Come selezionare una buona centrale elettrica ad accumulo

Ho un amico che è nel pieno della sua vita e gode di ottima salute. Anche se non ho tue notizie da molti giorni, si prevede che andrà tutto bene. Oggi l'ho incontrato per caso, ma sembrava molto smunto. Non ho potuto fare a meno di preoccuparmi per lui. Mi sono avvicinato per chiedere dettagli.
Sospirò e disse lentamente: "Di recente ho preso una cotta per una ragazza". Si può dire che "belli sorrisi e begli occhi" mi commuovono. Tuttavia, i genitori a casa sono ancora in classe e hanno dei dubbi, quindi non vengono assunti da molto tempo. "La mia cintura si sta allargando e non me ne pentirò, e sarò emaciato per l'Iraq", il che mi fa sentire così oggi. So sempre che hai molta conoscenza. Ora che siete destinati a incontrarvi oggi, vorrei chiederti di aiutare il personale. Se il destino è segnato dalla natura, poiché i Sei Riti sono stati rispettati, i due cognomi si sposeranno e stipuleranno un contratto nella stessa casa. Il buon rapporto non finirà mai, corrispondendo allo stesso nome. Con la promessa di una testa bianca, scrivi a Hongjian, affinché l'alleanza delle foglie rosse possa essere incisa sul mandarino. Se c'è disarmonia, dovremmo anche "risolvere il rancore e sciogliere il nodo, per non parlare dell'odio reciproco; uno che si separa e l'altro che si perdona, e ognuno è felice". A proposito, questa ragazza ha un doppio nome per pompare l'acqua e un doppio nome per immagazzinare energia.
Dopo aver ascoltato questo, non sono affatto arrabbiato. È chiaramente il vostro leader a chiedervi di valutare se la centrale elettrica ad accumulo abbia un valore di investimento, ma avete detto che era così innovativa e raffinata. "Un buon matrimonio è fatto dalla natura, e una buona coppia è fatta dalla natura". Non posso dire nulla sui sentimenti. Ma per quanto riguarda le centrali elettriche ad accumulo, ho appena chiesto a un dirigente senior del sistema di valutazione dell'"integrazione a cinque dimensioni" dopo la fase di costruzione di oltre 100 progetti di pompaggio. Si tratta di posizione geografica, condizioni di costruzione, condizioni esterne, progettazione ingegneristica e indicatori economici. Se volete, ascoltatemi pure.

1、 Posizione geografica
C'è un vecchio detto nel settore immobiliare che dice "posizione, posizione, posizione" è "posizione, posizione o posizione". Questo famoso detto di Wall Street si è diffuso ampiamente dopo essere stato citato da Li Ka-shing.
Nella valutazione completa dei progetti di accumulo di pompaggio, anche la posizione geografica è fondamentale. L'orientamento funzionale dell'accumulo di pompaggio è principalmente rivolto alla rete elettrica o allo sviluppo di nuove grandi basi energetiche. Pertanto, la posizione geografica della centrale di accumulo di pompaggio si basa principalmente su due punti: uno in prossimità del centro di carico e l'altro in prossimità della nuova base energetica.
Attualmente, la maggior parte delle centrali elettriche ad accumulo costruite o in costruzione in Cina si trova nel centro di carico della rete in cui si trovano. Ad esempio, la centrale elettrica ad accumulo di Guangzhou (2,4 milioni di kilowatt) si trova a 90 chilometri da Guangzhou, la centrale elettrica ad accumulo di Ming Tombs (0,8 milioni di kilowatt) a 40 chilometri da Pechino, la centrale elettrica ad accumulo di Tianhuangping (1,8 milioni di kilowatt) a 57 chilometri da Hangzhou e la centrale elettrica ad accumulo di Shenzhen (1,2 milioni di kilowatt) si trova nell'area urbana di Shenzhen.
Inoltre, per soddisfare le esigenze di un rapido sviluppo di nuove fonti energetiche, legate allo sviluppo integrato di risorse idriche e paesaggistiche e allo sviluppo di nuove basi energetiche nel deserto e nel deserto del Gobi, è possibile progettare anche un nuovo gruppo di centrali elettriche ad accumulo di pompaggio in prossimità di tali basi. Ad esempio, le centrali elettriche ad accumulo di pompaggio attualmente in fase di progettazione nello Xinjiang, nel Gansu, nello Shaanxi, nella Mongolia Interna, nello Shanxi e in altre località, oltre a soddisfare le esigenze della rete elettrica locale, sono principalmente destinate a nuovi servizi energetici.
Pertanto, il primo punto di una valutazione completa di una centrale elettrica ad accumulo di pompaggio è individuare la sua origine. In generale, l'accumulo di pompaggio dovrebbe seguire il principio della distribuzione decentralizzata, concentrandosi sulla distribuzione in prossimità del centro di carico della rete e della nuova area di concentrazione energetica. Inoltre, per le aree prive di centrali ad accumulo di pompaggio, si dovrebbe dare priorità anche alle buone condizioni di approvvigionamento energetico.

2、 Condizioni di costruzione
1. Condizioni topografiche
L'analisi delle condizioni topografiche include principalmente il carico idrico, il rapporto distanza/altezza e la capacità di stoccaggio naturale effettiva dei bacini superiori e inferiori. L'energia immagazzinata nell'accumulo di pompaggio è essenzialmente l'energia potenziale gravitazionale dell'acqua, pari al prodotto della differenza di altezza per la gravità dell'acqua nel bacino. Pertanto, per immagazzinare la stessa energia, è possibile aumentare la differenza di altezza tra i bacini superiori e inferiori, oppure aumentare la capacità di stoccaggio regolata dei bacini superiori e inferiori dell'accumulo di pompaggio.
Se le condizioni sono soddisfatte, è più appropriato avere una maggiore differenza di altezza tra i serbatoi superiori e inferiori, il che può ridurre le dimensioni dei serbatoi superiori e inferiori e le dimensioni dell'impianto e delle apparecchiature elettromeccaniche, riducendo così l'investimento nel progetto. Tuttavia, secondo l'attuale livello di produzione di unità di pompaggio e accumulo, una differenza di altezza troppo grande comporterà anche maggiori difficoltà nella produzione dell'unità, quindi maggiore è, meglio è. Secondo l'esperienza ingegneristica, il dislivello generale è compreso tra 400 e 700 m. Ad esempio, la prevalenza nominale della centrale elettrica di pompaggio di Ming Tombs è di 430 m; la prevalenza nominale della centrale elettrica di pompaggio di Xianju è di 447 m; la prevalenza nominale della centrale elettrica di pompaggio di Tianchi è di 510 m; la prevalenza nominale della centrale elettrica di pompaggio di Tianhuangping è di 526 m; la prevalenza nominale della centrale elettrica di pompaggio di Xilongchi è di 640 m; la prevalenza nominale della centrale elettrica di pompaggio di Dunhua è di 655 m. Attualmente, la centrale elettrica ad accumulo di pompaggio di Changlongshan ha la prevalenza di utilizzo più elevata, pari a 710 m, tra quelle costruite in Cina; la prevalenza di utilizzo più elevata della centrale elettrica ad accumulo di pompaggio in costruzione è quella della centrale elettrica ad accumulo di pompaggio di Tiantai, con una prevalenza nominale di 724 m.
Il rapporto spazio-profondità è il rapporto tra la distanza orizzontale e il dislivello tra i serbatoi superiori e inferiori. In generale, è opportuno che sia più piccolo, il che può ridurre la quantità ingegneristica del sistema di trasporto dell'acqua e risparmiare sull'investimento ingegneristico. Tuttavia, secondo l'esperienza ingegneristica, un rapporto spazio-altezza troppo piccolo può facilmente causare problemi come la disposizione ingegneristica e pendenze elevate e ripide, quindi è generalmente appropriato avere un rapporto spazio-altezza compreso tra 2 e 10. Ad esempio, il rapporto distanza-altezza della stazione di pompaggio di Changlongshan è 3,1; il rapporto distanza-altezza della stazione di pompaggio di Huizhou è 8,3.
Quando il terreno dei bacini di riserva superiore e inferiore è relativamente aperto, l'esigenza di accumulo di energia può essere soddisfatta in una piccola area del bacino. In caso contrario, è necessario espandere l'area del bacino o regolarne la capacità mediante espansione e scavo, aumentando l'occupazione di terreno e le dimensioni ingegneristiche. Per le centrali elettriche ad accumulo con pompaggio con una capacità installata di 1,2 milioni di kilowatt e un utilizzo a pieno regime di 6 ore, la capacità di accumulo per la regolazione della produzione di energia elettrica richiede rispettivamente circa 8 milioni di m³, 7 milioni di m³ e 6 milioni di m³ con un salto idrico di 400 m, 500 m e 600 m. Su questa base, è anche necessario considerare la capacità di accumulo inerziale, la capacità di accumulo di riserva per perdite idriche e altri fattori per determinare la capacità di accumulo totale del bacino. Per soddisfare i requisiti di capacità del bacino, è necessario realizzarla mediante sbarramento o scavo di espansione nel bacino, in combinazione con le caratteristiche naturali del terreno.
Inoltre, l'area di raccolta del bacino superiore è generalmente limitata e il controllo delle piene del progetto può essere risolto aumentando opportunamente l'altezza della diga. Pertanto, la stretta valle allo sbocco del bacino superiore è un luogo ideale per la costruzione di una diga, che può ridurre significativamente la quantità di riempimento della diga.

2. Condizioni geologiche
Solo le montagne verdi sono come muri quando indicano le Sei Dinastie.
——Yuan Sadurah
Le condizioni geologiche includono principalmente la stabilità strutturale regionale, le condizioni geologiche ingegneristiche dei bacini superiori e inferiori e delle loro aree di giunzione, le condizioni geologiche ingegneristiche del sistema di trasmissione dell'acqua e di generazione di energia, nonché i materiali da costruzione naturali.
Le strutture di contenimento e scarico della centrale idroelettrica ad accumulo devono evitare faglie attive e l'area del bacino non deve essere soggetta a grandi frane, crolli, colate detritiche e altri fenomeni geologici avversi. Le caverne sotterranee della centrale devono essere prive di ammassi rocciosi fragili o fratturati. Quando queste condizioni non possono essere evitate tramite la progettazione, le condizioni geologiche limiteranno la costruzione della centrale idroelettrica ad accumulo.
Anche se la centrale elettrica ad accumulo elude i vincoli sopra descritti, le condizioni geologiche incidono notevolmente sui costi del progetto. In generale, più rari sono i terremoti nell'area del progetto e più dura è la roccia, maggiore è la riduzione dei costi di costruzione delle centrali elettriche ad accumulo e pompaggio.
In base alle caratteristiche degli edifici e alle caratteristiche operative della centrale elettrica ad accumulo e pompaggio, i principali problemi geologici ingegneristici possono essere riassunti come segue:
(1) Rispetto alle centrali elettriche convenzionali, le centrali ad accumulo e pompaggio offrono maggiori possibilità di confronto e selezione del sito di installazione e del sito di invaso. I siti con condizioni geologiche sfavorevoli o con difficoltà di progettazione possono essere individuati tramite l'analisi geologica in fase di rilievo del sito e di progettazione della centrale. Il ruolo dell'esplorazione geologica è particolarmente importante in questa fase.
Tuttavia, le meraviglie e le meraviglie del mondo spesso risiedono nel pericolo e nella distanza, e ciò è molto raro per le persone, quindi è impossibile per chiunque abbia la volontà di raggiungerle.
——Dinastia Song, Wang Anshi
Rilievo del sito della diga superiore della centrale elettrica ad accumulo di Shitai nella provincia di Anhui
(2) Sono presenti numerose caverne sotterranee, lunghi tratti di tunnel ad alta pressione, elevata pressione interna dell'acqua, sepolture profonde e grandi dimensioni. È necessario dimostrare appieno la stabilità della roccia circostante e determinare il metodo di scavo, il tipo di supporto e rivestimento, l'estensione e la profondità del tunnel nella roccia circostante.
(3) La capacità di stoccaggio del serbatoio di pompaggio è generalmente ridotta e i costi di pompaggio sono elevati durante il periodo di esercizio, pertanto la quantità di perdite del serbatoio superiore deve essere rigorosamente controllata. Il serbatoio superiore si trova principalmente in cima alla montagna ed è generalmente circondato da valli adiacenti basse. Un numero considerevole di stazioni viene selezionato in aree con morfologie carsiche negative al fine di sfruttare i vantaggi del terreno. I problemi di perdite nelle valli adiacenti al serbatoio e di perdite carsiche sono relativamente comuni, e devono essere affrontati con attenzione, e la qualità della costruzione deve essere attentamente controllata.
(4) La distribuzione dei materiali utilizzati per il riempimento della diga nel bacino di invaso della centrale termoelettrica a pompaggio è il fattore chiave per determinare il tasso di utilizzo della fonte di materiali. Quando le riserve dei materiali utilizzati nell'area di scavo del bacino di invaso al di sopra del livello dell'acqua morta soddisfano appena i requisiti di riempimento della diga e non vi è materiale di scavo superficiale, si raggiunge lo stato ideale di equilibrio tra scavo e riempimento della fonte di materiali. Quando il materiale di scavo superficiale è spesso, il problema dell'utilizzo del materiale di scavo sulla diga può essere risolto suddividendo il materiale di scavo. Pertanto, è molto importante stabilire un modello geologico relativamente accurato dei bacini superiori e inferiori attraverso efficaci mezzi di esplorazione per la progettazione dell'equilibrio tra scavo e riempimento del bacino di invaso.
(5) Durante il funzionamento del bacino, le improvvise variazioni del livello dell'acqua sono frequenti e significative, e la modalità di funzionamento della centrale elettrica ad accumulo ha un impatto significativo sulla stabilità del pendio della sponda del bacino, il che impone requisiti più elevati per le condizioni geologiche del pendio della sponda. Quando i requisiti relativi al fattore di sicurezza per la stabilità non vengono soddisfatti, è necessario ridurre il rapporto di pendenza dello scavo o aumentare la resistenza del supporto, con conseguente aumento dei costi di progettazione.
(6) La fondazione dell'intero bacino di riserva anti-infiltrazione della centrale elettrica di pompaggio presenta elevati requisiti di deformazione, drenaggio e uniformità, in particolare per la fondazione dell'intero bacino di riserva anti-infiltrazione nelle aree carsiche, crollo carsico sul fondo del bacino, deformazione irregolare della fondazione, sollevamento inverso dell'acqua carsica, pressione negativa carsica, crollo del sovraccarico della depressione carsica e altri problemi a cui bisogna prestare sufficiente attenzione.
(7) A causa dell'elevato dislivello della centrale termoelettrica ad accumulo, l'unità reversibile presenta requisiti più stringenti per il controllo del contenuto di sedimenti che attraversa la turbina. È necessario prestare attenzione alla protezione e al drenaggio della sorgente solida del canale di drenaggio sul bordo posteriore del pendio, in corrispondenza dell'ingresso e dell'uscita, e allo stoccaggio dei sedimenti della stagione delle piene.
(8) Le centrali elettriche ad accumulo e pompaggio non formeranno dighe alte e grandi bacini. L'altezza delle dighe e le pendenze scavate manualmente della maggior parte dei bacini superiori e inferiori non superano i 150 m. I problemi di geologia ingegneristica legati alle fondamenta delle dighe e alle elevate pendenze sono meno difficili da affrontare rispetto alle dighe alte e ai grandi bacini delle centrali elettriche convenzionali.

3. Condizioni di formazione del magazzino
I bacini superiori e inferiori devono presentare condizioni del terreno idonee alla costruzione di dighe. In generale, si considera un salto di utilizzo di circa 400-500 m sulla base di una capacità installata di 1,2 milioni di kilowatt e di un utilizzo di 6 ore di piena potenza, ovvero la capacità di stoccaggio regolata dei bacini di pompaggio superiori e inferiori è di circa 6-8 milioni di m³. Alcune centrali di pompaggio presentano naturalmente una "ventre". È facile creare la capacità del bacino tramite dighe. In questo caso, è possibile contenerla. Tuttavia, alcune centrali di pompaggio hanno una capacità di stoccaggio naturale ridotta e devono essere scavate per crearla. Ciò comporta due problemi: da un lato, i costi di sviluppo relativamente elevati, dall'altro, la necessità di scavare grandi quantità di acqua e, dall'altro, la capacità di stoccaggio dell'energia della centrale non deve essere eccessiva.
Oltre ai requisiti di capacità di stoccaggio, il progetto di un bacino di pompaggio dovrebbe anche considerare la prevenzione delle infiltrazioni, il bilancio di scavo e riempimento di terra e roccia, la scelta del tipo di diga, ecc., e determinare lo schema di progettazione attraverso un confronto tecnico ed economico completo. In generale, se un bacino può essere formato mediante sbarramento e si adotta la prevenzione delle infiltrazioni locali, le condizioni per la formazione del bacino sono relativamente buone (vedi Figura 2.3-1); se un "bacino" viene formato mediante un'ampia quantità di scavi e si adotta la tipologia anti-infiltrazione dell'intero bacino, le condizioni per la formazione del bacino sono relativamente generali (vedi Figure 2.3-2 e 2.3-3).
Prendendo come esempio la centrale elettrica ad accumulo di Guangzhou con buone condizioni di formazione del bacino, le condizioni di formazione del bacino superiore e inferiore sono relativamente buone e il bacino può essere formato mediante diga, con una capacità del bacino superiore di 24,08 milioni di m3 e una capacità del bacino inferiore di 23,42 milioni di m3.
Viene inoltre presa come esempio la centrale idroelettrica ad accumulo di Tianhuangping. Il bacino superiore si trova nella depressione di sorgente del canale di derivazione sulla riva sinistra del fiume Daxi, circondato dalla diga principale, da quattro dighe ausiliarie, da un canale di ingresso/uscita e dalle montagne che circondano il bacino. La diga principale è situata nella depressione all'estremità meridionale del bacino, mentre la diga ausiliaria è disposta nei quattro passi a est, nord, ovest e sud-ovest. Le condizioni di stoccaggio sono medie, con una capacità totale di 9,12 milioni di m³.

4. Condizioni della fonte idrica
Le centrali idroelettriche ad accumulo sono diverse dalle centrali idroelettriche convenzionali, in quanto un "bacino" di acqua pulita viene riversato avanti e indietro tra il bacino superiore e quello inferiore. Durante il pompaggio, l'acqua viene riversata dal bacino inferiore a quello superiore, mentre durante la generazione di elettricità, l'acqua viene fatta scendere dal bacino superiore a quello inferiore. Pertanto, il problema della fonte idrica di una centrale idroelettrica ad accumulo è principalmente quello di soddisfare la riserva idrica iniziale, ovvero immagazzinare l'acqua nel bacino per prima e integrare il volume d'acqua ridotto a causa dell'evaporazione e delle perdite durante il funzionamento quotidiano. La capacità di accumulo è generalmente dell'ordine di 10 milioni di m³ e il fabbisogno idrico non è elevato. Le condizioni della fonte idrica in aree con forti precipitazioni e reti fluviali dense non rappresentano condizioni limitanti per la costruzione di centrali idroelettriche ad accumulo. Tuttavia, per le regioni relativamente aride come il nord-ovest, le condizioni della fonte idrica sono diventate un importante fattore limitante. In alcuni luoghi le condizioni topografiche e geologiche sono adatte alla costruzione di impianti di pompaggio, ma per decine di chilometri potrebbe non esserci alcuna fonte idrica sufficiente per lo stoccaggio.

3、 Condizioni esterne
L'essenza delle questioni relative all'immigrazione e all'ambiente sta nell'affrontare il problema dell'occupazione e della compensazione delle risorse pubbliche. È un processo vantaggioso per tutti e per tutti.

1. Acquisizione e reinsediamento di terreni per la costruzione
L'ambito di acquisizione dei terreni per la costruzione di una centrale idroelettrica ad accumulo comprende l'area di inondazione del bacino superiore e inferiore e l'area di costruzione del progetto idroelettrico. Sebbene la centrale idroelettrica ad accumulo preveda due bacini, a causa delle loro dimensioni relativamente ridotte (alcuni dei quali sfruttano laghi naturali o bacini esistenti), l'ambito di acquisizione dei terreni per la costruzione è spesso molto più limitato rispetto a quello delle centrali idroelettriche convenzionali. Poiché la maggior parte dei bacini è scavata, l'area di costruzione del progetto idroelettrico spesso include l'area di inondazione del bacino, quindi la quota dell'area di costruzione del progetto idroelettrico nell'ambito di acquisizione dei terreni per la costruzione del progetto è di gran lunga maggiore rispetto a quella delle centrali idroelettriche convenzionali.
L'area di inondazione del bacino comprende principalmente l'area di inondazione al di sotto del normale livello del bacino, nonché l'area di ristagno delle acque di inondazione e l'area interessata dal bacino.
L'area di costruzione dell'idroprogetto comprende principalmente gli edifici dell'idroprogetto e l'area di gestione permanente del progetto. L'area di costruzione del progetto hub è suddivisa in area temporanea e area permanente in base alla destinazione d'uso di ciascun lotto. L'area temporanea può essere ripristinata al suo utilizzo originale dopo l'utilizzo.
L'ambito di acquisizione di terreni edificabili è stato definito e l'importante lavoro di follow-up consiste nell'indagare gli indicatori fisici dell'acquisizione di terreni edificabili, al fine di "conoscere se stessi e conoscere gli altri". Si tratta principalmente di indagare la quantità, la qualità, la proprietà e altre caratteristiche della popolazione, del terreno, degli edifici, delle strutture, dei reperti culturali e dei siti storici, dei giacimenti minerari, ecc. nell'ambito di acquisizione di terreni edificabili.
Ai fini del processo decisionale, la preoccupazione principale è se l'acquisizione del terreno per la costruzione comporti fattori sensibili di rilievo, come la scala e la quantità di terreni agricoli permanenti, foreste di prima classe di interesse pubblico, importanti villaggi e città, importanti reperti culturali e siti storici, nonché giacimenti minerari.

2. Protezione ecologica dell'ambiente
La costruzione di centrali termoelettriche ad accumulo deve rispettare il principio di “priorità ecologica e sviluppo verde”.
Evitare aree sensibili dal punto di vista ambientale è un prerequisito fondamentale per la fattibilità del progetto. Le aree sensibili dal punto di vista ambientale si riferiscono a tutti i tipi di aree di protezione a tutti i livelli stabiliti dalla legge e ad aree particolarmente sensibili all'impatto ambientale del progetto di costruzione. Nella selezione dei siti, è necessario valutare ed evitare in primo luogo le aree sensibili dal punto di vista ambientale, tra cui principalmente le linee rosse di protezione ecologica, i parchi nazionali, le riserve naturali, i punti panoramici, i siti del patrimonio culturale e naturale mondiale, le aree di protezione delle fonti di acqua potabile, i parchi forestali, i parchi geologici, i parchi delle zone umide, le zone di protezione delle risorse del germoplasma acquatico, ecc. Inoltre, è necessario analizzare la conformità e il coordinamento tra il sito e la pianificazione pertinente, come quella territoriale, edilizia urbana e rurale e le "tre linee e una sola".
Le misure di tutela ambientale sono importanti per ridurre l'impatto ambientale. Se il progetto non interessa aree sensibili dal punto di vista ambientale, è sostanzialmente fattibile dal punto di vista della tutela ambientale, ma la sua realizzazione avrà inevitabilmente un certo impatto sull'acqua, sul gas, sul suono e sull'ambiente, e sarà necessario adottare una serie di misure mirate per eliminare o mitigare gli effetti negativi, come il trattamento delle acque reflue di produzione e delle acque reflue domestiche, e lo scarico dei flussi ecologici.
La progettazione del paesaggio è un modo importante per raggiungere uno sviluppo di alta qualità del pompaggio e dello stoccaggio. Le centrali elettriche di pompaggio e stoccaggio sono generalmente situate in zone montuose e collinari con un buon ambiente ecologico. Una volta completato il progetto, saranno formati due bacini idrici. Dopo il ripristino ecologico e la progettazione del paesaggio, potranno essere inseriti in punti panoramici o attrazioni turistiche per conseguire uno sviluppo armonioso della centrale elettrica e dell'ambiente. L'attuazione del concetto di "acqua verde e montagne verdi sono montagne dorate e montagne argentate". Ad esempio, la centrale elettrica di pompaggio e stoccaggio di Zhejiang Changlongshan è stata inclusa nel principale sito panoramico della provincia di Tianhuangping - Jiangnan Tianchi, e la centrale elettrica di pompaggio e stoccaggio di Qujiang è stata inclusa nella zona di protezione di terzo livello della provincia di Lankeshan-Wuxijiang.

4、 Progettazione ingegneristica
La progettazione ingegneristica di una centrale elettrica ad accumulo comprende principalmente la scala del progetto, le strutture idrauliche, la progettazione dell'organizzazione della costruzione, le strutture elettromeccaniche e metalliche, ecc.
1. Scala del progetto
La scala ingegneristica della centrale elettrica ad accumulo comprende principalmente la capacità installata, il numero di ore di funzionamento continuo, il livello caratteristico principale dell'acqua del bacino e altri parametri.
La selezione della capacità installata e del numero di ore di funzionamento continuo della centrale elettrica ad accumulo con pompaggio dovrebbe tenere conto sia della necessità che della possibilità. La necessità si riferisce alla domanda del sistema elettrico e può riferirsi alle condizioni costruttive della centrale stessa. Il metodo generale si basa sull'analisi del posizionamento funzionale di diversi sistemi elettrici per centrali ad accumulo con pompaggio e dei requisiti del sistema elettrico in termini di numero di ore di funzionamento continuo, per elaborare ragionevolmente il piano di capacità installata e il numero di ore di funzionamento continuo, e per selezionare la capacità installata e il numero di ore di funzionamento continuo attraverso la simulazione della produzione di energia e un confronto tecnico-economico completo.
In pratica, un metodo semplice per pianificare inizialmente la capacità installata e le ore di pieno utilizzo consiste nel determinare innanzitutto la capacità dell'unità in base al salto idroelettrico, e poi determinare la capacità installata totale e le ore di pieno utilizzo in base all'energia di accumulo naturale della centrale di pompaggio. Attualmente, con un salto idroelettrico compreso tra 300 e 500 metri, la tecnologia di progettazione e produzione dell'unità con una capacità nominale di 300.000 kilowatt è matura, le condizioni operative stabili sono buone e l'esperienza ingegneristica è la più ampia (per questo motivo, la capacità installata della maggior parte delle centrali di pompaggio in costruzione è generalmente pari a 300.000 kilowatt, tenendo conto dei requisiti di un layout decentralizzato, e infine la maggior parte è di 1,2 milioni di kilowatt). Dopo aver inizialmente selezionato la capacità dell'unità, l'accumulo di energia naturale della centrale di pompaggio viene analizzato in base alle condizioni topografiche e geologiche dei bacini superiori e inferiori e alle perdite di carico delle condizioni di generazione e pompaggio. Ad esempio, attraverso un'analisi preliminare, se il dislivello medio dell'acqua tra i bacini superiori e inferiori di una centrale elettrica ad accumulo è di circa 450 m, è opportuno selezionare una capacità unitaria di 300.000 kilowatt; l'energia di accumulo naturale dei bacini superiori e inferiori è di circa 6,6 milioni di kilowattora, quindi si possono prendere in considerazione quattro unità, ovvero la capacità installata totale è di 1,2 milioni di kilowatt; sommata alla domanda del sistema elettrico, dopo un'espansione e uno scavo del bacino in base alle condizioni naturali, l'accumulo di energia totale raggiungerà i 7,2 milioni di kilowattora, corrispondenti a 6 ore di generazione continua di energia a pieno regime.
Il livello idrico caratteristico del bacino comprende principalmente il livello idrico normale, il livello di acqua stagnante e il livello di piena. Generalmente, il livello idrico caratteristico di questi bacini viene selezionato in base al numero di ore di funzionamento continuo e alla capacità installata.

2. Strutture idrauliche
Davanti a noi c'è il fiume che scorre, e dietro di noi le luci brillanti. Così è la nostra vita, lottando e correndo avanti.
——Costruttori di Song of Water Conservancy
Le strutture idrauliche per l'accumulo mediante pompaggio generalmente includono un bacino superiore, un bacino inferiore, un sistema di trasporto dell'acqua, una centrale elettrica sotterranea e una stazione di scambio. Il punto chiave della progettazione dei bacini idrici superiori e inferiori è ottenere un'elevata capacità di stoccaggio con il minimo costo di progettazione. La maggior parte dei bacini superiori adotta la combinazione di scavo e sbarramento, e la maggior parte di essi è costituita da dighe in roccia a fronte di scavo. A seconda delle condizioni geologiche, le perdite del bacino della centrale elettrica ad accumulo mediante pompaggio possono essere risolte mediante la prevenzione delle infiltrazioni nell'intero bacino e la prevenzione delle infiltrazioni a cortina attorno al bacino. I materiali di prevenzione delle infiltrazioni possono essere piastre di rivestimento in calcestruzzo bituminoso, geomembrane, materassini di argilla, ecc.
Schema di una centrale elettrica ad accumulo di pompaggio
Quando si deve adottare la prevenzione delle infiltrazioni dell'intero bacino di invaso per il bacino di una centrale elettrica ad accumulo e pompaggio, la forma di prevenzione delle infiltrazioni della diga e la forma di prevenzione delle infiltrazioni del bacino di invaso devono essere considerate nel loro complesso, in modo da evitare o ridurre il più possibile il trattamento congiunto tra le diverse strutture di prevenzione delle infiltrazioni e migliorarne l'affidabilità. L'intero bacino di invaso con elevato riempimento deve essere utilizzato per la prevenzione delle infiltrazioni sul fondo del bacino. La struttura di prevenzione delle infiltrazioni sul fondo del bacino deve essere adatta a deformazioni di grandi dimensioni o irregolari causate da elevato riempimento.
Il carico idrico della centrale elettrica ad accumulo e pompaggio è elevato e la pressione sopportata dalla struttura del canale idrico è elevata. In base al carico idrico, alle condizioni geologiche della roccia circostante, alle dimensioni del tubo biforcato, ecc., è possibile adottare rivestimenti in acciaio, in cemento armato e altri metodi.
Inoltre, per garantire la sicurezza della centrale elettrica in termini di controllo delle inondazioni, la centrale elettrica ad accumulo deve anche predisporre strutture di scarico delle inondazioni, ecc., che non saranno descritte in dettaglio in questa sede.

3. Progettazione dell'organizzazione della costruzione
I compiti principali della progettazione organizzativa della costruzione della centrale elettrica di pompaggio includono: studio delle condizioni di costruzione del progetto, deviazione della costruzione, pianificazione della fonte dei materiali, costruzione del progetto principale, trasporto della costruzione, strutture dell'impianto di costruzione, layout generale della costruzione, programma generale della costruzione (periodo di costruzione), ecc.
Nella progettazione si dovrebbe sfruttare appieno la topografia e le condizioni geologiche del sito della stazione, combinare le condizioni di costruzione e il piano di progettazione ingegneristica e, nel principio di un uso intensivo ed economico del territorio, elaborare inizialmente il piano di costruzione ingegneristica, il piano di movimento terra e il piano generale di costruzione, in modo da ridurre al minimo l'occupazione di terreno coltivabile e ridurre i costi del progetto.
Essendo un importante paese nel settore delle costruzioni, la Cina è famosa in tutto il mondo per la sua gestione e il suo livello di costruzione. Negli ultimi anni, il pompaggio cinese ha compiuto numerose e proficue esplorazioni nell'ambito dell'edilizia ecosostenibile, della ricerca e sviluppo e dell'applicazione di attrezzature chiave, nonché della costruzione intelligente. Alcune tecnologie di costruzione hanno raggiunto o superato il livello internazionale. Ciò si riflette principalmente nella sempre più matura tecnologia di costruzione di dighe, nei nuovi progressi nella tecnologia di costruzione di tubi biforcati ad alta pressione, nel gran numero di pratiche di successo nello scavo di gruppi di caverne sotterranee per centrali elettriche e nella tecnologia di supporto in condizioni geologiche complesse, nella continua innovazione della tecnologia e delle attrezzature per la costruzione di pozzi inclinati, nei notevoli risultati della costruzione meccanizzata e intelligente e nell'innovazione della TBM nella costruzione di tunnel.

4. Struttura elettromeccanica e metallica
Le unità di accumulo reversibili a flusso misto monostadio con albero verticale sono generalmente utilizzate nelle centrali elettriche ad accumulo con pompaggio. In termini di sviluppo idraulico delle turbine a pompaggio, la Cina possiede la capacità di progettazione e produzione di turbine a pompaggio con sezione di salto di 700 m e 400.000 kilowatt per unità di capacità, nonché la progettazione, produzione, installazione, messa in servizio e produzione di numerose unità di accumulo con sezione di salto di 100-700 m e 400.000 kilowatt o meno per unità di capacità. In termini di salto idrico della centrale elettrica, i salti idrici nominali delle centrali elettriche ad accumulo con pompaggio in costruzione di Jilin Dunhua, Guangdong Yangjiang e Zhejiang Changlongshan sono tutti superiori a 650 m, il che li rende all'avanguardia a livello mondiale; il salto nominale approvato della centrale elettrica ad accumulo con pompaggio di Zhejiang Tiantai è di 724 m, il più alto salto nominale per centrale elettrica ad accumulo con pompaggio al mondo. La difficoltà complessiva di progettazione e produzione dell'unità è ai vertici mondiali. Nello sviluppo di motori per generatori, i grandi motori per generatori delle centrali elettriche ad accumulo costruite e in costruzione in Cina sono motori sincroni reversibili trifase ad albero verticale, completamente raffreddati ad aria. Esistono due unità della centrale elettrica ad accumulo di Zhejiang Changlongshan con velocità nominale di 600 giri/min e capacità nominale di 350.000 kW. Alcune unità della centrale elettrica ad accumulo di Guangdong Yangjiang sono state messe in funzione con velocità nominale di 500 giri/min e capacità nominale di 400.000 kW. La capacità produttiva complessiva di motori per generatori ha raggiunto il livello più avanzato a livello mondiale. Inoltre, le strutture elettromeccaniche e metalliche includono anche macchinari idraulici, ingegneria elettrica, controllo e protezione, strutture metalliche e altri aspetti, che non verranno ripetuti in questa sede.
In Cina, la produzione di apparecchiature per centrali elettriche ad accumulo si sta sviluppando rapidamente nella direzione di un'elevata portata d'acqua, grande capacità, elevata affidabilità, ampia gamma, velocità variabile e localizzazione.

5. Indicatori economici
Le condizioni di costruzione e l'impatto esterno di un progetto di pompaggio, una volta definito lo schema di progettazione, si rifletteranno principalmente in un indicatore, ovvero l'investimento statico per kilowatt del progetto. Minore è l'investimento statico per kilowatt, migliore sarà l'economicità del progetto.
Le differenze individuali nelle condizioni di costruzione delle centrali elettriche ad accumulo sono evidenti. L'investimento statico per kilowatt è strettamente correlato alle condizioni di costruzione e alla capacità installata del progetto. Nel 2021, la Cina ha approvato 11 centrali elettriche ad accumulo, con un investimento statico medio di 5367 yuan per kilowatt; 14 progetti hanno completato lo studio di pre-fattibilità e l'investimento statico medio per kilowatt è di 5425 yuan/kilowatt.
Secondo le statistiche preliminari, l'investimento statico per kilowatt dei grandi progetti di accumulo di pompaggio in fase di progettazione nel 2022 si attesta generalmente tra i 5.000 e i 7.000 yuan/kilowatt. A causa delle diverse condizioni geologiche regionali, il livello medio dell'investimento statico per kilowatt di energia di accumulo di pompaggio varia notevolmente nelle diverse regioni. In generale, le condizioni di costruzione delle centrali elettriche nella Cina meridionale, orientale e centrale sono relativamente buone e l'investimento statico per kilowatt è relativamente basso. A causa delle scarse condizioni geologiche ingegneristiche e delle scarse risorse idriche, il costo unitario nella regione nord-occidentale è relativamente elevato rispetto ad altre regioni della Cina.
Per le decisioni di investimento, dobbiamo concentrarci sull'investimento statico per kilowatt del progetto, ma non possiamo limitarci a parlare del protagonista dell'investimento statico per kilowatt, altrimenti potremmo spingere le imprese a espandersi ciecamente. Ciò si riflette principalmente nei seguenti aspetti:
Innanzitutto, è necessario aumentare la capacità installata inizialmente proposta in fase di pianificazione. Dovremmo adottare una visione dialettica di questa situazione. Prendiamo ad esempio un progetto con una capacità installata prevista di 1,2 milioni di kilowatt all'inizio della fase di pianificazione e la cui composizione unitaria sia composta da quattro unità da 300.000 kilowatt. Se l'intervallo di carico idrico è adeguato e, con il progresso tecnologico, sussistono le condizioni per la selezione di una singola macchina da 350.000 kW, dopo un'accurata comparazione tecnica ed economica, si può raccomandare un progetto rappresentativo da 1,4 milioni di kW nella fase di pre-fattibilità. Tuttavia, se si considera che le 4 unità da 300.000 kW originariamente previste siano ora aumentate di 2 unità, portandole a 6 unità da 300.000 kW, ovvero che la capacità installata della centrale elettrica passi da 1,2 milioni di kW a 1,8 milioni di kW, si ritiene generalmente che questa modifica abbia modificato l'orientamento funzionale del progetto e che sia necessario valutare ulteriormente la conformità alla pianificazione, le esigenze del sistema elettrico, le condizioni di costruzione del progetto e altri fattori nel loro complesso. In generale, l'aumento del numero di unità dovrebbe rientrare nell'ambito dell'adeguamento della pianificazione.
Il secondo è ridurre le ore di utilizzo completo. Se si confronta l'energia accumulata con un power bank, la capacità installata può essere utilizzata come potenza di uscita e le ore di utilizzo completo indicano la durata di utilizzo del power bank. Per le centrali elettriche ad accumulo con pompaggio, a parità di energia accumulata, è possibile confrontare in modo esaustivo le ore di utilizzo completo e la capacità installata. Attualmente, in base alle esigenze del sistema elettrico, le ore di utilizzo completo giornaliere regolate dell'accumulo con pompaggio sono considerate pari a 6 ore. Se le condizioni costruttive della centrale elettrica sono buone, è opportuno aumentare opportunamente le ore di utilizzo completo dell'unità a costi contenuti. Con lo stesso investimento statico per kilowatt, la centrale elettrica con un numero maggiore di ore di utilizzo completo può svolgere un ruolo maggiore nel sistema. Tuttavia, si è ipotizzato che la capacità installata aumenterà significativamente (1,2 milioni di kW → 1,8 milioni di kW) e le ore di utilizzo a piena capacità saranno ridotte (6 ore → 4 ore). In questo modo, sebbene l'investimento statico per kilowatt possa essere notevolmente ridotto, il breve tempo di utilizzo del sistema non riesce a soddisfare la domanda del sistema e anche il suo ruolo nella rete elettrica verrà notevolmente ridotto.