J'ai un ami qui est dans la fleur de l'âge et en très bonne santé. Même si je n'ai pas eu de tes nouvelles depuis plusieurs jours, je pense que tout va bien. Je l'ai rencontré par hasard ce jour-là, mais il avait l'air très abattu. Je ne pouvais m'empêcher de m'inquiéter pour lui. Je suis allé lui demander des détails.
Il soupira et dit lentement : « J'ai le béguin pour une fille récemment. » On peut dire que « de beaux sourires et de beaux yeux » me touchent profondément. Cependant, les parents sont encore en classe et doutent, si bien qu'ils n'ont pas été embauchés depuis longtemps. « Ma ceinture s'élargit et je ne le regretterai pas, et je serai émacié pour l'Irak », ce qui me donne ce sentiment aujourd'hui. J'ai toujours su que tu avais beaucoup de connaissances. Maintenant que vous êtes destinés à vous rencontrer aujourd'hui, j'aimerais te demander d'aider le personnel. Si le destin est déterminé par la nature, puisque les Six Rites ont été accomplis, les deux noms se marieront et concluront un contrat dans la même maison. Leur bonne entente ne s'éteindra jamais, sous le même nom. Avec la promesse de la tête blanche, écris à Hongjian, afin que l'alliance des feuilles rouges soit gravée dans le mandarinier. S'il y a une quelconque disharmonie, nous devrions aussi « résoudre le grief et dénouer le nœud, sans parler de nous haïr ; l'un se séparant et l'autre pardonnant, et chacun sera heureux. » Au fait, cette fille a un double nom pour pomper l'eau et un double nom pour stocker l'énergie.
Après avoir écouté cela, je ne suis pas du tout en colère. C'est clairement votre dirigeant qui vous a demandé d'évaluer la valeur d'investissement de la centrale de pompage-turbinage, mais vous avez dit que c'était une expérience novatrice et raffinée. « Un mariage réussi est inné, et un couple réussi est inné. » Je ne peux rien dire sur les sentiments. Mais concernant les centrales de pompage-turbinage, je viens d'interroger un haut responsable sur le système d'évaluation de l'intégration en cinq dimensions, après la construction de plus de 100 projets de centrales de pompage-turbinage. Il s'agit de la situation géographique, des conditions de construction, des conditions externes, de la conception technique et des indicateurs économiques. Si vous le souhaitez, écoutez-moi.
1、 Situation géographique
Il existe un vieux dicton dans le secteur immobilier : « L'emplacement, l'emplacement, l'emplacement » est « l'emplacement, l'emplacement ou l'emplacement ». Ce célèbre dicton de Wall Street a été largement diffusé après avoir été cité par Li Ka-shing.
Lors de l'évaluation globale des projets de pompage-turbinage, la localisation géographique est primordiale. L'orientation fonctionnelle du pompage-turbinage est principalement axée sur le réseau électrique ou le développement de nouvelles sources d'énergie importantes. Par conséquent, la localisation géographique de la centrale de pompage-turbinage se fait principalement en deux points : la proximité du centre de charge et la proximité de la nouvelle source d'énergie.
Actuellement, la plupart des centrales de pompage-turbinage construites ou en construction en Chine sont situées dans le centre de charge du réseau où elles se trouvent. Par exemple, la centrale de pompage-turbinage de Guangzhou (2,4 millions de kilowatts) est située à 90 kilomètres de Guangzhou, la centrale de pompage-turbinage des Tombeaux des Ming (0,8 million de kilowatts) à 40 kilomètres de Pékin, la centrale de pompage-turbinage de Tianhuangping (1,8 million de kilowatts) à 57 kilomètres de Hangzhou et la centrale de pompage-turbinage de Shenzhen (1,2 million de kilowatts) est située dans la zone urbaine de Shenzhen.
Par ailleurs, afin de répondre aux besoins de développement rapide des nouvelles énergies, autour de l'aménagement intégré des ressources en eau et des paysages, et du développement de nouvelles bases énergétiques dans le désert et le désert de Gobi, de nouvelles centrales de pompage-turbinage pourraient également être planifiées à proximité de ces nouvelles bases énergétiques. Par exemple, les centrales de pompage-turbinage actuellement prévues au Xinjiang, au Gansu, au Shaanxi, en Mongolie-Intérieure et au Shanxi, entre autres, visent non seulement à répondre aux besoins du réseau électrique local, mais également à fournir des services de nouvelles bases énergétiques.
Le premier point d'une évaluation complète d'une centrale de pompage-turbinage est donc de déterminer son origine. En général, le pompage-turbinage doit suivre le principe de distribution décentralisée, en privilégiant la distribution à proximité du centre de charge du réseau et de la nouvelle zone de concentration énergétique. De plus, pour les zones dépourvues de centrales de pompage-turbinage, la priorité doit également être accordée lorsque les ressources sont bonnes.
2、 Conditions de construction
1. Conditions topographiques
L'analyse des conditions topographiques comprend principalement la hauteur d'eau, le rapport distance/altitude et la capacité de stockage effective naturelle des réservoirs supérieur et inférieur. L'énergie stockée dans le pompage-turbinage correspond essentiellement à l'énergie potentielle gravitationnelle de l'eau, égale au produit de la différence d'altitude par la gravité de l'eau dans le réservoir. Ainsi, pour stocker la même énergie, il faut soit augmenter la différence d'altitude entre les réservoirs supérieur et inférieur, soit augmenter la capacité de stockage régulée des réservoirs supérieur et inférieur.
Si les conditions sont réunies, il est plus judicieux d'avoir une plus grande différence de hauteur entre les réservoirs supérieur et inférieur, ce qui peut réduire la taille de ces derniers, celle de l'usine et des équipements électromécaniques, et diminuer l'investissement du projet. Cependant, compte tenu du niveau de production actuel des unités de pompage-turbinage, une différence de hauteur trop importante entraînera également une plus grande difficulté de fabrication ; plus la hauteur est importante, mieux c'est. D'après l'expérience des ingénieurs, la chute de hauteur moyenne se situe entre 400 et 700 m. Par exemple, la chute de hauteur nominale de la centrale de pompage-turbinage des Tombeaux Ming est de 430 m ; celle de la centrale de pompage-turbinage de Xianju est de 447 m ; celle de la centrale de pompage-turbinage de Tianchi est de 510 m ; celle de la centrale de pompage-turbinage de Tianhuangping est de 526 m ; celle de la centrale de pompage-turbinage de Xilongchi est de 640 m ; celle de la centrale de pompage-turbinage de Dunhua est de 655 m. À l'heure actuelle, la centrale de pompage-turbinage de Changlongshan a la hauteur d'utilisation la plus élevée de 710 m, qui a été construite en Chine ; la hauteur d'utilisation la plus élevée de la centrale de pompage-turbinage en construction est la centrale de pompage-turbinage de Tiantai, avec une hauteur nominale de 724 m.
Le rapport espace/profondeur est le rapport entre la distance horizontale et la différence d'altitude entre les réservoirs supérieur et inférieur. En règle générale, un espacement plus petit est recommandé, ce qui permet de réduire les travaux d'ingénierie du système de transport d'eau et de réduire les investissements. Cependant, l'expérience montre qu'un espacement trop faible peut facilement engendrer des problèmes d'implantation et de pentes raides. Il est donc généralement recommandé d'utiliser un espacement compris entre 2 et 10. Par exemple, le rapport espacement/hauteur de la station de pompage-turbinage de Changlongshan est de 3,1 ; celui de la station de pompage-turbinage de Huizhou est de 8,3.
Lorsque le terrain des bassins supérieur et inférieur du réservoir est relativement ouvert, le stockage d'énergie peut être assuré sur une petite surface. Dans le cas contraire, il est nécessaire d'agrandir la surface du réservoir ou d'ajuster sa capacité par des travaux d'agrandissement et d'excavation, ainsi que d'accroître l'occupation du sol et les travaux d'ingénierie. Pour les centrales de pompage-turbinage d'une puissance installée de 1,2 million de kilowatts et une utilisation maximale de 6 heures, la capacité de stockage nécessaire à la régulation de la production d'électricité est respectivement d'environ 8 millions de m³, 7 millions de m³ et 6 millions de m³ pour des hauteurs d'eau de 400 m, 500 m et 600 m. Sur cette base, il est également nécessaire de prendre en compte la capacité de stockage inutilisée, la capacité de stockage de la réserve d'eau perdue et d'autres facteurs pour déterminer la capacité totale du réservoir. Afin de répondre aux exigences de capacité du réservoir, celui-ci doit être formé par la construction d'un barrage ou l'extension des travaux d'excavation, en tenant compte du terrain naturel.
De plus, le bassin versant du réservoir supérieur étant généralement restreint, la maîtrise des crues du projet peut être assurée par une augmentation appropriée de la hauteur du barrage. Par conséquent, l'étroite vallée à la sortie du bassin du réservoir supérieur constitue un emplacement idéal pour la construction d'un barrage, ce qui permet de réduire considérablement le volume de remplissage.
2. Conditions géologiques
Seules les montagnes vertes sont comme des murs lorsqu'elles désignent les Six Dynasties.
——Yuan Sadurah
Les conditions géologiques comprennent principalement la stabilité structurelle régionale, les conditions géologiques techniques des réservoirs supérieurs et inférieurs et de leurs zones de jonction, les conditions géologiques techniques du système de transport d'eau et de production d'électricité et les matériaux de construction naturels.
Les structures de retenue et d'évacuation de la centrale de pompage-turbinage doivent éviter les failles actives, et la zone du réservoir doit être exempte de glissements de terrain, d'effondrements, de coulées de débris et autres phénomènes géologiques défavorables. Les cavernes souterraines de la centrale doivent éviter les massifs rocheux fragiles ou fracturés. Lorsque ces conditions ne peuvent être évitées par le plan d'ingénierie, les conditions géologiques limiteront la construction de la centrale.
Même si la centrale de pompage-turbinage évite les contraintes mentionnées ci-dessus, les conditions géologiques ont également une incidence considérable sur le coût du projet. En règle générale, plus les séismes sont rares dans la zone du projet et plus la roche est dure, plus le coût de construction des centrales de pompage-turbinage est réduit.
Selon les caractéristiques des bâtiments et les caractéristiques de fonctionnement de la centrale de pompage-turbinage, les principaux problèmes géologiques d'ingénierie peuvent être résumés comme suit :
(1) Par rapport aux centrales conventionnelles, les centrales de pompage-turbinage offrent davantage de possibilités de comparaison et de sélection du site de la station et du réservoir. Les sites présentant de mauvaises conditions géologiques ou des aménagements techniques complexes peuvent être éliminés grâce aux travaux géologiques réalisés lors de l'étude du site et de la planification de la station. Le rôle de l'exploration géologique est particulièrement important à ce stade.
Cependant, les merveilles et les prodiges du monde résident souvent dans le danger et la distance, et dans ce qui est le plus rare des gens, il est donc impossible à quiconque a la volonté de l'atteindre.
——Dynastie Song, Wang Anshi
Étude du site du barrage supérieur de la centrale de pompage-turbinage de Shitai, province de l'Anhui
(2) Il existe de nombreuses cavernes souterraines, de longs tunnels à haute pression, une forte pression d'eau interne, un enfouissement profond et une grande échelle. Il est nécessaire de démontrer pleinement la stabilité de la roche environnante et de déterminer la méthode d'excavation, le type de soutènement et de revêtement, l'étendue et la profondeur de la roche environnante du tunnel.
(3) La capacité de stockage du réservoir de pompage-turbinage est généralement faible et les coûts de pompage élevés pendant la période d'exploitation. Par conséquent, les fuites du réservoir supérieur doivent être strictement contrôlées. Ce réservoir est généralement situé au sommet d'une montagne, entouré de vallées basses. Un nombre considérable de stations sont sélectionnées dans des zones à relief karstique négatif afin de tirer parti de ce terrain avantageux. Les problèmes de fuites dans les vallées adjacentes au réservoir et de fuites karstiques sont relativement fréquents ; il convient de s'y intéresser et de maîtriser la qualité de la construction.
(4) La répartition des matériaux utilisés pour le remplissage du barrage dans le bassin de la centrale de pompage-turbinage est un facteur clé pour déterminer le taux d'utilisation des ressources. Lorsque les réserves de matériaux utilisés dans la zone d'excavation du bassin au-dessus du niveau d'eau mort répondent aux besoins de remplissage du barrage et qu'il n'y a pas de matériaux de décapage en surface, l'équilibre idéal entre l'excavation et le remplissage est atteint. Lorsque les matériaux de décapage en surface sont épais, le problème de leur utilisation sur le barrage peut être résolu en les divisant. Il est donc essentiel d'établir un modèle géologique relativement précis des réservoirs supérieur et inférieur grâce à des moyens d'exploration efficaces pour concevoir l'équilibre entre l'excavation et le remplissage du bassin.
(5) Pendant l'exploitation du réservoir, les montées et descentes soudaines du niveau d'eau sont fréquentes et importantes. Le mode d'exploitation de la centrale de pompage-turbinage a un impact important sur la stabilité du talus du réservoir, ce qui impose des exigences plus strictes quant aux conditions géologiques du talus. Lorsque les exigences relatives au facteur de sécurité de stabilité ne sont pas respectées, il est nécessaire de réduire le coefficient de pente d'excavation ou d'augmenter la résistance des soutènements, ce qui entraîne une augmentation des coûts d'ingénierie.
(6) La fondation de l'ensemble du bassin du réservoir anti-infiltration de la centrale de pompage-turbinage présente des exigences élevées en matière de déformation, de drainage et d'uniformité, en particulier pour la fondation de l'ensemble du bassin du réservoir anti-infiltration dans les zones karstiques, l'effondrement karstique au fond du réservoir, la déformation inégale de la fondation, le soulèvement inverse de l'eau karstique, la pression négative karstique, l'effondrement du mort-terrain de la dépression karstique et d'autres problèmes doivent faire l'objet d'une attention suffisante.
(7) En raison du dénivelé important de la centrale de pompage-turbinage, l'unité réversible présente des exigences plus élevées en matière de contrôle de la teneur en sédiments traversant la turbine. Il est nécessaire de veiller à la protection et au drainage de la source solide du ravin à l'arrière du talus, à l'entrée et à la sortie, ainsi qu'au stockage des sédiments de crue.
(8) Les centrales de pompage-turbinage ne formeront pas de hauts barrages ni de grands réservoirs. La hauteur des barrages et les pentes creusées manuellement de la plupart des réservoirs supérieurs et inférieurs ne dépassent pas 150 m. Les problèmes géologiques liés aux fondations des barrages et aux fortes pentes sont moins complexes à résoudre que ceux des centrales conventionnelles.
3. Conditions de formation de l'entrepôt
Les réservoirs supérieur et inférieur doivent présenter des conditions de terrain propices à la construction de barrages. En règle générale, une hauteur de chute d'environ 400 à 500 m est envisagée sur la base d'une puissance installée de 1,2 million de kilowatts et d'une durée d'utilisation de 6 heures à pleine puissance. Autrement dit, la capacité de stockage régulée des réservoirs de pompage-turbinage supérieur et inférieur est d'environ 6 à 8 millions de m³. Certaines stations de pompage-turbinage présentent naturellement un « ventre ». Il est facile de constituer le réservoir par barrage. Dans ce cas, il est possible de le faire. Cependant, certaines stations de pompage-turbinage ont une faible capacité de stockage naturelle et nécessitent des travaux d'excavation pour la constituer. Cela pose deux problèmes : le coût de développement est relativement élevé, et la capacité de stockage doit être excavée en grandes quantités, sans pour autant être trop importante.
Outre les exigences de capacité de stockage, le projet de réservoir de pompage-turbinage doit également prendre en compte la prévention des infiltrations, l'équilibre des excavations et des remblayages, le choix du type de barrage, etc., et déterminer le schéma de conception par une comparaison technique et économique complète. En règle générale, si un réservoir peut être formé par barrage et qu'une prévention locale des infiltrations est adoptée, les conditions de formation du réservoir sont relativement bonnes (voir Fig. 2.3-1) ; si un « bassin » est formé par d'importantes excavations et que le type de bassin anti-infiltration est adopté, les conditions de formation du réservoir sont relativement générales (voir Fig. 2.3-2 et 2.3-3).
Prenons l'exemple de la centrale de pompage-turbinage de Guangzhou, qui présente de bonnes conditions de formation de réservoir. Les conditions de formation des réservoirs supérieur et inférieur sont relativement bonnes et le réservoir peut être formé par barrage, avec une capacité de réservoir supérieur de 24,08 millions de m3 et une capacité de réservoir inférieur de 23,42 millions de m3.
La centrale de pompage-turbinage de Tianhuangping est également prise comme exemple. Le réservoir supérieur est situé dans la dépression de la source du fossé d'embranchement, sur la rive gauche de la rivière Daxi. Il est entouré par le barrage principal, quatre barrages auxiliaires, une entrée/sortie et les montagnes qui l'entourent. Le barrage principal est aménagé dans la dépression à l'extrémité sud du réservoir, tandis que les barrages auxiliaires sont disposés dans les quatre passes à l'est, au nord, à l'ouest et au sud-ouest. Les conditions de stockage sont moyennes, avec une capacité totale de stockage de 9,12 millions de m³.
4. Conditions de la source d'eau
Les centrales de pompage-turbinage diffèrent des centrales hydroélectriques classiques : un bassin d'eau claire circule entre les réservoirs supérieur et inférieur. Lors du pompage, l'eau est transférée du réservoir inférieur vers le réservoir supérieur, et lors de la production d'électricité, l'eau est acheminée du réservoir supérieur vers le réservoir inférieur. Par conséquent, le problème d'approvisionnement en eau des centrales de pompage-turbinage consiste principalement à assurer le stockage initial, c'est-à-dire à stocker l'eau dans le réservoir en premier, puis à compenser le volume d'eau réduit par l'évaporation et les fuites lors de l'exploitation quotidienne. La capacité de pompage-turbinage est généralement de l'ordre de 10 millions de m³, et les besoins en eau sont faibles. Les conditions d'approvisionnement en eau dans les zones à fortes précipitations et au réseau fluvial dense ne constituent pas un facteur limitant pour la construction de centrales de pompage-turbinage. Cependant, pour les régions relativement arides comme le nord-ouest, la qualité de l'approvisionnement en eau est devenue un facteur contraignant important. Certains endroits présentent les conditions topographiques et géologiques nécessaires à la construction d’un système de pompage-turbinage, mais il se peut qu’il n’y ait aucune source d’eau pour le stockage de l’eau sur des dizaines de kilomètres.
3、 Conditions externes
L'essence des questions d'immigration et d'environnement réside dans la gestion de l'occupation des ressources publiques et de leur indemnisation. Il s'agit d'un processus gagnant-gagnant pour tous.
1. Acquisition de terrains et réinstallation pour la construction
Le périmètre d'acquisition des terrains pour la construction d'une centrale de pompage-turbinage comprend la zone d'inondation des réservoirs supérieur et inférieur, ainsi que la zone de construction du projet hydroélectrique. Bien que la centrale comporte deux réservoirs, en raison de leur taille relativement réduite (certains utilisant des lacs naturels ou des réservoirs existants), le périmètre d'acquisition des terrains pour la construction est souvent bien inférieur à celui des centrales hydroélectriques conventionnelles. La plupart des bassins des réservoirs étant excavés, la zone de construction du projet hydroélectrique inclut souvent la zone d'inondation du réservoir. La part de la zone de construction du projet hydroélectrique dans le périmètre d'acquisition des terrains pour la construction du projet est donc bien supérieure à celle d'une centrale hydroélectrique conventionnelle.
La zone d'inondation du réservoir comprend principalement la zone d'inondation située en dessous du niveau normal du réservoir, ainsi que la zone de retenue des eaux de crue et la zone affectée du réservoir.
La zone de construction du projet hydroélectrique comprend principalement les bâtiments du projet et la zone de gestion permanente du projet. La zone de construction du projet de plateforme est définie comme une zone temporaire et une zone permanente, selon la destination de chaque parcelle. Les terrains temporaires peuvent être remis à leur usage initial après utilisation.
Le périmètre d'acquisition des terrains à bâtir a été déterminé, et l'important travail de suivi consiste à étudier les indicateurs physiques de l'acquisition des terrains à bâtir, afin de mieux se connaître soi-même et d'apprendre à connaître les autres. Il s'agit principalement d'étudier la quantité, la qualité, le régime foncier et les autres caractéristiques de la population, des terrains, des bâtiments, des structures, des vestiges culturels et des sites historiques, des gisements minéraux, etc., dans le cadre de l'acquisition des terrains à bâtir.
Pour la prise de décision, la principale préoccupation est de savoir si l'acquisition de terrains pour la construction implique des facteurs sensibles majeurs, tels que l'échelle et la quantité de terres agricoles de base permanentes, de forêts de bien-être public de première classe, de villages et de villes importants, de vestiges culturels et de sites historiques majeurs et de gisements minéraux.
2. Protection de l'environnement écologique
La construction de centrales de pompage-turbinage doit respecter le principe de « priorité écologique et de développement vert ».
Éviter les zones écologiquement sensibles est une condition préalable importante à la faisabilité du projet. Les zones écologiquement sensibles désignent tous les types de zones de protection, à tous les niveaux définis par la loi, ainsi que les zones particulièrement sensibles à l'impact environnemental du projet de construction. Lors de la sélection des sites, les zones écologiquement sensibles doivent être examinées et évitées en priorité, notamment les lignes rouges de protection écologique, les parcs nationaux, les réserves naturelles, les sites pittoresques, les sites du patrimoine mondial, les zones de protection des sources d'eau potable, les parcs forestiers, les parcs géologiques, les parcs de zones humides, les zones de protection des ressources génétiques aquatiques, etc. De plus, il est également nécessaire d'analyser la conformité et la coordination entre le site et les plans d'aménagement pertinents, tels que l'espace foncier, la construction urbaine et rurale, et la « trois lignes et une seule ».
Les mesures de protection de l'environnement sont importantes pour réduire l'impact environnemental. Si le projet n'implique pas de zones écologiquement sensibles, il est globalement réalisable du point de vue de la protection de l'environnement. Cependant, sa construction aura inévitablement un impact sur l'eau, le gaz, le bruit et l'environnement. Une série de mesures ciblées doivent donc être prises pour éliminer ou atténuer les effets négatifs, comme le traitement des eaux usées de production et des eaux usées domestiques, ainsi que le rejet des eaux usées.
L'aménagement paysager est un élément essentiel pour un développement de haute qualité des centrales de pompage et de stockage. Les centrales de pompage et de stockage sont généralement situées dans des zones montagneuses et vallonnées bénéficiant d'un environnement écologique favorable. Une fois le projet terminé, deux réservoirs seront créés. Après restauration écologique et aménagement paysager, ils pourront être intégrés à des sites touristiques ou des attractions touristiques afin de favoriser un développement harmonieux de la centrale et de l'environnement. La mise en œuvre du concept « eau verte et montagnes vertes » est synonyme de montagnes d'or et de montagnes d'argent. Par exemple, la centrale de pompage-turbinage de Changlongshan du Zhejiang a été intégrée au site pittoresque principal de la province de Tianhuangping (Jiangnan Tianchi), et celle de Qujiang a été intégrée à la zone de protection de troisième niveau de la province de Lankeshan-Wuxijiang.
4、 Conception technique
La conception technique d'une centrale de pompage-turbinage comprend principalement l'échelle du projet, les structures hydrauliques, la conception de l'organisation de la construction, les structures électromécaniques et métalliques, etc.
1. Échelle du projet
L'échelle technique de la centrale de pompage-turbinage comprend principalement la capacité installée, le nombre d'heures complètes continues, le principal niveau d'eau caractéristique du réservoir et d'autres paramètres.
Le choix de la puissance installée et du nombre d'heures complètes de fonctionnement continu d'une centrale de pompage-turbinage doit tenir compte à la fois des besoins et des possibilités. Les besoins correspondent à la demande du réseau électrique et peuvent également dépendre des conditions de construction de la centrale. La méthode générale repose sur l'analyse du positionnement fonctionnel des différents réseaux de pompage-turbinage et des besoins du réseau en termes de nombre d'heures complètes de fonctionnement continu. Elle permet d'établir un plan de puissance installée et de déterminer le nombre d'heures complètes de fonctionnement continu, puis de sélectionner la puissance installée et le nombre d'heures complètes de fonctionnement continu grâce à une simulation de production et à une comparaison technique et économique complète.
En pratique, une méthode simple pour planifier initialement la puissance installée et les heures de pleine utilisation consiste à déterminer d'abord la puissance de l'unité en fonction de la hauteur d'eau, puis la puissance installée totale et les heures de pleine utilisation en fonction de l'énergie de stockage naturelle du pompage-turbinage. Actuellement, pour une chute de niveau d'eau de 300 à 500 m, la conception et la technologie de fabrication d'une unité d'une puissance nominale de 300 000 kilowatts sont matures, les conditions d'exploitation sont stables et l'expérience en ingénierie est la plus riche (c'est pourquoi la puissance installée de la plupart des centrales de pompage-turbinage en construction est généralement un nombre pair de 300 000 kilowatts, compte tenu des exigences d'une configuration décentralisée, et atteint finalement 1,2 million de kilowatts pour la majorité). Une fois la puissance de l'unité sélectionnée, le stockage naturel d'énergie de la centrale est analysé en fonction des conditions topographiques et géologiques des réservoirs supérieur et inférieur, ainsi que des pertes de charge liées à la production d'électricité et aux conditions de pompage. Par exemple, grâce à une analyse préliminaire, si la chute moyenne du niveau d'eau entre les réservoirs supérieur et inférieur d'une centrale de pompage-turbinage est d'environ 450 m, il convient de sélectionner une capacité unitaire de 300 000 kilowatts ; L'énergie de stockage naturelle des réservoirs supérieur et inférieur est d'environ 6,6 millions de kilowattheures, donc quatre unités peuvent être considérées, c'est-à-dire que la capacité totale installée est de 1,2 million de kilowatts ; Combiné à la demande du système électrique, après une certaine expansion et excavation du réservoir en fonction des conditions naturelles, le stockage total d'énergie atteindra 7,2 millions de kilowattheures, correspondant à 6 heures de production d'électricité continue à pleine capacité.
Le niveau d'eau caractéristique du réservoir comprend principalement le niveau d'eau normal, le niveau d'eau morte et le niveau de crue. Généralement, le niveau d'eau caractéristique de ces réservoirs est déterminé après avoir déterminé le nombre d'heures de fonctionnement continu et la capacité installée.
2. Ouvrages hydrauliques
Devant nous, le fleuve ondule, et derrière nous, les lumières éclatantes. Ainsi va notre vie : lutter et courir vers l’avant.
——Chanson des constructeurs de la conservation de l'eau
Les ouvrages hydrauliques de pompage-turbinage comprennent généralement un réservoir supérieur, un réservoir inférieur, un système d'adduction d'eau, une centrale souterraine et un poste de commutation. L'objectif principal de la conception des réservoirs supérieur et inférieur est d'obtenir une grande capacité de stockage avec un coût d'ingénierie minimal. La plupart des réservoirs supérieurs combinent excavation et enrochement, et la plupart sont des barrages en enrochement de parement. Selon les conditions géologiques, les fuites du réservoir de la centrale de pompage-turbinage peuvent être évitées grâce à la protection contre les infiltrations de l'ensemble du réservoir et à la mise en place d'un rideau de protection contre les infiltrations autour du réservoir. Les matériaux de protection contre les infiltrations peuvent être une dalle de béton bitumineux, une géomembrane, un tapis d'argile, etc.
Schéma de principe d'une centrale de pompage-turbinage
Lorsqu'il est nécessaire d'adopter une protection anti-infiltration globale pour le réservoir d'une centrale de pompage-turbinage, il convient de considérer la protection anti-infiltration du barrage et celle du bassin comme un tout, afin d'éviter ou de réduire autant que possible les interactions entre les différents ouvrages de protection anti-infiltration et d'améliorer la fiabilité. L'ensemble du bassin du réservoir, avec un remblai important, doit être utilisé pour la protection anti-infiltration au fond du réservoir. Ce remblai doit être adapté aux déformations importantes ou irrégulières causées par un remblai important.
La centrale de pompage-turbinage présente une forte charge hydraulique et une forte pression supportée par le canal. Selon la charge hydraulique, les conditions géologiques du roc environnant, la taille des canalisations bifurquées, etc., un revêtement en acier ou en béton armé, entre autres, peut être utilisé.
De plus, afin de garantir la sécurité de contrôle des inondations de la centrale électrique, la centrale de pompage-turbinage doit également disposer de structures d'évacuation des inondations, etc., qui ne seront pas détaillées ici.
3. Conception de l'organisation de la construction
Les principales tâches de la conception de l'organisation de la construction de la centrale de pompage-turbinage comprennent : l'étude des conditions de construction du projet, le détournement de la construction, la planification des sources de matériaux, la construction du projet principal, le transport de la construction, les installations de l'usine de construction, la disposition générale de la construction, le calendrier général de construction (période de construction), etc.
Dans le travail de conception, nous devons utiliser pleinement les conditions topographiques et géologiques du site de la station, combiner les conditions de construction et le plan de conception technique, et dans le principe d'une utilisation intensive et économique des terres, élaborer initialement le plan de construction technique, l'équilibre du terrassement et le plan général d'aménagement de la construction, afin de minimiser l'occupation des terres arables et de réduire le coût du projet.
En tant que grand pays de construction, la gestion et le niveau de construction de la Chine sont reconnus mondialement. Ces dernières années, le secteur chinois du pompage-turbinage a réalisé de nombreuses explorations bénéfiques dans les domaines de la construction écologique, de la recherche et développement, de l'application d'équipements clés et de la construction intelligente. Certaines technologies de construction ont atteint ou progressé au niveau international. Cela se reflète principalement dans la maturité croissante des technologies de construction de barrages, les progrès récents de la technologie de construction de conduites bifurquées haute pression, le grand nombre de réussites en matière d'excavation et de soutènement de groupes de cavernes souterraines dans des conditions géologiques complexes, l'innovation continue des technologies et équipements de construction de puits inclinés, les réalisations remarquables en matière de construction mécanisée et intelligente, et la percée du tunnelier dans la construction de tunnels.
4. Structure électromécanique et métallique
Les unités de stockage réversibles monoétagées à arbre vertical et à flux mixte sont généralement utilisées dans les centrales de pompage-turbinage. En matière de développement hydraulique de pompes-turbines, la Chine dispose de capacités de conception et de fabrication de pompes-turbines d'une section de chute de 700 m et d'une capacité de 400 000 kW par unité, ainsi que de la conception, de la fabrication, de l'installation, de la mise en service et de la production de nombreuses unités de stockage d'une section de chute de 100 à 700 m et d'une capacité inférieure ou égale à 400 000 kW par unité. En ce qui concerne la hauteur de chute nominale des centrales, les centrales de pompage-turbinage en construction de Jilin Dunhua, Guangdong Yangjiang et Zhejiang Changlongshan dépassent toutes les 650 m, ce qui les place parmi les meilleures au monde. La hauteur de chute nominale approuvée de la centrale de pompage-turbinage de Tiantai du Zhejiang est de 724 m, ce qui constitue la hauteur de chute nominale la plus élevée au monde pour une centrale de pompage-turbinage. La complexité globale de conception et de fabrication de cette unité est parmi les meilleures au monde. Dans le développement des moteurs de générateur, les grands moteurs des centrales de pompage-turbinage construites ou en construction en Chine sont des moteurs synchrones réversibles triphasés à arbre vertical, entièrement refroidis par air. Deux unités de la centrale de pompage-turbinage de Changlongshan, dans le Zhejiang, ont une vitesse nominale de 600 tr/min et une puissance nominale de 350 000 kW. Certaines unités de la centrale de pompage-turbinage de Yangjiang, dans le Guangdong, ont été mises en service, avec une vitesse nominale de 500 tr/min et une puissance nominale de 400 000 kW. La capacité de production globale de moteurs de générateur a atteint un niveau mondial de pointe. Par ailleurs, les structures électromécaniques et métalliques comprennent également les machines hydrauliques, l'électrotechnique, le contrôle et la protection, les structures métalliques et d'autres aspects qui ne seront pas détaillés ici.
La fabrication d'équipements de centrales de pompage-turbinage en Chine se développe rapidement dans le sens d'une hauteur d'eau élevée, d'une grande capacité, d'une grande fiabilité, d'une large gamme, d'une vitesse variable et d'une localisation.
5、 Indicateurs économiques
Les conditions de construction et l'impact externe d'un projet de stockage par pompage, après définition du schéma de conception, se refléteront principalement dans un indicateur : l'investissement statique par kilowatt du projet. Plus l'investissement statique par kilowatt est faible, meilleure est la rentabilité du projet.
Les différences individuelles dans les conditions de construction des centrales de pompage-turbinage sont évidentes. L'investissement statique par kilowatt est étroitement lié aux conditions de construction et à la capacité installée du projet. En 2021, la Chine a approuvé 11 centrales de pompage-turbinage, avec un investissement statique moyen de 5 367 yuans par kilowatt ; 14 projets ont terminé l'étude de préfaisabilité, et l'investissement statique moyen par kilowatt est de 5 425 yuans/kilowatt.
Selon les statistiques préliminaires, l'investissement statique par kilowatt des grands projets de stockage par pompage en phase de travaux préliminaires en 2022 se situe généralement entre 5 000 et 7 000 yuans/kilowatt. En raison des différentes conditions géologiques régionales, le niveau moyen d'investissement statique par kilowatt d'énergie de stockage par pompage varie considérablement d'une région à l'autre. D'une manière générale, les conditions de construction des centrales électriques dans le sud, l'est et le centre de la Chine sont relativement bonnes, et l'investissement statique par kilowatt est relativement faible. En raison de mauvaises conditions géologiques et de la mauvaise qualité des ressources en eau, le niveau de coût unitaire dans la région du nord-ouest est relativement élevé par rapport aux autres régions de Chine.
Pour les décisions d'investissement, il est essentiel de se concentrer sur l'investissement statique par kilowatt du projet. Cependant, il ne faut pas se contenter de parler de l'investissement statique par kilowatt, car cela pourrait inciter les entreprises à étendre leur activité à l'aveuglette. Cela se reflète principalement dans les aspects suivants :
Premièrement, il faut augmenter la puissance installée initialement proposée lors de la planification. Il convient d'aborder cette situation de manière pragmatique. Prenons l'exemple d'un projet dont la puissance installée prévue est de 1,2 million de kW au début de la planification et qui comprend quatre unités de 300 000 kW. Si la plage de hauteur d'eau est appropriée et que les progrès technologiques permettent de sélectionner une machine de 350 000 kW, après une comparaison technique et économique approfondie, une puissance de 1,4 million de kW peut être recommandée comme schéma représentatif lors de la phase de préfaisabilité. Toutefois, si l'on envisage désormais de passer de deux à six unités de 300 000 kW, soit une augmentation de la capacité installée de la centrale de 1,2 à 1,8 million de kW, l'orientation fonctionnelle du projet est alors modifiée. Il est donc nécessaire de prendre en compte de manière plus approfondie la conformité de la planification, les besoins du réseau électrique, les conditions de construction du projet et d'autres facteurs. En général, l'augmentation du nombre d'unités devrait s'inscrire dans le cadre d'un ajustement de la planification.
La deuxième solution consiste à réduire les heures d'utilisation maximale. Si l'on compare l'énergie du pompage-turbinage à celle d'un parc de recharge, la puissance installée peut être utilisée comme puissance de sortie, et les heures d'utilisation maximale correspondent à la durée d'utilisation du parc. Pour les centrales de pompage-turbinage, à énergie stockée identique, les heures d'utilisation maximale et la capacité installée peuvent être comparées de manière exhaustive. Actuellement, compte tenu des besoins du réseau électrique, la durée d'utilisation maximale quotidienne régulée du pompage-turbinage est estimée à 6 heures. Si les conditions de construction de la centrale sont satisfaisantes, il est judicieux d'augmenter ces heures à moindre coût. À investissement statique par kilowatt constant, la centrale présentant les heures d'utilisation maximale les plus élevées peut jouer un rôle plus important dans le système. Cependant, il a été envisagé d'augmenter considérablement la puissance installée (1,2 million de kW → 1,8 million de kW) et de réduire les heures d'utilisation maximale (6 h → 4 h). De cette façon, bien que l'investissement statique par kilowatt puisse être considérablement réduit, pour le système, le temps d'utilisation court ne peut pas répondre à la demande du système, et son rôle dans le réseau électrique sera également considérablement réduit.
Date de publication : 08/03/2023
