚度大于20m。項(xiàng)目區(qū)地表人工植被較多，自然植被主要分布于田間道路和防護(hù)林帶兩側(cè)。廠區(qū)水土流失的類型為微度水蝕、輕度風(fēng)蝕，原生地貌土壤侵蝕模數(shù)為2400t/(km2·a)。土壤容許流失量為2000t/(km2·a)，項(xiàng)目區(qū)屬自治區(qū)級水土流失重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)。

2水土保持低擾動工程技術(shù)

2.1廠址選擇

廠址是工程項(xiàng)目水土保持?jǐn)_動的重要影響因素，從有利于水土保持的角度進(jìn)行廠址選擇，是降低水土保持?jǐn)_動的重要手段[1]。昌吉市2×350MW熱電聯(lián)產(chǎn)工程的設(shè)計(jì)目標(biāo)是給昌吉市西南片區(qū)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)提供采暖熱負(fù)荷，結(jié)合工程設(shè)計(jì)目標(biāo)、周邊條件以及廠址選擇的技術(shù)因素，具備建廠條件的有二六工廠和開發(fā)區(qū)兩個(gè)備選廠址。

從水土保持角度分析，二六工廠雖占用了部分耕地，但該耕地為規(guī)劃中的工業(yè)用地，在土地?cái)_動面積、土石方開挖量以及損壞水土保持設(shè)施數(shù)量上遠(yuǎn)小于開發(fā)區(qū)兩個(gè)備用廠址，選擇二六工廠，有助于降低水土保持?jǐn)_動。

2.2植物技術(shù)

2.2.1工程中植物措施的配置原則

植物措施區(qū)包括主廠區(qū)、道路兩側(cè)綠化、廠外管線和輸煤皮帶恢復(fù)植被等[2]。主要從提高水土保持植物防治效果和綠化美化廠區(qū)環(huán)境兩方面進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，供園林設(shè)計(jì)部門在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)時(shí)參考。植物配置原則為：綠地分布均勻、合理，形成綜合綠地系統(tǒng)，加強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和自身維護(hù)能力；盡量使用鄉(xiāng)土植物。新引入的植物往往不適應(yīng)環(huán)境變化，表現(xiàn)出生長不良、對病蟲害抗性較弱等性狀，鄉(xiāng)土植物已經(jīng)適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性、養(yǎng)護(hù)成本相對較低等諸多優(yōu)點(diǎn)。在選擇植物時(shí)應(yīng)盡量多選一些物種，同時(shí)要兼顧各種植物類型，避免因植物搭配不當(dāng)而破壞生態(tài)系統(tǒng)的完整性，使各種類型的植物各展風(fēng)姿，相互映襯，和諧統(tǒng)一；注意植物層間的混配，搭配合理，喬灌藤草花并重，科學(xué)利用植物間的相互關(guān)系，形成高低錯(cuò)落、疏密有致的復(fù)層植物群落。

2.2.2植物種類選取及分布

項(xiàng)目區(qū)屬溫帶大陸性干旱氣候，地表主要為耕地，有少量夾荒地以及田間道路和防護(hù)林帶。因此地表人工植被較多，自然植被主要分布于田間道路和防護(hù)林帶兩側(cè)。該方案按照植物措施布設(shè)原則以及電廠不同功能分區(qū)、水土流失防治分區(qū)防護(hù)功能與環(huán)境美化要求，選擇具有防塵、降噪、美化環(huán)境，且耐瘠薄、耐寒、耐干旱、根系發(fā)達(dá)、抗病蟲害的樹種，以及具有草層緊密、耐踐踏、萌蘗力強(qiáng)等特點(diǎn)，且固土作用強(qiáng)的樹種草種，或者在當(dāng)?shù)鼐G化中已推廣使用的植物，確定合理樹種、草種配置。根據(jù)對該區(qū)植物適宜性的分析，提出適宜的植物種類(見表1)。

2.2.3植物措施分布范圍及面積

按照防治要求布設(shè)綠化措施，植物措施分布在相應(yīng)的各個(gè)水土保持防治分區(qū)，各區(qū)選用的植物種類及面積見表2。

表1　項(xiàng)目區(qū)擬選植物種類及適宜范圍

表2　各區(qū)植物措施種類

2.2.4植物技術(shù)典型設(shè)計(jì)

以廠區(qū)綠化為例，綠化樹種喬木主要選擇耐干旱瘠薄的圓冠榆，種植株行距為 3m×2m，喬木種植典型設(shè)計(jì)如圖1所示；灌木主要選擇紫穗槐，紫穗槐冠幅為 50cm，主要作為道路兩側(cè)美化樹種，行帶狀密植，株行距為 2m×2m，灌木種植典型設(shè)計(jì)如圖2所示；綠化草種選擇白三葉，草坪種植典型設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖1　喬木種植典型設(shè)計(jì) (單位：cm)

圖2　灌木種植典型設(shè)計(jì) (單位：cm)

圖3　草坪種植典型設(shè)計(jì) (單位：cm)

2.2.5綠化水源

該工程排放的生活廢水經(jīng)處理后，可達(dá)到《耕地灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，可以作為廠區(qū)內(nèi)外及道路的綠化用水，廠區(qū)及廠外道路灌溉水源有保證，其中廠區(qū)采用管網(wǎng)灌溉，廠外道路采用水車?yán)\(yùn)灌溉[3]。廠外管線及輸煤皮帶區(qū)無法保證灌溉水源，采取撒播種草、自然恢復(fù)植被措施。

2.3工程技術(shù)

2.3.1表土剝離和回填技術(shù)

由于表土層主要包括自然土壤中的腐殖質(zhì)層、枯枝落葉層和耕地土壤中的耕作層，因此表土層對于施工后的植被恢復(fù)具有重要作用，表土剝離回填技術(shù)已成為目前重要的低擾動施工技術(shù)之一[4]。在表土剝離實(shí)施過程中要根據(jù)各工程分區(qū)土地?cái)_動的具體特征及表層土壤不同狀態(tài)確定剝離范圍，對擾動較輕或表層土壤性質(zhì)一般的區(qū)域，可不進(jìn)行剝離。表土剝離的厚度應(yīng)根據(jù)土地利用方向及覆土土方需求量等確定。根據(jù)上述要求，昌吉市熱電聯(lián)產(chǎn)工程施工過程中各工程分區(qū)表土剝離回填的主要技術(shù)指標(biāo)見表3。

表3　各工程分區(qū)表土剝離回填的主要技術(shù)指標(biāo)

2.3.2臨時(shí)占地覆蓋技術(shù)

在工程施工過程中由于場地平整、設(shè)備安裝、汽車運(yùn)輸?shù)然顒?，會對表層土體造成破壞，此外，在施工后的土地整治工作中還會再次對地表造成擾動，如不采取有效措施極易造成水土流失[5]。臨時(shí)占地覆蓋技術(shù)不僅能夠降低施工對地表的擾動，減輕表土破壞程度，還能有效阻止降雨對表土層的沖刷，因此臨時(shí)占地覆蓋技術(shù)是降低水土流失強(qiáng)度的重要工程技術(shù)。對該項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：采用臨時(shí)覆蓋技術(shù)每公頃能夠減少水土流失22t，此外采用臨時(shí)覆蓋措施后減少了水保措施的工程量，每公頃可節(jié)約投資18000元左右。該工程根據(jù)實(shí)際情況對升壓站和部分場內(nèi)管線區(qū)域地表采取砂礫石覆蓋措施，砂礫石覆蓋面積為4.25hm2，砂礫石覆蓋厚度為0.06m，覆蓋量為2550m3。

3結(jié)語

大型建設(shè)工程在水土保持措施設(shè)計(jì)中應(yīng)采用最小擾動原則。首先在工程選址中要考慮水土保持?jǐn)_動量，盡量選擇低擾動地址；表土剝離是重要的低擾動工程措施，剝離的范圍及厚度要根據(jù)具體情況確定，避免多余擾動；推薦在施工場地采取臨時(shí)覆蓋措施，這不僅有利于防止水土流失，還可以減少施工結(jié)束后水保措施的工程量，降低工程成本。

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西北地區(qū)發(fā)展抽水蓄能的意義與面臨的主要問題

《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出，2015年全國并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)10000萬kW，太陽能發(fā)電2100萬kW。《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出，到2020年累計(jì)并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到20000萬kW，并網(wǎng)太陽能發(fā)電達(dá)到5000萬kW。截至2012年底，全國并網(wǎng)風(fēng)電6083萬kW，并網(wǎng)太陽能發(fā)電328萬kW，距規(guī)劃目標(biāo)尚有一定的距離，因此規(guī)?；_發(fā)風(fēng)電與光電，實(shí)現(xiàn)大基地開發(fā)對實(shí)現(xiàn)能源發(fā)展規(guī)劃具有重要的意義。

1.西北地區(qū)是我國重要的新能源基地

西北地區(qū)能源資源富集，在我國能源發(fā)展總體布局和“西電東送”戰(zhàn)略規(guī)劃中，是重要的能源外送基地。近年來，西北地區(qū)積極加快電力發(fā)展，推進(jìn)電力送出通道和本區(qū)電網(wǎng)的建設(shè)，促進(jìn)能源資源在全國實(shí)現(xiàn)更好的優(yōu)化配置。風(fēng)能和太陽能是西北地區(qū)的優(yōu)勢能源資源之一，適合建設(shè)大基地集中開發(fā)及外送，在我國能源和電力發(fā)展戰(zhàn)略中具有重要地位。

西北地區(qū)是我國風(fēng)能資源最豐富地區(qū)之一，特別是新疆、甘肅等省區(qū)風(fēng)能資源開發(fā)潛力巨大。根據(jù)氣象部門風(fēng)能資源詳查成果，新疆和甘肅70m高風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量分別為4億kW和2.4億kW，僅次于內(nèi)蒙古。為了有效利用西北地區(qū)的風(fēng)能資源，國家從2005年開始組織完成了甘肅酒泉和新疆哈密千萬千瓦基地規(guī)劃工作，并在2010年的風(fēng)電接入電網(wǎng)和市場消納研究中就西北地區(qū)風(fēng)電的市場消納做了重點(diǎn)研究，進(jìn)一步明確了西北各省(區(qū))風(fēng)電的可開發(fā)潛力和消納市場?；谏鲜鲅芯?，國家在全國風(fēng)電“十二五”發(fā)展規(guī)劃中，將新疆、甘肅以及寧夏列為重點(diǎn)開發(fā)區(qū)域，初步規(guī)劃到2015年西北地區(qū)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電裝機(jī)2600萬kW以上，其中新疆規(guī)劃規(guī)模1000萬kW，甘肅規(guī)劃1100萬kW，寧夏規(guī)劃規(guī)模300萬kW，青海和陜西規(guī)劃規(guī)模力爭達(dá)到200萬kW以上。《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出，到2020年，甘肅、新疆風(fēng)電裝機(jī)分別達(dá)到2000萬kW，寧夏達(dá)到400萬kW。

西北地區(qū)也是我國太陽能資源最豐富地區(qū)之一，根據(jù)全國太陽能發(fā)電“十二五”發(fā)展規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2015年西北地區(qū)實(shí)現(xiàn)安裝規(guī)模560萬kW以上，其中：青海規(guī)劃200萬kW，新疆規(guī)劃200萬kW，甘肅規(guī)劃100萬kW，寧夏規(guī)劃100萬kW，陜西規(guī)劃60萬kW。

為解決西北地區(qū)新能源的市場消納問題，國家規(guī)劃建設(shè)新疆哈密至河南鄭州、哈密至重慶、甘肅酒泉至湖南株洲、寧東—浙江±800kV直流輸電通道以及新疆至陜甘青寧電網(wǎng)750kV第二通道。

2.風(fēng)電與光電并網(wǎng)存在的主要問題

目前西北電網(wǎng)新能源接納存在的主要問題有：

(1) 西北電網(wǎng)負(fù)荷水平相對較低，對風(fēng)電、光電等新能源的接納空間有限。西北地區(qū)風(fēng)能資源、太陽能資源富集區(qū)均遠(yuǎn)離主電網(wǎng)負(fù)荷中心，大多位于電網(wǎng)末端，當(dāng)?shù)叵{能力十分有限。

(2) 電網(wǎng)調(diào)峰能力不足。陜西、寧夏、新疆主電網(wǎng)等都是以火電為主的電力系統(tǒng)，加上熱電機(jī)組比較多、常規(guī)水電受綜合利用制約，調(diào)峰能力成為制約電網(wǎng)接納風(fēng)電、光電能力的重要因素。

(3) 配套的電網(wǎng)送出工程、調(diào)峰電源建設(shè)滯后。大規(guī)模風(fēng)電、光電等新能源僅僅依托西北電網(wǎng)以750kV為主的主網(wǎng)架和網(wǎng)內(nèi)調(diào)峰電源無法完全消納，需和其他具有調(diào)峰調(diào)頻能力電源共同組建輸電平臺，依托特高壓輸電線路外送至區(qū)外消納。風(fēng)電、光電工程建設(shè)周期短，相應(yīng)配套的電網(wǎng)送出工程和調(diào)峰電源建設(shè)周期均較長，兩者的建設(shè)管理模式亦不同，協(xié)調(diào)難度較大，制約了風(fēng)電、光電等新能源的大規(guī)模開發(fā)。

(4) 風(fēng)、光功率預(yù)測系統(tǒng)，電能質(zhì)量在線監(jiān)測等新能源接入電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)仍需進(jìn)一步完善;動態(tài)無功補(bǔ)償裝置、功率控制系統(tǒng)等裝備水平有待進(jìn)一步提高。

上述問題涉及輸送通道建設(shè)、負(fù)荷水平、調(diào)峰能力、運(yùn)行調(diào)度及管理體制等多方面。對于輸送通道不足的問題，需加強(qiáng)規(guī)劃協(xié)調(diào)，加快電網(wǎng)和配套電源建設(shè);對于負(fù)荷水平低、電力市場空間不足的問題，需考慮將一部分新能源外送消納;對于電網(wǎng)調(diào)峰能力和快速反應(yīng)能力不足的問題，在充分發(fā)揮黃河上游常規(guī)水電調(diào)峰能力的基礎(chǔ)上，還需配置一定規(guī)模的抽水蓄能電站。

3.抽水蓄能電站對促進(jìn)風(fēng)電與光電消納具有重要的作用

(1) 抽水蓄能電站可以增強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)峰能力，并相應(yīng)提高電網(wǎng)接納風(fēng)電、光電的能力。抽水蓄能電站調(diào)峰能力強(qiáng)，反應(yīng)速度快，運(yùn)行方式靈活，可顯著提高電網(wǎng)調(diào)峰和快速反應(yīng)能力，相應(yīng)提高電網(wǎng)對風(fēng)電、光電的接納能力。

(2) 抽水蓄能電站是當(dāng)前最具規(guī)?；妥罱?jīng)濟(jì)的“儲能”方式。利用這種獨(dú)特的“儲能”功能，可以平滑風(fēng)電、光電的出力過程，減輕對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響。

(3) 抽水蓄能電站是構(gòu)建“多能互補(bǔ)”平臺的關(guān)鍵組成部分。抽水蓄能、風(fēng)電、光電、水電、火電等多種電源合理組合形成“多能互補(bǔ)”平臺，能夠取長補(bǔ)短，發(fā)揮各類電源的優(yōu)勢，能對出力過程進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)和優(yōu)化。抽水蓄能電站具有發(fā)電和抽水，即增、減出力的雙重功能，因此，是調(diào)節(jié)、優(yōu)化出力過程的關(guān)鍵和有效措施。

(4) 抽水蓄能與風(fēng)電、光電具有較好的容量和電量互補(bǔ)特性。風(fēng)電、光電主要為電網(wǎng)提供電量，而抽水蓄能電站則以容量作用為主，因此，抽水蓄能是風(fēng)電、光電合適的配套互補(bǔ)電源。抽水蓄能與風(fēng)電、光電協(xié)同發(fā)展，配合運(yùn)行，對促進(jìn)風(fēng)電、光電規(guī)?；掷m(xù)發(fā)展具有重要作用和長遠(yuǎn)意義。

西北地區(qū)風(fēng)電、光電的快速發(fā)展對建設(shè)抽水蓄能電站提出了迫切要求。在風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)之前，西北電網(wǎng)依靠常規(guī)水電和火電調(diào)峰就能滿足電網(wǎng)調(diào)峰需要，未規(guī)劃建設(shè)抽水蓄能電站。但隨著風(fēng)電、光電并網(wǎng)規(guī)模不斷加大，加之常規(guī)水電資源大部分已得到開發(fā)，后勁不足，僅靠常規(guī)水電和火電調(diào)峰已難以滿足風(fēng)電、光電快速發(fā)展對調(diào)峰的要求。目前，甘肅、新疆等地已經(jīng)出現(xiàn)因?yàn)殡娋W(wǎng)調(diào)峰能力不足而制約風(fēng)電消納的情況，今后更大規(guī)模的風(fēng)電、光電并網(wǎng)對電網(wǎng)調(diào)峰能力的要求將更高，因此，在這些地區(qū)建設(shè)抽水蓄能電站已變得十分必要。

在遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的大型風(fēng)電、光電基地附近，配套建設(shè)一定規(guī)模的抽水蓄能電站和其他電源，構(gòu)建“多能互補(bǔ)”平臺和堅(jiān)強(qiáng)送端電網(wǎng)，可顯著提高長距離外送電力的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。甘肅酒泉、新疆哈密千萬千瓦風(fēng)電基地和青海柴達(dá)木千萬千瓦光電基地，都具有大規(guī)模開發(fā)的優(yōu)良資源條件，但遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，并且也難以全部在本區(qū)電網(wǎng)內(nèi)消納，所以需要長距離輸送到其他區(qū)域消納。在這些基地附近配套建設(shè)一定規(guī)模的抽水蓄能電站，構(gòu)建“多能互補(bǔ)”平臺，對促進(jìn)大型風(fēng)電、光電基地開發(fā)和電力外送，實(shí)現(xiàn)可再生能源在更大區(qū)域范圍的優(yōu)化配置，具有重要作用和深遠(yuǎn)影響。

西北地區(qū)發(fā)展抽水蓄能電站面臨的主要問題

1.前期工作推進(jìn)難度大

近年來根據(jù)國家發(fā)改委、能源局的安排，水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院、國網(wǎng)新源公司委托西北院相繼完成了新疆、甘肅、陜西、寧夏等省區(qū)的抽水蓄能電站選點(diǎn)規(guī)劃，規(guī)劃結(jié)果表明，西北地區(qū)具有一定的抽水蓄能站點(diǎn)資源，但是前期工作推進(jìn)困難。長期以來，西北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中重工業(yè)比重較大，日負(fù)荷率保持在0.8左右，電力供給中電量需求矛盾為主，而與之相交，電源結(jié)構(gòu)中，水電比重保持在30%左右，且調(diào)節(jié)性能較好，電網(wǎng)調(diào)峰矛盾不突出，因此難以接受抽水蓄能電站對電量的消耗，前期工作推進(jìn)慢，配合千萬千瓦級新能源基地外送的抽蓄前期工作遠(yuǎn)滯后于輸電通道的工作進(jìn)程。

2.工程投資相對較高

西北地區(qū)由于其獨(dú)特的地理位置、地形地質(zhì)條件與氣候條件，西北地區(qū)的抽水蓄能電站有自己獨(dú)有的特點(diǎn)。

西北大部分地區(qū)海拔高，新疆、青海、甘肅抽水蓄能電站基本位于海拔2000～3500m高程。陜西以外，西北其他地區(qū)極端最低氣溫在-30℃以下，甚至達(dá)到-40℃。降雨量小、蒸發(fā)量大，陜西以外省區(qū)年降雨量在150～300mm，蒸發(fā)量在2000mm以上。河流含沙量高。

因此，保證過機(jī)含沙量不超標(biāo)、保證電站發(fā)電用水及冰凍期電站安全運(yùn)行是西北地區(qū)抽水蓄能電站設(shè)計(jì)中需要解決的重要問題。此外，適應(yīng)風(fēng)電與光伏發(fā)電隨機(jī)性、間歇性、波動性的調(diào)頻、調(diào)峰要求，機(jī)組運(yùn)行工況轉(zhuǎn)換頻次增加，對機(jī)組性能也會有更高的要求。

目前，防止冰凍和處理冰的問題尚在研究中。為保證發(fā)電用水，設(shè)計(jì)中考慮了水損備用庫容。保證過機(jī)含沙量滿足要求的主要措施是建攔沙壩，即，在水源庫上游再修建一座壩和泄洪排沙洞，通過泄洪排沙洞將高含沙量(超過過機(jī)含沙量要求)水流排至水庫下游，并能保證給水庫補(bǔ)充清水。

與我國南方的抽水蓄能電站相比，西北地區(qū)抽水蓄能電站受水源條件、地形地質(zhì)條件的制約，其上、下水庫成庫自然條件較差，備用庫容也要大一些，壩體普遍較高;為滿足過機(jī)含沙量要求，抽水蓄能電站普遍在庫尾布置了攔沙壩。因此，西北地區(qū)抽水蓄能電站建設(shè)投資相對較大，根據(jù)目前進(jìn)行前期工作的項(xiàng)目分析，西北地區(qū)抽水蓄能電站單位千瓦投資較好的站點(diǎn)在4800元左右，一般在5000元左右。

3.配合大基地外送抽水蓄能電站的運(yùn)行方式及評價(jià)方法有待進(jìn)一步研究

服務(wù)于電網(wǎng)內(nèi)的抽水蓄能電站主要承擔(dān)電力系統(tǒng)的調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用及保安等作用，其大多數(shù)運(yùn)行方式為在負(fù)荷高峰時(shí)發(fā)電、低谷時(shí)抽水，雖然其動態(tài)效益難以量化，但其在電網(wǎng)中由于調(diào)峰填谷產(chǎn)生的靜態(tài)經(jīng)濟(jì)效益可通過電源擴(kuò)展優(yōu)化量化計(jì)算。

配合大基地外送的抽水蓄能電站其主要運(yùn)行方式為在風(fēng)電、光電出力大系統(tǒng)無法消納時(shí)抽水儲能，風(fēng)電、光電出力變化較大時(shí)或系統(tǒng)負(fù)荷高峰時(shí)發(fā)電，提高可再生能源利用率，平抑風(fēng)、光電出力波動對電網(wǎng)安全穩(wěn)定影響，其主要靜態(tài)效益包括容量效益、提高可再生能源電量利用率、提高輸電線路經(jīng)濟(jì)性等，與網(wǎng)內(nèi)配套抽水蓄能電站的運(yùn)行方式和評價(jià)方法不同，如何量化計(jì)算配合大基地外送抽水蓄能電站的效益有待進(jìn)一步研究，以合理評價(jià)其經(jīng)濟(jì)性。

促進(jìn)西北地區(qū)抽水蓄能電站發(fā)展的措施建議

1.做好選點(diǎn)規(guī)劃工作，重新認(rèn)識抽水蓄能電站。目前，西北五省(區(qū))中陜西、甘肅、新疆、寧夏抽水蓄能電站選點(diǎn)規(guī)劃已完成，青海抽水蓄能電站選點(diǎn)規(guī)劃已開展，隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展以及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和新能源發(fā)展的變化，應(yīng)適時(shí)開展動態(tài)的選點(diǎn)規(guī)劃以適應(yīng)新的要求。西北地區(qū)因黃河上游水電較強(qiáng)的調(diào)峰能力，還沒有建成的抽水蓄能電站，對抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)尤其是配合新能源運(yùn)行等方面的作用和意義有待重新認(rèn)識，需在做好必要性論證的基礎(chǔ)上加大抽水蓄能電站的宣傳力度，認(rèn)識和接受抽水蓄能電站。

2.加快開展前期工作，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)。西北地區(qū)僅陜西鎮(zhèn)安、新疆阜康、甘肅肅南正式開展了前期勘察設(shè)計(jì)工作，新疆哈密、甘肅玉門、寧夏中寧、青海格爾木等配合風(fēng)電、光電運(yùn)行的抽水蓄能電站均未正式開展前期工作，這些區(qū)域風(fēng)電、光電規(guī)模大，發(fā)展速度快，而抽水蓄能電站建設(shè)周期較長，為保障新能源消納，需加快開展西北地區(qū)抽水蓄能電站前期工作。同時(shí)，為合理降低抽水蓄能電站投資，保障項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)合理性，在設(shè)計(jì)中應(yīng)加強(qiáng)方案比較論證，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)。

3.加強(qiáng)系統(tǒng)理論研究，尤其要加強(qiáng)抽水蓄能電站促進(jìn)新能源發(fā)展的作用和效益研究。電價(jià)機(jī)制的不完善也是影響抽水蓄能電站建設(shè)的重要原因，應(yīng)盡快開展價(jià)格機(jī)制研究，理順價(jià)格體制。

4.加強(qiáng)建設(shè)管理和運(yùn)行管理，建立完善的建設(shè)運(yùn)行管理機(jī)制。

來源：北極星電力網(wǎng)2015年3月18日

http://news.bjx.com.cn/html/20150318/598962.shtml