Tenho um amigo que está na flor da idade e é muito saudável. Embora eu não tenha notícias suas há muitos dias, tudo deve estar bem. Hoje, eu o encontrei por acaso, mas ele parecia muito abatido. Não pude deixar de me preocupar com ele. Fui até lá para pedir detalhes.
Ele suspirou e disse lentamente: "Estou apaixonado por uma garota recentemente." Pode-se dizer que "belos sorrisos e belos olhos" tocam minhas cordas do coração. No entanto, os pais em casa ainda estão na sala de aula e têm dúvidas, então não foram contratados há muito tempo. "Meu cinto está ficando mais largo e não vou me arrepender, e estarei emaciado para o Iraque", o que me faz sentir assim hoje. Sempre soube que você tem muito conhecimento. Agora que você está destinado a se encontrar hoje, gostaria de pedir que ajude a equipe. Se o destino for determinado pela natureza, uma vez que os Seis Ritos foram cumpridos, os dois sobrenomes se casarão e farão um contrato em uma casa. O bom relacionamento nunca terminará, combinando o mesmo nome. Com a promessa da cabeça branca, escreva para Hongjian, para que a aliança de folhas vermelhas possa ser gravada na tangerina. Se houver qualquer desarmonia, devemos também "resolver a queixa e desfazer o nó, e muito menos odiar uns aos outros; um se separando e o outro perdoando, e cada um fica feliz". A propósito, essa garota tem um nome duplo para bombear água e um nome duplo para armazenar energia.
Depois de ouvir isso, não fiquei nem um pouco irritado. É claro que foi o seu líder quem lhe pediu para avaliar se a usina hidrelétrica reversível tem valor de investimento, mas você disse que era tão nova e refinada. "Um bom casamento é feito pela natureza, e um bom casal é feito pela natureza". Não posso dizer nada sobre sentimentos. Mas, quando se trata de usinas hidrelétricas reversíveis, acabei de perguntar a um funcionário sênior sobre o sistema de avaliação de "integração pentadimensional" após a prática de construção de mais de 100 projetos de usinas hidrelétricas reversíveis. São eles: localização geográfica, condições de construção, condições externas, projeto de engenharia e indicadores econômicos. Se quiser, apenas me ouça.
1、 Localização geográfica
Há um velho ditado no setor imobiliário que diz que "localização, localização, localização" é "localização, localização ou localização". Este famoso ditado de Wall Street foi amplamente difundido após ser citado por Li Ka-shing.
Na avaliação abrangente de projetos de armazenamento bombeado, a localização geográfica também é primordial. A orientação funcional do armazenamento bombeado atende principalmente à rede elétrica ou ao desenvolvimento de novas bases energéticas de grande porte. Portanto, a localização geográfica da usina hidrelétrica de armazenamento bombeado se baseia principalmente em dois pontos: um próximo ao centro de carga e o outro próximo à nova base energética.
Atualmente, a maioria das usinas hidrelétricas reversíveis construídas ou em construção na China está localizada no centro de carga da rede elétrica onde estão localizadas. Por exemplo, a usina hidrelétrica reversível de Guangzhou (2,4 milhões de quilowatts) fica a 90 quilômetros de Guangzhou, a usina hidrelétrica reversível de Ming Tombs (0,8 milhão de quilowatts) fica a 40 quilômetros de Pequim, a usina hidrelétrica reversível de Tianhuangping (1,8 milhão de quilowatts) fica a 57 quilômetros de Hangzhou e a usina hidrelétrica reversível de Shenzhen (1,2 milhão de quilowatts) está localizada na área urbana de Shenzhen.
Além disso, para atender às necessidades do rápido desenvolvimento de novas energias, em torno do desenvolvimento integrado de recursos hídricos e paisagísticos e do desenvolvimento de novas bases energéticas no deserto e no deserto de Gobi, um novo lote de usinas hidrelétricas reversíveis também pode ser planejado próximo à nova base energética. Por exemplo, as usinas hidrelétricas reversíveis atualmente planejadas em Xinjiang, Gansu, Shaanxi, Mongólia Interior, Shanxi e outras regiões, além de atenderem às necessidades da rede elétrica local, destinam-se principalmente a serviços de novas bases energéticas.
Portanto, o primeiro ponto de uma avaliação abrangente de uma usina hidrelétrica reversível é verificar onde ela foi construída. Em geral, a usina hidrelétrica reversível deve seguir o princípio da distribuição descentralizada, com foco na distribuição próxima ao centro de carga da rede e à nova área de concentração de energia. Além disso, para áreas sem usinas hidrelétricas reversíveis, a prioridade também deve ser dada quando houver boas condições de recursos.
2、 Condições de construção
1. Condições topográficas
A análise das condições topográficas inclui principalmente a carga hídrica, a relação distância-altura e a capacidade de armazenamento natural efetiva dos reservatórios superior e inferior. A energia armazenada no armazenamento bombeado é essencialmente a energia potencial gravitacional da água, igual ao produto da diferença de altura pela gravidade da água no reservatório. Portanto, para armazenar a mesma energia, aumente a diferença de altura entre os reservatórios superior e inferior ou aumente a capacidade de armazenamento regulada dos reservatórios superior e inferior do armazenamento bombeado.
Se as condições forem atendidas, é mais apropriado ter uma diferença de altura maior entre os reservatórios superior e inferior, o que pode reduzir o tamanho dos reservatórios superior e inferior e o tamanho da planta e do equipamento eletromecânico, e reduzir o investimento do projeto. No entanto, de acordo com o nível atual de fabricação de unidades de armazenamento bombeado, uma diferença de altura muito grande também levará a maiores dificuldades na fabricação da unidade, portanto, quanto maior, melhor. De acordo com a experiência de engenharia, a queda geral está entre 400 e 700m. Por exemplo, a queda nominal da Estação de Energia de Armazenamento Bombeado de Ming Tombs é de 430m; A queda nominal da Estação de Energia de Armazenamento Bombeado de Xianju é de 447m; A queda nominal da Estação de Energia de Armazenamento Bombeado de Tianchi é de 510m; A queda nominal da Estação de Energia de Armazenamento Bombeado de Tianhuangping é de 526m; A queda nominal da Estação de Energia de Armazenamento Bombeado de Xilongchi é de 640m; A queda nominal da Estação de Energia de Armazenamento Bombeado de Dunhua é de 655m. Atualmente, a Usina Hidrelétrica de Armazenamento Bombeado de Changlongshan tem a maior queda d'água de utilização de 710 m, construída na China; A maior queda d'água de utilização da usina hidrelétrica de armazenamento bombeado em construção é a usina hidrelétrica de armazenamento bombeado de Tiantai, com uma queda d'água nominal de 724 m.
A relação espaço-profundidade é a relação entre a distância horizontal e a diferença de altitude entre os reservatórios superior e inferior. Em geral, é apropriado um tamanho menor, o que pode reduzir o volume de engenharia do sistema de transporte de água e economizar o investimento em engenharia. No entanto, de acordo com a experiência em engenharia, uma relação espaçamento-altura muito pequena pode facilmente causar problemas como layout de engenharia e declives altos e íngremes, portanto, geralmente é apropriado ter uma relação espaçamento-altura entre 2 e 10. Por exemplo, a relação distância-altura da estação de armazenamento bombeado de Changlongshan é de 3,1; a relação distância-altura da estação de armazenamento bombeado de Huizhou é de 8,3.
Quando o terreno das bacias superior e inferior do reservatório é relativamente aberto, a necessidade de armazenamento de energia pode ser formada dentro de uma pequena área da bacia do reservatório. Caso contrário, é necessário expandir a área da bacia do reservatório ou ajustar a capacidade do reservatório por meio de expansão e escavação, e aumentar a ocupação do solo e o volume de engenharia. Para usinas de energia de armazenamento bombeado com capacidade instalada de 1,2 milhão de quilowatts e horas de utilização total de 6 horas, a capacidade de armazenamento para regulação da geração de energia precisa de cerca de 8 milhões de m³, 7 milhões de m³ e 6 milhões de m³, respectivamente, quando a queda d'água é de 400 m³, 500 m³ e 600 m³. Com base nisso, também é necessário considerar a capacidade de armazenamento morto, a capacidade de armazenamento da reserva de perdas hídricas e outros fatores para finalmente determinar a capacidade total de armazenamento do reservatório. Para atender aos requisitos de capacidade do reservatório, ele precisa ser formado por meio de represamento ou expansão da escavação no reservatório em combinação com o terreno natural.
Além disso, a área de captação do reservatório superior é geralmente pequena, e o controle de enchentes do projeto pode ser resolvido aumentando-se adequadamente a altura da barragem. Portanto, o vale estreito na saída da bacia do reservatório superior é um local ideal para a construção de barragens, o que pode reduzir significativamente o volume de enchimento da barragem.
2. Condições geológicas
Somente as montanhas verdes são como muros quando apontam para as Seis Dinastias.
——Yuan Sadurah
As condições geológicas incluem principalmente a estabilidade estrutural regional, as condições geológicas de engenharia dos reservatórios superiores e inferiores e suas áreas de junção, as condições geológicas de engenharia do sistema de transmissão de água e geração de energia, e os materiais naturais de construção.
As estruturas de contenção e descarga da usina hidrelétrica reversível devem evitar falhas ativas, e a área do reservatório não deve apresentar grandes deslizamentos, colapsos, fluxos de detritos e outros fenômenos geológicos adversos. As cavernas subterrâneas da usina hidrelétrica devem evitar maciços rochosos frágeis ou fraturados. Quando essas condições não puderem ser evitadas pelo projeto de engenharia, as condições geológicas restringirão a construção da usina hidrelétrica reversível.
Mesmo que a usina hidrelétrica reversível evite as restrições acima, as condições geológicas também afetam significativamente o custo do projeto. De modo geral, quanto mais raros os terremotos na área do projeto e mais dura a rocha, mais propício será a redução do custo de construção de usinas hidrelétricas reversíveis.
De acordo com as características dos edifícios e as características de operação da usina hidrelétrica reversível, os principais problemas geológicos de engenharia podem ser resumidos da seguinte forma:
(1) Em comparação com as usinas convencionais, as usinas de armazenamento reversível oferecem maior espaço para comparação e seleção do local da usina e do reservatório. Locais com condições geológicas precárias ou tratamento de engenharia complexo podem ser selecionados por meio de trabalho geológico na fase de levantamento e planejamento da usina. O papel da exploração geológica é particularmente importante nesta fase.
No entanto, as maravilhas e maravilhas do mundo muitas vezes residem no perigo e na distância, e o que é mais raro para as pessoas, por isso é impossível para qualquer um que tenha vontade de alcançá-lo.
—— Dinastia Song, Wang Anshi
Levantamento do Sítio da Barragem Superior da Usina Hidrelétrica de Armazenamento Bombeado de Shitai na Província de Anhui
(2) Existem muitas cavernas subterrâneas de engenharia, longos trechos de túneis de alta pressão, alta pressão interna de água, enterramento profundo e grande escala. É necessário demonstrar completamente a estabilidade da rocha circundante e determinar o método de escavação, o tipo de suporte e revestimento, o escopo e a profundidade da rocha circundante do túnel.
(3) A capacidade de armazenamento do reservatório de armazenamento bombeado é geralmente pequena e o custo de bombeamento é alto durante o período de operação, portanto, o vazamento do reservatório superior precisa ser rigorosamente controlado. O reservatório superior está localizado principalmente no topo da montanha e geralmente há vales baixos adjacentes ao seu redor. Um número considerável de estações é selecionado em áreas com relevo cárstico negativo, a fim de aproveitar o terreno vantajoso. Os problemas de vazamento de vales adjacentes ao reservatório e vazamento cárstico são relativamente comuns, e precisam ser considerados, e a qualidade da construção deve ser bem controlada.
(4) A distribuição dos materiais utilizados para o enchimento da barragem na bacia do reservatório da usina hidrelétrica reversível é o fator-chave para determinar a taxa de utilização da fonte de material. Quando as reservas dos materiais utilizados na área de escavação da bacia do reservatório acima do nível de água parada atendem apenas às necessidades de enchimento da barragem e não há material de decapagem superficial, o estado ideal de escavação da fonte de material e equilíbrio de enchimento é alcançado. Quando o material de decapagem superficial é espesso, o problema do uso do material de decapagem na barragem pode ser resolvido pela divisão do material da barragem. Portanto, é muito importante estabelecer um modelo geológico relativamente preciso dos reservatórios superior e inferior por meio de meios de exploração eficazes para o projeto do equilíbrio de escavação e enchimento da bacia do reservatório.
(5) Durante a operação do reservatório, as subidas e descidas repentinas do nível da água são frequentes e intensas, e o modo de operação da usina hidrelétrica reversível tem grande impacto na estabilidade da encosta do reservatório, o que impõe requisitos mais rigorosos para as condições geológicas da mesma. Quando os requisitos para o fator de segurança de estabilidade não são atendidos, é necessário reduzir a relação de declive da escavação ou aumentar a resistência do suporte, resultando em maiores custos de engenharia.
(6) A fundação de toda a bacia do reservatório anti-infiltração da estação de energia de armazenamento bombeado tem altos requisitos de deformação, drenagem e uniformidade, especialmente para a fundação de toda a bacia do reservatório anti-infiltração em áreas cársticas, colapso cárstico no fundo do reservatório, deformação irregular da fundação, elevação reversa de água cárstica, pressão negativa cárstica, colapso da sobrecarga de depressão cárstica e outras questões precisam receber atenção suficiente.
(7) Devido à grande diferença de altitude da usina hidrelétrica reversível, a unidade reversível apresenta requisitos mais elevados para o controle do teor de sedimentos que passa pela turbina. É necessário atentar para a proteção e o tratamento de drenagem da fonte sólida da ravina na borda posterior da encosta, na entrada e na saída, e para o armazenamento dos sedimentos da estação de cheias.
(8) As usinas hidrelétricas reversíveis não formam barragens altas nem grandes reservatórios. A altura das barragens e os taludes escavados manualmente na maioria dos reservatórios superiores e inferiores não ultrapassam 150 m. Os problemas geológicos de engenharia da fundação das barragens e dos taludes elevados são menos difíceis de lidar do que os das barragens altas e dos grandes reservatórios das usinas hidrelétricas convencionais.
3. Condições de formação do armazém
Os reservatórios superior e inferior devem ter as condições de terreno adequadas para o represamento. Em termos gerais, a altura de utilização de cerca de 400 a 500 m é considerada com base na capacidade instalada de 1,2 milhão de quilowatts e nas horas de utilização da geração total de energia de 6 horas, ou seja, a capacidade de armazenamento regulada dos reservatórios de água superior e inferior de armazenamento bombeado é de cerca de 6 milhões a 8 milhões de m3. Algumas estações de armazenamento bombeado naturalmente têm uma "barriga". É fácil formar a capacidade do reservatório por meio de represamento. Nesse caso, ela pode ser represada por meio de represamento. No entanto, algumas estações de armazenamento bombeado têm pequena capacidade de armazenamento natural e precisam ser escavadas para formar a capacidade de armazenamento. Isso trará dois problemas: um é o custo relativamente alto de desenvolvimento; o outro é que a capacidade de armazenamento precisa ser escavada em grandes quantidades, e a capacidade de armazenamento de energia da usina não deve ser muito grande.
Além dos requisitos de capacidade de armazenamento, o projeto de reservatório de armazenamento bombeado também deve considerar a prevenção de infiltração do reservatório, o equilíbrio entre escavação e enchimento de terra e rocha, a seleção do tipo de barragem, etc., e determinar o esquema de projeto por meio de uma comparação técnica e econômica abrangente. De modo geral, se um reservatório puder ser formado por barragem e se adotar a prevenção local de infiltração, as condições para a formação do reservatório são relativamente boas (ver Figura 2.3-1); se uma "bacia" for formada por uma grande quantidade de escavação e se adotar o tipo anti-infiltração de bacia inteira, as condições para a formação do reservatório são relativamente gerais (ver Figuras 2.3-2 e 2.3-3).
Tomando como exemplo a usina hidrelétrica de armazenamento bombeado de Guangzhou com boas condições de formação de reservatório, as condições de formação dos reservatórios superior e inferior são relativamente boas, e o reservatório pode ser formado por represamento, com capacidade do reservatório superior de 24,08 milhões de m3 e capacidade do reservatório inferior de 23,42 milhões de m3.
Além disso, a usina hidrelétrica reversível de Tianhuangping é utilizada como exemplo. O reservatório superior está localizado na depressão da nascente da vala secundária na margem esquerda do rio Daxi, cercado pela barragem principal, quatro barragens auxiliares, uma entrada/saída e as montanhas ao redor do reservatório. A barragem principal está disposta na depressão na extremidade sul do reservatório, e a barragem auxiliar está disposta nas quatro passagens a leste, norte, oeste e sudoeste. As condições de armazenamento são médias, com uma capacidade total de armazenamento de 9,12 milhões de m³.
4. Condições da fonte de água
As usinas hidrelétricas reversíveis são diferentes das usinas hidrelétricas convencionais, ou seja, uma "bacia" de água limpa é despejada entre os reservatórios superior e inferior. Ao bombear água, ela é despejada do reservatório inferior para o superior e, ao gerar eletricidade, a água é baixada do reservatório superior para o inferior. Portanto, o problema da fonte de água da usina hidrelétrica reversível é principalmente atender ao armazenamento inicial de água, ou seja, armazenar a água primeiro no reservatório e complementar o volume de água reduzido devido à evaporação e vazamentos durante a operação diária. A capacidade de armazenamento reversível é geralmente da ordem de 10 milhões de m³, e os requisitos de volume de água não são altos. As condições da fonte de água em áreas com grandes chuvas e densas redes fluviais não serão as condições limitantes para a construção de usinas hidrelétricas reversíveis. No entanto, para regiões relativamente áridas, como o noroeste, a condição da fonte de água tornou-se um importante fator restritivo. Alguns locais têm as condições topográficas e geológicas para a construção de usinas hidrelétricas reversíveis, mas pode não haver fonte de água para armazenamento por dezenas de quilômetros.
3、 Condições externas
A essência das questões de imigração e ambientais é lidar com a questão da ocupação e compensação de recursos públicos. É um processo vantajoso para todos e com múltiplos benefícios.
1. Aquisição de terras e reassentamento para construção
O escopo da aquisição de terrenos para a construção de usinas hidrelétricas reversíveis inclui a área de inundação dos reservatórios superior e inferior, bem como a área de construção do projeto hidrelétrico. Embora existam dois reservatórios na usina hidrelétrica reversível, como os reservatórios são relativamente pequenos e alguns utilizam lagos naturais ou reservatórios existentes, o escopo da aquisição de terrenos para construção costuma ser bem menor do que o de usinas hidrelétricas convencionais. Como a maioria das bacias dos reservatórios é escavada, a área de construção do projeto hidrelétrico frequentemente inclui a área de inundação do reservatório, de modo que a proporção da área de construção do projeto hidrelétrico no escopo da aquisição de terrenos para a construção do projeto é bem maior do que a de usinas hidrelétricas convencionais.
A área de inundação do reservatório inclui principalmente a área de inundação abaixo do nível normal do reservatório, bem como a área de remanso de inundação e a área afetada pelo reservatório.
A área de construção do projeto hidrelétrico inclui principalmente os edifícios do projeto hidrelétrico e a área de gestão permanente do projeto. A área de construção do projeto central é definida como área temporária e área permanente, de acordo com a finalidade de cada lote. O terreno temporário pode ser restaurado ao seu uso original após o uso.
O escopo da aquisição de terrenos para construção foi definido, e o importante trabalho de acompanhamento é realizar a investigação dos indicadores físicos da aquisição de terrenos para construção, de modo a "conhecer a si mesmo e conhecer o outro". Trata-se principalmente de investigar a quantidade, a qualidade, a propriedade e outros atributos da população, terrenos, edifícios, estruturas, relíquias culturais e sítios históricos, depósitos minerais, etc., no âmbito da aquisição de terrenos para construção.
Para a tomada de decisões, a principal preocupação é se a aquisição de terras para construção envolve fatores sensíveis importantes, como a escala e a quantidade de terras agrícolas básicas permanentes, florestas públicas de primeira classe, vilas e cidades importantes, grandes relíquias culturais e sítios históricos e depósitos minerais.
2. Proteção ambiental ecológica
A construção de usinas de energia bombeada deve obedecer ao princípio de “prioridade ecológica e desenvolvimento verde”.
Evitar áreas ambientalmente sensíveis é um pré-requisito importante para a viabilidade do projeto. Áreas ambientalmente sensíveis referem-se a todos os tipos de áreas de proteção em todos os níveis estabelecidos por lei, bem como áreas particularmente sensíveis ao impacto ambiental do projeto de construção. Ao selecionar os locais, as áreas ambientalmente sensíveis devem ser avaliadas e evitadas primeiro, incluindo principalmente linhas vermelhas de proteção ecológica, parques nacionais, reservas naturais, pontos turísticos, sítios do patrimônio cultural e natural mundial, áreas de proteção de fontes de água potável, parques florestais, parques geológicos, parques de zonas úmidas, zonas de proteção de recursos de germoplasma aquático, etc. Além disso, também é necessário analisar a conformidade e a coordenação entre o local e o planejamento relevante, como espaço terrestre, construção urbana e rural e "três linhas e uma única".
Medidas de proteção ambiental são medidas importantes para reduzir o impacto ambiental. Se o projeto não envolver áreas ambientalmente sensíveis, é basicamente viável do ponto de vista da proteção ambiental, mas a construção do projeto inevitavelmente terá um certo impacto no ambiente hídrico, de gás, sonoro e ecológico, e uma série de medidas específicas precisam ser tomadas para eliminar ou mitigar os efeitos adversos, como o tratamento de águas residuais de produção e esgoto doméstico, e o descarte de fluxo ecológico.
A construção paisagística é uma forma importante de alcançar o desenvolvimento de alta qualidade de bombeamento e armazenamento. As usinas de bombeamento e armazenamento geralmente estão localizadas em áreas montanhosas e montanhosas com bom ambiente ecológico. Após a conclusão do projeto, dois reservatórios serão formados. Após a restauração ecológica e a construção paisagística, eles podem ser incluídos em pontos turísticos ou atrações turísticas para alcançar o desenvolvimento harmonioso da usina e do meio ambiente. A implementação do conceito de "água verde e montanhas verdes são montanhas douradas e montanhas prateadas". Por exemplo, a Usina Hidrelétrica de Armazenamento Bombeado de Zhejiang Changlongshan foi incluída no ponto turístico principal do Ponto Cênico Provincial de Tianhuangping - Jiangnan Tianchi, e a Usina Hidrelétrica de Armazenamento Bombeado de Qujiang foi incluída na zona de proteção de terceiro nível do Ponto Cênico Provincial de Lankeshan-Wuxijiang.
4、 Projeto de engenharia
O projeto de engenharia de uma usina hidrelétrica reversível inclui principalmente escala do projeto, estruturas hidráulicas, projeto de organização da construção, estruturas eletromecânicas e metálicas, etc.
1. Escala do projeto
A escala de engenharia da usina hidrelétrica reversível inclui principalmente a capacidade instalada, o número de horas completas contínuas, o principal nível de água característico do reservatório e outros parâmetros.
A seleção da capacidade instalada e do número de horas de operação contínua da usina hidrelétrica reversível deve levar em consideração tanto a necessidade quanto a possibilidade. A necessidade refere-se à demanda do sistema elétrico e pode se referir às condições de construção da própria usina. O método geral baseia-se na análise do posicionamento funcional de diferentes sistemas de energia para usinas hidrelétricas reversíveis e dos requisitos do sistema elétrico para o número de horas de operação contínua, para elaborar de forma razoável o plano de capacidade instalada e o número de horas de operação contínua, e para selecionar a capacidade instalada e o número de horas de operação contínua por meio da simulação da produção de energia e de uma comparação técnica e econômica abrangente.
Na prática, um método simples para planejar inicialmente a capacidade instalada e as horas de utilização plena é determinar a capacidade da unidade de acordo com a faixa de queda d'água e, em seguida, determinar a capacidade instalada total e as horas de utilização plena de acordo com a energia natural armazenada no reservatório bombeado. Atualmente, na faixa de queda d'água de 300 a 500 m, a tecnologia de projeto e fabricação da unidade com capacidade nominal de 300.000 quilowatts está madura, as condições operacionais estáveis são boas e a experiência prática de engenharia é a mais rica (é por isso que a capacidade instalada da maioria das usinas hidrelétricas bombeadas em construção é geralmente um número par de 300.000 quilowatts, levando em consideração os requisitos de layout descentralizado, e finalmente a maioria é de 1,2 milhão de quilowatts). Após a seleção inicial da capacidade da unidade, o armazenamento natural de energia da usina hidrelétrica bombeada é analisado com base nas condições topográficas e geológicas dos reservatórios superior e inferior, e na perda de carga da geração de energia e nas condições de bombeamento. Por exemplo, por meio de análise preliminar, se a queda média do nível de água entre os reservatórios superior e inferior de uma usina hidrelétrica reversível for de cerca de 450 m, é apropriado selecionar 300.000 quilowatts de capacidade unitária; A energia de armazenamento natural dos reservatórios superior e inferior é de cerca de 6,6 milhões de quilowatts-hora, então quatro unidades podem ser consideradas, ou seja, a capacidade total instalada é de 1,2 milhão de quilowatts; Combinado com a demanda do sistema elétrico, após alguma expansão e escavação do reservatório com base nas condições naturais, o armazenamento total de energia atingirá 7,2 milhões de quilowatts-hora, correspondendo às horas contínuas de geração de energia total de 6 horas.
O nível de água característico do reservatório inclui principalmente o nível de água normal, o nível de água parada e o nível de inundação. Geralmente, o nível de água característico desses reservatórios é selecionado de acordo com o número de horas cheias contínuas e a capacidade instalada.
2. Estruturas hidráulicas
À nossa frente está o rio caudaloso, e atrás de nós, as luzes brilhantes. Assim é a nossa vida, lutando e correndo para frente.
——Canção dos Construtores de Conservação de Água
As estruturas hidráulicas para usinas hidrelétricas reversíveis geralmente incluem reservatório superior, reservatório inferior, sistema de condução de água, usina subterrânea e estação de distribuição. O ponto-chave do projeto dos reservatórios superior e inferior é obter grande capacidade de armazenamento com o mínimo custo de engenharia. A maioria dos reservatórios superiores adota a combinação de escavação e represamento, sendo a maioria barragens de enrocamento de face. De acordo com as condições geológicas, o vazamento no reservatório da usina hidrelétrica reversível pode ser resolvido por meio da prevenção de infiltração em todo o reservatório e da prevenção de infiltração em cortina ao redor do reservatório. Os materiais de prevenção de infiltração podem ser placas de concreto asfáltico, geomembrana, manta de argila, etc.
Diagrama esquemático de uma usina de energia bombeada
Quando for necessário adotar a prevenção de infiltração em toda a bacia do reservatório para o reservatório da usina hidrelétrica reversível, a prevenção de infiltração na barragem e a prevenção de infiltração na bacia do reservatório devem ser consideradas como um todo, de modo a evitar ou reduzir ao máximo o tratamento conjunto entre diferentes estruturas de prevenção de infiltração e aumentar a confiabilidade. A prevenção de infiltração no fundo do reservatório deve ser realizada em toda a bacia do reservatório com alto aterro. A estrutura de prevenção de infiltração no fundo do reservatório deve ser adequada para grandes deformações ou deformações irregulares causadas por alto aterro.
A altura manométrica da usina hidrelétrica reversível é alta e a pressão suportada pela estrutura do canal de água é grande. De acordo com a altura manométrica, as condições geológicas da rocha circundante, o tamanho da tubulação bifurcada, etc., revestimento de aço, revestimento de concreto armado e outros métodos podem ser adotados.
Além disso, para garantir a segurança do controle de enchentes da usina, a usina hidrelétrica reversível também precisa providenciar estruturas de descarga de enchentes, etc., que não serão detalhadas aqui.
3. Projeto de organização da construção
As principais tarefas do projeto de organização da construção da usina hidrelétrica de armazenamento bombeado incluem: estudo das condições de construção do projeto, desvio da construção, planejamento da fonte de material, construção do projeto principal, transporte da construção, instalações da planta de construção, layout geral da construção, cronograma geral da construção (período de construção), etc.
No trabalho de projeto, devemos fazer uso total das condições topográficas e geológicas do local da estação, combinar as condições de construção e o plano de projeto de engenharia e, no princípio do uso intensivo e econômico do solo, elaborar inicialmente o plano de construção de engenharia, o balanço de terraplenagem e o plano geral de layout da construção, de modo a minimizar a ocupação de terras aráveis e reduzir o custo do projeto.
Como um dos principais países da construção, a China possui um nível mundial de gestão e construção reconhecido. Nos últimos anos, o armazenamento reversível chinês realizou inúmeras explorações benéficas em construção verde, P&D e aplicação de equipamentos essenciais, além de construção inteligente. Algumas tecnologias de construção alcançaram ou avançaram para o nível internacional. Isso se reflete principalmente na tecnologia cada vez mais madura de construção de barragens, nos novos avanços na tecnologia de construção de dutos bifurcados de alta pressão, no grande número de práticas bem-sucedidas de escavação e suporte de grupos de cavernas subterrâneas em condições geológicas complexas, na inovação contínua em tecnologia e equipamentos de construção de poços inclinados, nas notáveis conquistas da construção mecanizada e inteligente e no avanço da TBM na construção de túneis.
4. Estrutura eletromecânica e metálica
Unidades de armazenamento reversíveis de fluxo misto de estágio único de eixo vertical são geralmente usadas em usinas hidrelétricas reversíveis. Em termos de desenvolvimento hidráulico de turbinas-bomba, a China possui capacidade de projeto e fabricação de turbinas-bomba com seção de queda de 700 m e capacidade de 400.000 quilowatts por unidade, bem como projeto, fabricação, instalação, comissionamento e produção de muitas unidades de armazenamento com seção de queda de 100 a 700 m e capacidade de 400.000 quilowatts ou menos por unidade. Em termos de queda d'água da usina, as quedas d'água nominais das usinas hidrelétricas reversíveis de Jilin Dunhua, Guangdong Yangjiang e Zhejiang Changlongshan em construção são todas superiores a 650 m, que estão na vanguarda do mundo; A queda nominal aprovada da Usina Hidrelétrica de Armazenamento Bombeado de Zhejiang Tiantai é de 724 m, que é a maior queda nominal de usinas hidrelétricas reversíveis do mundo. O nível geral de dificuldade de projeto e fabricação da unidade está no nível líder mundial. No desenvolvimento de motores de geradores, os motores de geradores de grande porte das usinas hidrelétricas reversíveis construídas e em construção na China são motores síncronos reversíveis, trifásicos, de eixo vertical e totalmente refrigerados a ar. A Usina Hidrelétrica de Zhejiang Changlongshan possui duas unidades, com velocidade nominal de 600 rpm e capacidade nominal de 350.000 kW. Algumas unidades da Usina Hidrelétrica de Guangdong Yangjiang foram colocadas em operação com velocidade nominal de 500 rpm e capacidade nominal de 400.000 kW. A capacidade geral de fabricação de motores de geradores atingiu o nível mais avançado do mundo. Além disso, as estruturas eletromecânicas e metálicas também incluem máquinas hidráulicas, engenharia elétrica, controle e proteção, estruturas metálicas e outros aspectos que não serão discutidos aqui.
A fabricação de equipamentos para usinas de energia de armazenamento bombeado na China está se desenvolvendo rapidamente na direção de alta queda d'água, grande capacidade, alta confiabilidade, amplo alcance, velocidade variável e localização.
5、 Indicadores econômicos
Após a definição do projeto, as condições de construção e o impacto externo de um projeto de armazenamento reversível serão refletidos principalmente em um indicador, o investimento estático por quilowatt do projeto. Quanto menor o investimento estático por quilowatt, melhor será a economia do projeto.
As diferenças individuais nas condições de construção das usinas hidrelétricas reversíveis são óbvias. O investimento estático por quilowatt está intimamente relacionado às condições de construção e à capacidade instalada do projeto. Em 2021, a China aprovou 11 usinas hidrelétricas reversíveis, com um investimento estático médio de 5.367 yuans por quilowatt; 14 projetos concluíram o estudo de pré-viabilidade, e o investimento estático médio por quilowatt é de 5.425 yuans/quilowatt.
De acordo com as estatísticas preliminares, o investimento estático por quilowatt em grandes projetos de armazenamento bombeado em fase preliminar de trabalho em 2022 está geralmente entre 5.000 e 7.000 yuans/quilowatt. Devido às diferentes condições geológicas regionais, o nível médio de investimento estático por quilowatt de energia de armazenamento bombeado varia consideravelmente em diferentes regiões. De modo geral, as condições de construção de usinas no sul, leste e centro da China são relativamente boas, e o investimento estático por quilowatt é relativamente baixo. Devido às más condições geológicas de engenharia e às más condições das fontes de água, o nível de custo unitário na região noroeste é relativamente alto em comparação com outras regiões da China.
Para decisões de investimento, precisamos nos concentrar no investimento estático por quilowatt do projeto, mas não podemos falar apenas do herói do investimento estático por quilowatt, pois isso pode levar as empresas a expandirem a escala às cegas. Isso se reflete principalmente nos seguintes aspectos:
Em primeiro lugar, aumentar a capacidade instalada inicialmente proposta na fase de planejamento. Devemos ter uma visão dialética dessa situação. Tomemos como exemplo um projeto com capacidade instalada planejada de 1,2 milhão de quilowatts no início da fase de planejamento, cuja composição unitária é de quatro unidades de 300.000 quilowatts. Se a faixa de queda d'água for adequada e, com o avanço da tecnologia, as condições para a seleção de 350.000 kW de uma única máquina estiverem disponíveis, então, após uma comparação técnica e econômica abrangente, 1,4 milhão de kW pode ser recomendado como esquema representativo na fase de pré-viabilidade. No entanto, se as 4 unidades de 300.000 kW originalmente planejadas forem agora consideradas para aumentar 2 unidades para 6 unidades de 300.000 kW, ou seja, a capacidade instalada da usina for aumentada de 1,2 milhão de kW para 1,8 milhão de kW, acredita-se, em geral, que essa mudança alterou a orientação funcional do projeto, sendo necessário considerar ainda mais a conformidade do planejamento, as necessidades do sistema elétrico, as condições de construção do projeto e outros fatores de forma abrangente. Em geral, o aumento do número de unidades deve se enquadrar no escopo do ajuste do planejamento.
A segunda é reduzir as horas de utilização plena. Se a energia do armazenamento bombeado for comparada a um banco de energia, a capacidade instalada pode ser usada como potência de saída, e as horas de utilização plena são o tempo durante o qual o banco de energia pode ser usado. Para usinas de armazenamento bombeado, quando a energia armazenada é a mesma, as horas de utilização plena e a capacidade instalada podem ser comparadas de forma abrangente. Atualmente, de acordo com as necessidades do sistema de energia, as horas de utilização plena reguladas diariamente do armazenamento bombeado são consideradas como 6 horas. Se as condições de construção da usina forem boas, é apropriado aumentar adequadamente as horas de utilização plena da unidade a um baixo custo. Com o mesmo investimento estático por quilowatt, a usina com maiores horas de utilização plena pode desempenhar um papel mais importante no sistema. No entanto, tem-se pensado que a capacidade instalada será significativamente aumentada (1,2 milhão de kW → 1,8 milhão de kW) e as horas de utilização da capacidade plena serão reduzidas (6 horas → 4 horas). Dessa forma, embora o investimento estático por quilowatt possa ser bastante reduzido, para o sistema, o curto tempo de utilização não pode atender à demanda do sistema, e seu papel na rede elétrica também será bastante reduzido.
Horário da postagem: 08/03/2023
