Tôi có một người bạn đang ở độ tuổi sung sức và rất khỏe mạnh. Mặc dù đã nhiều ngày không nghe tin tức gì từ anh, nhưng mọi chuyện vẫn ổn. Hôm nay tôi tình cờ gặp anh ấy, nhưng trông anh ấy rất hốc hác. Tôi không khỏi lo lắng cho anh ấy. Tôi tiến tới hỏi thăm chi tiết.
Anh thở dài, chậm rãi nói: “Gần đây tôi đang thầm thương một cô gái”. Có thể nói rằng “nụ cười đẹp và đôi mắt đẹp” làm rung động trái tim tôi. Tuy nhiên, cha mẹ ở nhà vẫn còn trong lớp học và còn nhiều nghi ngờ, vì vậy đã lâu rồi họ không được tuyển dụng. “Thắt lưng của tôi ngày càng rộng hơn và tôi sẽ không hối hận, và tôi sẽ gầy gò vì Iraq”, điều này khiến tôi cảm thấy như vậy ngày hôm nay. Tôi luôn biết rằng bạn có rất nhiều kiến thức. Bây giờ bạn đã được định sẵn để gặp nhau ngày hôm nay, tôi muốn nhờ bạn giúp đỡ các nhân viên. Nếu số phận được quyết định bởi thiên nhiên, vì đã gặp được Lục lễ, hai họ sẽ kết hôn và lập khế ước trong một nhà. Mối quan hệ tốt đẹp sẽ không bao giờ kết thúc, trùng tên. Với lời hứa đầu trắng, hãy viết thư cho Hồng Kiến, để liên minh của lá đỏ có thể được ghi lại trên cây quýt. Nếu có bất kỳ sự bất hòa nào, chúng ta cũng nên “giải oan và tháo nút thắt, đừng nói đến việc ghét nhau; một người chia tay và một người tha thứ, và mỗi người đều vui vẻ”. Nhân tiện, cô gái này có tên kép là bơm nước và tên kép là lưu trữ năng lượng.
Sau khi nghe điều này, tôi không hề tức giận. Rõ ràng là lãnh đạo của các bạn đã yêu cầu các bạn đánh giá xem nhà máy thủy điện tích năng có giá trị đầu tư hay không, nhưng các bạn lại nói rằng nó rất mới mẻ và tinh tế. “Một cuộc hôn nhân tốt đẹp do thiên nhiên tạo nên, và một cặp đôi tốt đẹp do thiên nhiên tạo nên”. Tôi không thể nói bất cứ điều gì về cảm xúc. Nhưng khi nói đến nhà máy thủy điện tích năng, tôi vừa hỏi một người cao cấp về hệ thống đánh giá “tích hợp năm chiều” sau khi thực hành xây dựng hơn 100 dự án thủy điện tích năng. Đó là vị trí địa lý, điều kiện xây dựng, điều kiện bên ngoài, thiết kế kỹ thuật và các chỉ số kinh tế. Nếu các bạn muốn, hãy lắng nghe tôi thay bạn.
1、 Vị trí địa lý
Có một câu nói cũ trong ngành bất động sản rằng “vị trí, vị trí, vị trí” là “vị trí, vị trí hoặc vị trí”. Câu nói nổi tiếng của Phố Wall này đã được lan truyền rộng rãi sau khi được Lý Gia Thành trích dẫn.
Trong đánh giá toàn diện các dự án thủy điện tích năng, vị trí địa lý cũng là yếu tố đầu tiên. Định hướng chức năng của thủy điện tích năng chủ yếu phục vụ lưới điện hoặc phát triển các cơ sở năng lượng mới lớn. Do đó, vị trí địa lý của nhà máy điện tích năng chủ yếu là hai điểm: một là gần trung tâm phụ tải, hai là gần cơ sở năng lượng mới.
Hiện nay, hầu hết các nhà máy thủy điện tích năng đã và đang được xây dựng tại Trung Quốc đều nằm ở trung tâm phụ tải của lưới điện nơi chúng được đặt. Ví dụ, nhà máy thủy điện tích năng Quảng Châu (2,4 triệu kilowatt) cách Quảng Châu 90 km, nhà máy thủy điện tích năng Minh Lăng (0,8 triệu kilowatt) cách Bắc Kinh 40 km, nhà máy thủy điện tích năng Thiên Hoàng Bình (1,8 triệu kilowatt) cách Hàng Châu 57 km và nhà máy thủy điện tích năng Thâm Quyến (1,2 triệu kilowatt) nằm ở khu vực đô thị Thâm Quyến.
Ngoài ra, để đáp ứng nhu cầu phát triển nhanh chóng năng lượng mới, xung quanh sự phát triển tích hợp của nước và cảnh quan và sự phát triển của cơ sở năng lượng mới ở sa mạc và sa mạc Gobi, một loạt các nhà máy điện tích năng mới cũng có thể được quy hoạch gần cơ sở năng lượng mới. Ví dụ, các nhà máy điện tích năng hiện đang được quy hoạch ở Tân Cương, Cam Túc, Thiểm Tây, Nội Mông, Sơn Tây và các nơi khác, ngoài việc đáp ứng nhu cầu của lưới điện địa phương, chủ yếu là để phục vụ cơ sở năng lượng mới.
Vì vậy, điểm đầu tiên của đánh giá toàn diện về nhà máy điện tích năng là xem nơi nó được sinh ra đầu tiên. Nhìn chung, lưu trữ bơm nên tuân theo nguyên tắc phân phối phi tập trung, tập trung vào phân phối gần trung tâm tải lưới điện và khu vực tập trung năng lượng mới. Ngoài ra, đối với các khu vực không có trạm tích năng, cũng nên ưu tiên khi có điều kiện tài nguyên tốt.
2、 Điều kiện thi công
1. Điều kiện địa hình
Phân tích điều kiện địa hình chủ yếu bao gồm cột nước, tỷ lệ khoảng cách so với độ cao và khả năng lưu trữ hiệu quả tự nhiên của các hồ chứa trên và dưới. Năng lượng được lưu trữ trong lưu trữ bơm về cơ bản là năng lượng thế hấp dẫn của nước, bằng tích của chênh lệch độ cao và trọng lực của nước trong hồ chứa. Vì vậy, để lưu trữ cùng một năng lượng, hãy tăng chênh lệch độ cao giữa các hồ chứa trên và dưới hoặc tăng khả năng lưu trữ được điều chỉnh của các hồ chứa trên và dưới của lưu trữ bơm.
Nếu đáp ứng được các điều kiện, thì việc có chênh lệch độ cao giữa các hồ chứa trên và dưới lớn hơn là phù hợp hơn, có thể làm giảm kích thước của các hồ chứa trên và dưới và kích thước của nhà máy và thiết bị cơ điện, đồng thời giảm vốn đầu tư cho dự án. Tuy nhiên, theo trình độ sản xuất hiện tại của các tổ máy thủy điện tích năng, chênh lệch độ cao quá lớn cũng sẽ dẫn đến khó khăn hơn trong quá trình sản xuất tổ máy, do đó, càng lớn càng tốt. Theo kinh nghiệm kỹ thuật, độ rơi chung là từ 400 đến 700m. Ví dụ, cột nước định mức của Nhà máy thủy điện tích năng Ming Tombs là 430m; Cột nước định mức của Nhà máy thủy điện tích năng Xianju là 447m; Cột nước định mức của Nhà máy thủy điện tích năng Tianchi là 510m; Cột nước định mức của Nhà máy thủy điện tích năng Tianhuangping là 526m; Cột nước định mức của Nhà máy thủy điện tích năng Xilongchi là 640m; Cột nước định mức của Nhà máy thủy điện tích năng Dunhua là 655m. Hiện nay, Nhà máy thủy điện tích năng Trường Long Sơn có cột nước sử dụng cao nhất là 710m, được xây dựng tại Trung Quốc; Nhà máy thủy điện tích năng đang xây dựng có cột nước sử dụng cao nhất là Nhà máy thủy điện tích năng Thiên Thai, có cột nước định mức là 724m.
Tỷ lệ không gian-độ sâu là tỷ lệ giữa khoảng cách theo phương ngang và chênh lệch độ cao giữa các hồ chứa trên và dưới. Nhìn chung, nó phù hợp để nhỏ hơn, có thể giảm lượng kỹ thuật của hệ thống vận chuyển nước và tiết kiệm đầu tư kỹ thuật. Tuy nhiên, theo kinh nghiệm kỹ thuật, tỷ lệ khoảng cách trên chiều cao quá nhỏ có thể dễ dàng gây ra các vấn đề như bố trí kỹ thuật và độ dốc cao và dốc, vì vậy nói chung, tỷ lệ khoảng cách trên chiều cao là phù hợp từ 2 đến 10. Ví dụ, tỷ lệ khoảng cách trên chiều cao của trạm tích trữ bơm Changlongshan là 3,1; Tỷ lệ khoảng cách trên chiều cao của trạm tích trữ bơm Huizhou là 8,3.
Khi địa hình của các lưu vực hồ chứa trên và dưới tương đối mở, nhu cầu lưu trữ năng lượng có thể được hình thành trong một diện tích nhỏ của lưu vực hồ chứa. Nếu không, cần phải mở rộng diện tích lưu vực hồ chứa hoặc điều chỉnh dung tích hồ chứa thông qua việc mở rộng và đào, đồng thời tăng diện tích chiếm đất và khối lượng kỹ thuật. Đối với các nhà máy điện tích năng có công suất lắp đặt là 1,2 triệu kilowatt và giờ sử dụng đầy đủ là 6 giờ, dung lượng lưu trữ để điều tiết phát điện cần lần lượt khoảng 8 triệu m3, 7 triệu m3 và 6 triệu m3 khi mực nước lần lượt là 400m, 500m và 600m. Trên cơ sở này, cũng cần xem xét dung tích lưu trữ chết, dung tích lưu trữ dự trữ mất nước và các yếu tố khác để cuối cùng xác định tổng dung tích lưu trữ của hồ chứa. Để đáp ứng các yêu cầu về dung tích hồ chứa, cần phải hình thành bằng cách đắp đập hoặc mở rộng đào trong hồ chứa kết hợp với địa hình tự nhiên.
Ngoài ra, diện tích lưu vực của hồ chứa nước trên thường nhỏ, việc kiểm soát lũ của dự án có thể được giải quyết bằng cách tăng chiều cao đập một cách thích hợp. Do đó, thung lũng hẹp ở cửa ra của lưu vực hồ chứa nước trên là nơi lý tưởng để xây dựng đập, có thể làm giảm đáng kể lượng nước lấp đập.
2. Điều kiện địa chất
Chỉ có những ngọn núi xanh mới giống như bức tường thành hướng về Lục Đại.
——Nguyên Sa Đu Ra
Điều kiện địa chất chủ yếu bao gồm tính ổn định của cấu trúc khu vực, điều kiện địa chất công trình của các hồ chứa trên và dưới và khu vực giao nhau của chúng, điều kiện địa chất công trình của hệ thống truyền tải nước và phát điện, và vật liệu xây dựng tự nhiên.
Cấu trúc giữ và xả của nhà máy điện tích năng phải tránh các đứt gãy đang hoạt động, và khu vực hồ chứa không được có lở đất lớn, sụp đổ, dòng mảnh vụn và các hiện tượng địa chất bất lợi khác. Các hang động của nhà máy điện ngầm phải tránh các khối đá yếu hoặc bị vỡ. Khi không thể tránh được những điều kiện này thông qua bố trí kỹ thuật, các điều kiện địa chất sẽ hạn chế việc xây dựng nhà máy điện tích năng.
Ngay cả khi nhà máy điện tích năng tránh được những hạn chế trên, điều kiện địa chất cũng ảnh hưởng rất lớn đến chi phí dự án. Nhìn chung, động đất càng hiếm ở khu vực dự án và đá càng cứng thì càng có lợi cho việc giảm chi phí xây dựng nhà máy điện tích năng.
Theo đặc điểm của các tòa nhà và đặc điểm vận hành của nhà máy thủy điện tích năng, các vấn đề chính về địa chất công trình có thể được tóm tắt như sau:
(1) So với các nhà máy điện thông thường, có nhiều không gian hơn để so sánh và lựa chọn vị trí trạm và vị trí hồ chứa của nhà máy điện tích năng. Các vị trí có điều kiện địa chất kém hoặc xử lý kỹ thuật khó khăn có thể được sàng lọc thông qua công tác địa chất tại giai đoạn khảo sát vị trí trạm và quy hoạch trạm. Vai trò của thăm dò địa chất đặc biệt quan trọng ở giai đoạn này.
Tuy nhiên, những điều kỳ diệu và tuyệt vời của thế giới thường nằm ở sự nguy hiểm và khoảng cách, và điều gì là hiếm hoi nhất ở con người, nên không phải ai có ý chí cũng có thể đạt tới được.
---Triều đại nhà Tống, Vương An Thạch
Khảo sát vị trí đập trên của Nhà máy thủy điện tích năng Shitai ở tỉnh An Huy
(2) Có nhiều hang động kỹ thuật ngầm, đoạn đường hầm áp suất cao dài, áp lực nước bên trong lớn, chôn sâu và quy mô lớn. Cần phải chứng minh đầy đủ tính ổn định của đá xung quanh, và xác định phương pháp đào, loại chống đỡ và lót, phạm vi và độ sâu của đá xung quanh đường hầm.
(3) Dung tích chứa của hồ chứa bơm thường nhỏ, chi phí bơm cao trong thời gian vận hành, do đó lượng rò rỉ của hồ chứa trên cần được kiểm soát chặt chẽ. Hồ chứa trên chủ yếu nằm ở đỉnh núi, xung quanh thường có các thung lũng thấp liền kề. Một số lượng lớn các trạm được lựa chọn ở các khu vực có địa hình karst âm để tận dụng địa hình có lợi. Các vấn đề rò rỉ thung lũng liền kề hồ chứa và rò rỉ karst tương đối phổ biến, cần tập trung vào và chất lượng xây dựng phải được kiểm soát tốt.
(4) Sự phân bố vật liệu dùng để lấp đập trong lưu vực hồ chứa của nhà máy điện tích năng là yếu tố then chốt để xác định tỷ lệ sử dụng nguồn vật liệu. Khi trữ lượng vật liệu dùng trong khu vực đào của lưu vực hồ chứa trên mực nước chết vừa đáp ứng được yêu cầu lấp đập và không có vật liệu bóc tách bề mặt, thì trạng thái lý tưởng của cân bằng đào và lấp nguồn vật liệu đã đạt được. Khi vật liệu bóc tách bề mặt dày, vấn đề sử dụng vật liệu bóc tách trên đập có thể được giải quyết bằng cách chia vật liệu đập. Do đó, việc thiết lập mô hình địa chất tương đối chính xác của hồ chứa trên và dưới thông qua các biện pháp thăm dò hiệu quả là rất quan trọng để thiết kế cân bằng đào và lấp của hồ chứa.
(5) Trong quá trình vận hành hồ chứa, mực nước dâng lên và hạ xuống đột ngột thường xuyên và lớn, chế độ vận hành của nhà máy điện tích năng bơm có tác động lớn đến độ ổn định của mái bờ hồ chứa, đưa ra yêu cầu cao hơn đối với điều kiện địa chất của mái bờ hồ chứa. Khi không đáp ứng được yêu cầu về hệ số an toàn ổn định, cần phải giảm tốc độ đào hoặc tăng cường độ chống đỡ, dẫn đến tăng chi phí kỹ thuật.
(6) Nền móng của toàn bộ lưu vực hồ chứa chống thấm của nhà máy điện tích năng có yêu cầu cao về biến dạng, thoát nước và tính đồng nhất, đặc biệt đối với nền móng của toàn bộ lưu vực hồ chứa chống thấm ở khu vực karst, sụp đổ karst ở đáy hồ chứa, biến dạng không đều của nền móng, kích ngược nước karst, áp suất âm karst, sụp đổ của lớp phủ của vùng trũng karst và các vấn đề khác cần được quan tâm đầy đủ.
(7) Do chênh lệch độ cao lớn của nhà máy điện tích năng bơm, tổ máy đảo chiều có yêu cầu cao hơn về việc kiểm soát hàm lượng trầm tích đi qua tua bin. Cần chú ý bảo vệ và xử lý thoát nước nguồn rắn của rãnh ở mép sau mái dốc tại cửa vào và cửa ra và lưu trữ trầm tích mùa lũ.
(8) Nhà máy điện tích năng sẽ không hình thành đập cao và hồ chứa lớn. Chiều cao đập và độ dốc đào thủ công của hầu hết các hồ chứa trên và dưới không quá 150m. Các vấn đề địa chất công trình của nền đập và độ dốc cao ít khó xử lý hơn so với đập cao và hồ chứa lớn của nhà máy điện thông thường.
3. Điều kiện hình thành kho
Các hồ chứa nước trên và dưới phải có điều kiện địa hình phù hợp để đắp đập. Nhìn chung, dựa trên công suất lắp đặt là 1,2 triệu kilowatt và giờ sử dụng phát điện toàn phần là 6 giờ, thì cột áp sử dụng khoảng 400~500m được xem xét, tức là dung tích lưu trữ theo quy định của các hồ chứa nước trên và dưới của hồ chứa nước bơm là khoảng 6 triệu~8 triệu m3. Một số trạm bơm nước tự nhiên có “bụng”. Dễ dàng hình thành dung tích hồ chứa thông qua đập. Trong trường hợp này, có thể ngăn đập. Tuy nhiên, một số trạm bơm nước có dung tích lưu trữ tự nhiên nhỏ và cần phải đào để hình thành dung tích lưu trữ. Điều này sẽ mang đến hai vấn đề, một là chi phí phát triển tương đối cao, hai là dung tích lưu trữ cần phải đào với số lượng lớn và dung tích lưu trữ năng lượng của nhà máy điện không được quá lớn.
Ngoài các yêu cầu về công suất lưu trữ, dự án hồ chứa nước bơm cũng nên xem xét đến việc ngăn ngừa rò rỉ hồ chứa, cân bằng đào đất đá và lấp đầy, lựa chọn loại đập, v.v. và xác định phương án thiết kế thông qua so sánh kỹ thuật và kinh tế toàn diện. Nhìn chung, nếu có thể hình thành hồ chứa bằng cách đắp đập và áp dụng biện pháp ngăn ngừa rò rỉ cục bộ, thì điều kiện hình thành hồ chứa tương đối tốt (xem Hình 2.3-1); Nếu hình thành “lưu vực” bằng cách đào một lượng lớn và áp dụng loại chống rò rỉ toàn bộ lưu vực, thì điều kiện hình thành hồ chứa tương đối chung (xem Hình 2.3-2 và 2.3-3).
Lấy nhà máy thủy điện tích năng Quảng Châu có điều kiện hình thành hồ chứa tốt làm ví dụ, điều kiện hình thành hồ chứa trên và dưới tương đối tốt, hồ chứa có thể được hình thành bằng cách đắp đập, với dung tích hồ chứa trên là 24,08 triệu m3 và dung tích hồ chứa dưới là 23,42 triệu m3.
Ngoài ra, lấy nhà máy thủy điện tích năng Tianhuangping làm ví dụ. Hồ chứa trên nằm ở chỗ trũng nguồn rãnh của mương nhánh ở bờ trái sông Daxi, được bao quanh bởi đập chính, bốn đập phụ, cửa vào/ra và các ngọn núi xung quanh hồ chứa. Đập chính được bố trí ở chỗ trũng ở đầu phía nam của hồ chứa, và đập phụ được bố trí ở bốn đèo ở phía đông, bắc, tây và tây nam. Điều kiện lưu trữ ở mức trung bình, với tổng dung tích lưu trữ là 9,12 triệu m3.
4. Điều kiện nguồn nước
Nhà máy điện tích năng khác với nhà máy thủy điện thông thường, tức là một “bể” nước trong được đổ qua lại giữa các hồ chứa trên và dưới. Khi bơm nước, nước được đổ từ hồ chứa dưới lên hồ chứa trên, và khi phát điện, nước được hạ từ hồ chứa trên xuống hồ chứa dưới. Do đó, vấn đề nguồn nước của nhà máy điện tích năng chủ yếu là để đáp ứng nhu cầu lưu trữ nước ban đầu, tức là lưu trữ nước trong hồ chứa trước, và bổ sung lượng nước bị mất do bốc hơi và rò rỉ trong quá trình vận hành hàng ngày. Công suất tích trữ bơm thường ở mức 10 triệu m3 và yêu cầu về lượng nước không cao. Điều kiện nguồn nước ở những khu vực có lượng mưa lớn và mạng lưới sông ngòi dày đặc sẽ không phải là điều kiện hạn chế để xây dựng nhà máy điện tích năng. Tuy nhiên, đối với những vùng tương đối khô cằn như Tây Bắc, điều kiện nguồn nước đã trở thành một yếu tố hạn chế quan trọng. Một số nơi có điều kiện địa hình và địa chất để xây dựng hồ chứa bơm, nhưng có thể không có nguồn nước để lưu trữ nước trong hàng chục km.
3、 Điều kiện bên ngoài
Bản chất của vấn đề nhập cư và môi trường là giải quyết vấn đề chiếm dụng và bồi thường tài nguyên công cộng. Đây là quá trình đôi bên cùng có lợi và nhiều bên cùng có lợi.
1. Thu hồi đất và tái định cư để xây dựng
Phạm vi thu hồi đất để xây dựng nhà máy điện tích năng bao gồm diện tích ngập hồ chứa trên và dưới và diện tích xây dựng công trình thủy điện. Mặc dù có hai hồ chứa trong nhà máy điện tích năng, nhưng do các hồ chứa tương đối nhỏ, một số trong số chúng sử dụng hồ tự nhiên hoặc hồ chứa hiện có, phạm vi thu hồi đất để xây dựng thường nhỏ hơn nhiều so với các nhà máy thủy điện thông thường; Do hầu hết các lưu vực hồ chứa đều được đào, nên diện tích xây dựng của dự án thủy điện thường bao gồm diện tích ngập hồ chứa, do đó tỷ lệ diện tích xây dựng công trình thủy điện trong phạm vi thu hồi đất của dự án xây dựng lớn hơn nhiều so với nhà máy thủy điện thông thường.
Khu vực ngập lụt của hồ chứa chủ yếu bao gồm khu vực ngập lụt dưới mực nước hồ chứa bình thường, cũng như khu vực nước lũ ngược dòng và khu vực hồ chứa bị ảnh hưởng.
Khu vực xây dựng công trình thủy điện chủ yếu bao gồm các công trình thủy điện và khu vực quản lý thường trực của công trình. Khu vực xây dựng của công trình trung tâm được xác định là khu vực tạm thời và khu vực thường trực theo mục đích của từng lô đất. Đất tạm thời có thể được khôi phục lại mục đích sử dụng ban đầu sau khi sử dụng.
Phạm vi thu hồi đất để xây dựng đã được xác định, công tác theo dõi quan trọng là tiến hành điều tra các chỉ tiêu vật lý của việc thu hồi đất để xây dựng, để “biết mình biết người”. Chủ yếu là điều tra số lượng, chất lượng, quyền sở hữu và các thuộc tính khác của dân số, đất đai, nhà cửa, công trình kiến trúc, di tích văn hóa và di tích lịch sử, mỏ khoáng sản, v.v. trong phạm vi thu hồi đất để xây dựng.
Trong quá trình ra quyết định, mối quan tâm chính là liệu việc thu hồi đất để xây dựng có liên quan đến các yếu tố nhạy cảm lớn hay không, chẳng hạn như quy mô và số lượng đất nông nghiệp cơ bản lâu dài, rừng phúc lợi công cộng hạng nhất, các làng mạc và thị trấn quan trọng, các di tích văn hóa và di tích lịch sử lớn, và các mỏ khoáng sản.
2. Bảo vệ môi trường sinh thái
Việc xây dựng nhà máy điện tích năng phải tuân thủ nguyên tắc “ưu tiên sinh thái và phát triển xanh”.
Tránh các khu vực nhạy cảm về môi trường là điều kiện tiên quyết quan trọng đối với tính khả thi của dự án. Các khu vực nhạy cảm về môi trường là tất cả các loại khu vực bảo vệ ở mọi cấp độ được thiết lập theo luật định và các khu vực đặc biệt nhạy cảm với tác động môi trường của dự án xây dựng. Khi lựa chọn địa điểm, các khu vực nhạy cảm về môi trường nên được sàng lọc và tránh trước, chủ yếu bao gồm các ranh giới đỏ bảo vệ sinh thái, công viên quốc gia, khu bảo tồn thiên nhiên, danh lam thắng cảnh, di sản văn hóa và thiên nhiên thế giới, khu vực bảo vệ nguồn nước uống, công viên rừng, công viên địa chất, công viên đất ngập nước, khu bảo vệ nguồn gen thủy sinh, v.v. Ngoài ra, cũng cần phân tích sự tuân thủ và phối hợp giữa địa điểm và quy hoạch có liên quan như không gian đất đai, xây dựng đô thị và nông thôn, và "ba ranh giới và một duy nhất".
Biện pháp bảo vệ môi trường là biện pháp quan trọng để giảm thiểu tác động đến môi trường. Nếu dự án không liên quan đến các khu vực nhạy cảm về môi trường, về cơ bản là khả thi theo quan điểm bảo vệ môi trường, nhưng việc xây dựng dự án chắc chắn sẽ có tác động nhất định đến môi trường nước, khí, âm thanh và sinh thái, và một loạt các biện pháp có mục tiêu cần được thực hiện để loại bỏ hoặc giảm thiểu các tác động tiêu cực, chẳng hạn như xử lý nước thải sản xuất và nước thải sinh hoạt, và xả dòng chảy sinh thái.
Xây dựng cảnh quan là một cách quan trọng để đạt được sự phát triển chất lượng cao của bơm và lưu trữ. Các nhà máy điện bơm và lưu trữ thường được đặt tại các khu vực đồi núi có môi trường sinh thái tốt. Sau khi hoàn thành dự án, hai hồ chứa sẽ được hình thành. Sau khi phục hồi sinh thái và xây dựng cảnh quan, chúng có thể được đưa vào các điểm danh lam thắng cảnh hoặc điểm tham quan du lịch để đạt được sự phát triển hài hòa của nhà máy điện và môi trường. Việc thực hiện khái niệm “nước xanh và núi xanh là núi vàng và núi bạc”. Ví dụ, Nhà máy điện tích năng Trường Long Sơn Chiết Giang đã được đưa vào danh lam thắng cảnh cốt lõi của Danh lam thắng cảnh tỉnh Thiên Hoàng Bình - Giang Nam Thiên Trì và Nhà máy điện tích năng Qujiang đã được đưa vào vùng bảo vệ cấp ba của Danh lam thắng cảnh tỉnh Lankeshan-Vô Tích Giang.
4、 Thiết kế kỹ thuật
Thiết kế kỹ thuật của nhà máy điện tích năng chủ yếu bao gồm quy mô dự án, kết cấu thủy lực, thiết kế tổ chức thi công, kết cấu cơ điện và kim loại, v.v.
1. Quy mô dự án
Quy mô kỹ thuật của nhà máy thủy điện tích năng chủ yếu bao gồm công suất lắp đặt, số giờ liên tục đầy đủ, mực nước đặc trưng chính của hồ chứa và các thông số khác.
Việc lựa chọn công suất lắp đặt và số giờ liên tục đầy đủ của nhà máy điện tích năng cần phải tính đến cả nhu cầu và khả năng. Nhu cầu đề cập đến nhu cầu của hệ thống điện và có thể đề cập đến các điều kiện xây dựng của chính nhà máy điện. Phương pháp chung dựa trên phân tích vị trí chức năng của các hệ thống điện khác nhau đối với các nhà máy điện tích năng và các yêu cầu của hệ thống điện đối với số giờ liên tục đầy đủ, để lập kế hoạch công suất lắp đặt và số giờ liên tục đầy đủ một cách hợp lý, và để lựa chọn công suất lắp đặt và số giờ liên tục đầy đủ thông qua mô phỏng sản xuất điện và so sánh kinh tế kỹ thuật toàn diện.
Trên thực tế, một phương pháp đơn giản để lập kế hoạch ban đầu về công suất lắp đặt và giờ sử dụng đầy đủ là trước tiên xác định công suất đơn vị theo phạm vi cột nước, sau đó xác định tổng công suất lắp đặt và giờ sử dụng đầy đủ theo năng lượng lưu trữ tự nhiên của hồ chứa bơm. Hiện tại, trong phạm vi mực nước giảm 300m ~ 500m, công nghệ thiết kế và chế tạo của đơn vị có công suất định mức 300000 kilowatt đã trưởng thành, điều kiện vận hành ổn định tốt và kinh nghiệm thực hành kỹ thuật là phong phú nhất (đây là lý do tại sao công suất lắp đặt của hầu hết các nhà máy điện tích năng đang được xây dựng nói chung là số chẵn 300000 kilowatt, có tính đến yêu cầu bố trí phân tán và cuối cùng là phần lớn là 1,2 triệu kilowatt). Sau khi công suất đơn vị được lựa chọn ban đầu, lưu trữ năng lượng tự nhiên của nhà máy điện tích năng được phân tích dựa trên điều kiện địa hình và địa chất của các hồ chứa trên và dưới, và tổn thất cột nước của điều kiện phát điện và bơm. Ví dụ, thông qua phân tích sơ bộ, nếu mực nước trung bình giảm giữa hồ chứa trên và hồ chứa dưới của nhà máy thủy điện tích năng là khoảng 450m, thì việc lựa chọn công suất tổ máy 300.000 kilowatt là phù hợp; Năng lượng lưu trữ tự nhiên của hồ chứa trên và hồ chứa dưới là khoảng 6,6 triệu kilowatt-giờ, do đó có thể xem xét bốn tổ máy, tức là tổng công suất lắp đặt là 1,2 triệu kilowatt; Kết hợp với nhu cầu của hệ thống điện, sau một số lần mở rộng và đào hồ chứa dựa trên các điều kiện tự nhiên, tổng năng lượng lưu trữ sẽ đạt 7,2 triệu kilowatt-giờ, tương ứng với thời gian phát điện liên tục toàn phần là 6 giờ.
Mực nước đặc trưng của hồ chứa chủ yếu bao gồm mực nước bình thường, mực nước chết và mực nước lũ. Nhìn chung, mực nước đặc trưng của các hồ chứa này được lựa chọn sau khi số giờ liên tục đầy đủ và công suất lắp đặt được lựa chọn.
2. Cấu trúc thủy lực
Trước mặt chúng ta là dòng sông đang chảy, sau lưng chúng ta là những ánh đèn rực rỡ. Cuộc sống của chúng ta là như vậy, chiến đấu và chạy về phía trước.
——Bài ca của những người xây dựng công trình bảo tồn nước
Các công trình thủy lực cho hồ chứa bơm thường bao gồm hồ chứa trên, hồ chứa dưới, hệ thống dẫn nước, nhà máy điện ngầm và trạm chuyển mạch. Điểm mấu chốt trong thiết kế hồ chứa nước trên và dưới là đạt được công suất lưu trữ lớn thông qua chi phí kỹ thuật tối thiểu. Hầu hết các hồ chứa trên đều áp dụng kết hợp đào và đắp đập, và hầu hết trong số chúng là đập đá mặt. Theo điều kiện địa chất, rò rỉ hồ chứa của nhà máy điện tích trữ bơm có thể được giải quyết bằng cách ngăn rò rỉ toàn bộ hồ chứa và ngăn rò rỉ rèm xung quanh hồ chứa. Vật liệu ngăn rò rỉ có thể là tấm mặt bê tông nhựa đường, màng địa kỹ thuật, chăn đất sét, v.v.
Sơ đồ nhà máy điện tích năng
Khi phải áp dụng biện pháp phòng chống thấm toàn bộ lưu vực hồ chứa cho hồ chứa của nhà máy điện tích năng bơm, cần xem xét hình thức phòng chống thấm đập và hình thức phòng chống thấm lưu vực hồ chứa như một tổng thể, để tránh hoặc giảm thiểu việc xử lý chung giữa các kết cấu phòng chống thấm khác nhau càng nhiều càng tốt và nâng cao độ tin cậy. Toàn bộ lưu vực hồ chứa có độ lấp đầy cao sẽ được sử dụng để phòng chống thấm ở đáy hồ chứa. Kết cấu phòng chống thấm ở đáy hồ chứa phải phù hợp với biến dạng lớn hoặc biến dạng không đồng đều do độ lấp đầy cao gây ra.
Cột nước của nhà máy điện tích năng bơm cao, áp lực do kết cấu kênh dẫn nước chịu lớn. Theo cột nước, điều kiện địa chất của đá xung quanh, kích thước ống phân nhánh, v.v., lớp lót thép, lớp lót bê tông cốt thép và các phương pháp khác có thể được áp dụng.
Ngoài ra, để đảm bảo an toàn phòng chống lũ cho nhà máy điện, nhà máy thủy điện tích năng còn cần bố trí các công trình xả lũ,… mà ở đây không đề cập chi tiết.
3. Thiết kế tổ chức thi công
Nhiệm vụ chính của thiết kế tổ chức thi công nhà máy thủy điện tích năng bao gồm: nghiên cứu điều kiện thi công dự án, chuyển hướng thi công, lập kế hoạch nguồn vật liệu, thi công dự án chính, vận chuyển thi công, cơ sở nhà máy thi công, bố trí thi công chung, tiến độ thi công chung (thời gian thi công), v.v.
Trong công tác thiết kế, cần tận dụng tối đa điều kiện địa hình, địa chất của địa điểm xây dựng trạm, kết hợp điều kiện thi công và phương án thiết kế kỹ thuật, theo nguyên tắc sử dụng đất tiết kiệm, chuyên sâu, trước tiên phải lập phương án thi công kỹ thuật, cân đối đất và phương án bố trí tổng thể xây dựng, nhằm hạn chế tối đa việc chiếm dụng đất canh tác, giảm chi phí dự án.
Là một quốc gia xây dựng lớn, trình độ quản lý xây dựng và xây dựng của Trung Quốc nổi tiếng thế giới. Trong những năm gần đây, lưu trữ bơm của Trung Quốc đã có nhiều khám phá có lợi về xây dựng xanh, R&D và ứng dụng thiết bị chính, và xây dựng thông minh. Một số công nghệ xây dựng đã đạt hoặc nâng cao trình độ quốc tế. Điều này chủ yếu được phản ánh trong công nghệ xây dựng đập ngày càng hoàn thiện, tiến bộ mới của công nghệ xây dựng ống phân nhánh áp suất cao, số lượng lớn các hoạt động thành công của công nghệ đào và hỗ trợ nhóm hang động ngầm trong điều kiện địa chất phức tạp, sự đổi mới liên tục của công nghệ và thiết bị xây dựng trục nghiêng, những thành tựu đáng chú ý của xây dựng cơ giới và thông minh, và sự đột phá của TBM trong xây dựng đường hầm.
4. Cơ điện và kết cấu kim loại
Các đơn vị lưu trữ đảo ngược hỗn hợp dòng chảy đơn trục đứng thường được sử dụng trong các nhà máy điện tích năng. Về mặt phát triển thủy lực của tua bin bơm, Trung Quốc có năng lực thiết kế và sản xuất tua bin bơm với tiết diện cột nước 700m và công suất 400.000 kilowatt trên một đơn vị, cũng như thiết kế, sản xuất, lắp đặt, vận hành và sản xuất nhiều đơn vị lưu trữ với tiết diện cột nước 100-700m và công suất 400.000 kilowatt trở xuống trên một đơn vị. Về mặt cột nước của nhà máy điện, các nhà máy điện tích năng tích năng Jilin Dunhua, Guangdong Yangjiang và Zhejiang Changlongshan đang được xây dựng đều có cột nước định mức trên 650m, đứng đầu thế giới; Cột nước định mức được phê duyệt của Nhà máy điện tích năng tích năng Zhejiang Tiantai là 724m, là cột nước định mức cao nhất của nhà máy điện tích năng tích năng trên thế giới. Độ khó thiết kế và sản xuất tổng thể của đơn vị này ở cấp độ hàng đầu thế giới. Trong quá trình phát triển động cơ máy phát điện, các động cơ máy phát điện lớn của các nhà máy thủy điện tích năng được xây dựng và đang xây dựng tại Trung Quốc là động cơ đồng bộ đảo chiều, trục đứng, ba pha, làm mát hoàn toàn bằng không khí. Có hai tổ máy của Nhà máy thủy điện tích năng Trường Long Sơn Chiết Giang với tốc độ định mức 600 vòng/phút và công suất định mức 350000 kW. Một số tổ máy của Nhà máy thủy điện tích năng Dương Giang Quảng Đông đã được đưa vào vận hành với tốc độ định mức 500 vòng/phút và công suất định mức 400000 kW. Tổng công suất sản xuất động cơ máy phát điện đã đạt đến trình độ tiên tiến của thế giới. Ngoài ra, kết cấu cơ điện và kim loại cũng bao gồm máy móc thủy lực, kỹ thuật điện, điều khiển và bảo vệ, kết cấu kim loại và các khía cạnh khác, sẽ không được nhắc lại ở đây.
Ngành sản xuất thiết bị của nhà máy thủy điện tích năng tại Trung Quốc đang phát triển nhanh chóng theo hướng cột nước cao, công suất lớn, độ tin cậy cao, phạm vi rộng, tốc độ thay đổi và tính địa phương hóa.
5、 Chỉ số kinh tế
Điều kiện xây dựng và tác động bên ngoài của dự án tích trữ bơm, sau khi xác định sơ đồ thiết kế dự án, cuối cùng sẽ chủ yếu được phản ánh trong một chỉ số, cụ thể là đầu tư tĩnh trên một kilowatt của dự án. Đầu tư tĩnh trên một kilowatt càng thấp thì hiệu quả kinh tế của dự án càng tốt.
Sự khác biệt riêng lẻ trong điều kiện xây dựng của các nhà máy điện tích năng là rõ ràng. Đầu tư tĩnh cho mỗi kilowatt có liên quan chặt chẽ đến điều kiện xây dựng và công suất lắp đặt của dự án. Năm 2021, Trung Quốc đã phê duyệt 11 nhà máy điện tích năng, với mức đầu tư tĩnh trung bình là 5367 nhân dân tệ cho mỗi kilowatt; 14 dự án đã hoàn thành nghiên cứu khả thi sơ bộ và mức đầu tư tĩnh trung bình cho mỗi kilowatt là 5425 nhân dân tệ/kilowatt.
Theo số liệu thống kê sơ bộ, đầu tư tĩnh cho mỗi kilowatt của các dự án tích trữ bơm lớn đang trong giai đoạn chuẩn bị vào năm 2022 nói chung là từ 5.000 đến 7.000 nhân dân tệ/kilowatt. Do điều kiện địa chất khu vực khác nhau, mức đầu tư tĩnh trung bình cho mỗi kilowatt năng lượng tích trữ bơm ở các khu vực khác nhau có sự khác biệt rất lớn. Nhìn chung, điều kiện xây dựng các nhà máy điện ở miền Nam, miền Đông và miền Trung Trung Quốc tương đối tốt, và đầu tư tĩnh cho mỗi kilowatt tương đối thấp. Do điều kiện địa chất công trình kém và điều kiện nguồn nước kém, mức chi phí đơn vị ở khu vực Tây Bắc tương đối cao so với các khu vực khác ở Trung Quốc.
Đối với quyết định đầu tư, chúng ta cần tập trung vào đầu tư tĩnh trên mỗi kilowatt của dự án, nhưng chúng ta không thể chỉ nói về anh hùng của đầu tư tĩnh trên mỗi kilowatt, nếu không nó có thể dẫn đến sự thúc đẩy của các doanh nghiệp mở rộng quy mô một cách mù quáng. Chủ yếu phản ánh ở các khía cạnh sau:
Trước tiên, hãy tăng công suất lắp đặt ban đầu được đề xuất ở giai đoạn lập kế hoạch. Chúng ta nên có cái nhìn biện chứng về tình huống này. Lấy một dự án có công suất lắp đặt theo kế hoạch là 1,2 triệu kilowatt khi bắt đầu giai đoạn lập kế hoạch làm ví dụ, và thành phần đơn vị của nó là bốn đơn vị 300000 kilowatt. Nếu phạm vi cột nước phù hợp và với sự tiến bộ của công nghệ, các điều kiện để lựa chọn 350000kW của một máy có sẵn, thì sau khi so sánh toàn diện về mặt kỹ thuật và kinh tế, 1,4 triệu kW có thể được đề xuất làm phương án đại diện trong giai đoạn tiền khả thi. Tuy nhiên, nếu 4 tổ máy 300.000 KW theo kế hoạch ban đầu hiện nay được xem xét tăng 2 tổ máy lên 6 tổ máy 300.000 KW, tức là công suất lắp đặt của nhà máy điện tăng từ 1,2 triệu KW lên 1,8 triệu KW, thì nhìn chung người ta cho rằng sự thay đổi này đã làm thay đổi định hướng chức năng của dự án, cần phải xem xét thêm về việc tuân thủ quy hoạch, nhu cầu hệ thống điện, điều kiện thi công dự án và các yếu tố khác một cách toàn diện. Nhìn chung, việc tăng số lượng tổ máy phải nằm trong phạm vi điều chỉnh quy hoạch.
Thứ hai là giảm giờ sử dụng toàn phần. Nếu so sánh năng lượng tích trữ bơm với một ngân hàng sạc. Khi đó, công suất lắp đặt có thể được sử dụng làm công suất đầu ra và giờ sử dụng toàn phần là thời gian ngân hàng điện có thể sử dụng. Đối với các nhà máy điện tích trữ bơm, khi năng lượng lưu trữ là như nhau, giờ sử dụng toàn phần và công suất lắp đặt có thể được so sánh toàn diện. Hiện tại, theo nhu cầu của hệ thống điện, giờ sử dụng toàn phần tích trữ bơm được quy định hàng ngày được coi là 6 giờ. Nếu điều kiện xây dựng của nhà máy điện tốt, thì việc tăng giờ sử dụng toàn phần của tổ máy một cách thích hợp với chi phí thấp là phù hợp. Với cùng một khoản đầu tư tĩnh cho mỗi kilowatt, nhà máy điện có giờ sử dụng toàn phần cao hơn có thể đóng vai trò lớn hơn trong hệ thống. Tuy nhiên, đã có ý kiến cho rằng công suất lắp đặt sẽ tăng đáng kể (1,2 triệu kW → 1,8 triệu kW) và giờ sử dụng toàn phần sẽ giảm (6 giờ → 4 giờ). Theo cách này, mặc dù đầu tư tĩnh cho mỗi kilowatt có thể giảm đáng kể, nhưng đối với hệ thống, thời gian sử dụng ngắn không thể đáp ứng được nhu cầu của hệ thống và vai trò của nó trong lưới điện cũng sẽ giảm đáng kể.
Thời gian đăng: 08-03-2023
