抽水蓄能电站的建设周期有多长,如何确保抽水蓄能电站建设不掉队?

水利瞭望塔 2023-12-01
3686 字丨阅读本文需 9 分钟

为了推进抽水蓄能电站的建设,目前,国家已经出台了抽水蓄能电站的电价政策,保障了合理收益,而抽水蓄能电站的加速建设,也将为上下游产业链带来更加显著的拉动效应。

一、什么是抽水蓄能电站

简单说就是“抽水+蓄能”的电站,就是利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库,在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站,形象的说,抽水蓄能电站就像一个超大“充电宝”。

建设抽水蓄能电站主要是调节电力系统高峰低谷、保障电力系统稳定、节约电力资源、事故应急备用等等。

抽水蓄能电站运行稳定可靠、容量大、寿命周期长、技术成熟。通过配套建设抽水蓄能电站,可以减少风电运行对电网的冲击,可以降低核电机组运行维护成本。

二、确保抽水蓄能电站建设不掉队

当前我国正处于能源绿色低碳转型发展的关键时期,风电、光伏发电等新能源大规模高比例发展,对调节电源的需求更加迫切,构建新型电力系统对抽水蓄能发展提出更高要求。为满足电力系统调节能力需求,抽水蓄能电站装机容量配置一般为电力系统总装机容量的7%至10%。为保障电力系统安全稳定运行,美国、德国、法国、日本、意大利等国家抽水蓄能和燃气电站在电力系统中的比例均超过10%,目前我国抽水蓄能电站装机容量占全国电力总装机比重不足2%。

为推动抽水蓄能电站健康发展,从“十一五”开始,我国连续提出抽水蓄能建设的中长期规划目标,但始终无法完成既定目标。从实际情况来看,目前我国抽水蓄能电站建成投产规模较小、在电源结构中占比低,不能有效满足电力系统安全稳定经济运行和新能源大规模快速发展需求。以去年夏季缺电严重的四川为例,如果省内能配置足够规模的抽水蓄能和新能源电站,就可以大幅缓解因水力发电不足带来的电力供需失衡。

电价政策尚不完善,是制约抽水蓄能电站健康发展的核心原因。长期以来,我国抽水蓄能电站主要实行3种价格机制:单一容量电价、单一电量电价、两部制电价(容量电价+电量电价)。执行单一容量电价的电站收入来自固定容量电费,电站收益与机组利用率基本无关,机组运行时间增加反而会提高运营成本,因此缺乏发电积极性。执行单一电量电价的电站没有固定容量电费收入,只能通过抽发电量盈利,导致个别电站利用小时数明显偏高。由于缺乏合理的价格机制和评价标准,电站建设成本无法合理向用户侧传导,电网企业承担压力过大,非电网企业和社会资本开发抽水蓄能电站积极性不高。

为促进抽水蓄能行业有序健康发展,国家发展改革委于2021年出台《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》,完善了抽水蓄能的价格机制,形成了“稳定的成本回收机制+额外的经济效益”的商业模式,有效解决了容量电费疏导等制约抽水蓄能发展的核心问题,显著提升了价格形成机制的科学性、操作性和有效性,为投资主体获取合理收益提供了政策保障。

此番明确全国48座抽水蓄能电站容量电价和容量电费的分摊方式,标志着上述文件已经落地。从目前公布的容量电价水平来看,有利于科学引导社会资本参与抽水蓄能投资建设,同时最大限度控制了因系统调节成本增加带来的电价上涨压力。以三峡集团所属长龙山抽水蓄能电站为例,本轮核定的临时容量电价为每千瓦499.96元,既保障了电站的稳定经营,又有利于引导电站规范管理、内部挖潜、降本增效。此外,本轮核价电站的投资主体既有电网企业也有发电企业,通过核价,对吸引不同类型社会资本参与抽水蓄能投资具有显著示范效应,增强了各类主体建设运营抽水蓄能电站的信心。

建设抽水蓄能电站要以发展眼光看问题。抽水蓄能电站5年至7年的建设周期要远高于风电、光伏等新能源,若不提前规划、加快建设,届时难以满足新能源大规模发展的需求。下面与大家探讨抽水蓄能电站的建设周期,为相关项目提供一些参考。

三、抽水蓄能电站建设7大阶段

1、预可研阶段

这阶段明确必要性,识别重大制约因素,关键工作包括选址、水文分析、工程地质勘察和环境影响评估等方面,这些工作相互关联、相互影响,直接关系到抽水蓄能电站的建设和运行,需要综合考虑各种因素,进行全面分析和评估。周期一般需要0.5-1年。

2、可研阶段

这阶段确定三大专题,明确枢纽布置、施工布置、移民规划等。周期一般需要1-2年。

(1)枢纽布置相对固定,主要三大件:上水库、输水发电系统、下水库。枢纽一般包括上水库、下水库、输水系统、厂房系统等部分,各部分的设计应充分考虑其功能和相互关系。枢纽布置是抽水蓄能电站设计的关键环节之一,其主要目标是确定枢纽各建筑物的位置和相互关系,以满足工程的安全、稳定、经济和环境要求。

(2)施工布置是抽水蓄能电站建设过程中的重要环节,其目标是确定合理的施工方案和场地布局,以满足工程施工过程中的安全、质量和进度要求。施工方案根据工程实际情况,选择合适的施工方案,如明挖、暗挖、桩基等,并考虑施工工艺、设备选型和施工周期等因素。场地布局对施工场地进行合理布局,确保各施工作业面之间的合理间距和交通流畅,同时要考虑施工设备和材料的需求和供应。环境保护在施工过程中,应采取必要的环境保护措施,如施工废水处理、施工噪声控制、施工废弃物处理等,以减少对周边环境的影响。

(3)移民规划是抽水蓄能电站建设过程中不可忽视的环节,其目标是确定合理的移民安置方案和补偿政策,以满足移民的生活和发展需求,同时维护社会稳定和公平正义。

3、核准等手续办理

这阶段确定主要部门核准、用地审批、移民安置规划,环境影响评价,水土保持审批,地震安评等相关工作,周期一般需要0.5-1.5年。

4、筹建及准备期

这阶段确定主要进场交通、场地平整、临建设施等相关工作,周期一般需要2-3年。

工程正式开工前由业主单位负责筹建工作,为承包单位进场尽早开工和缩短准备工期创造条件所需的时间;主要的工作是在项目获得核准批复后开展征地移民工作,抽水蓄能抽水蓄能电站的征地移民涉及的范围较大,工作主要由地方政府实施,实际进度项目公司很难掌控。工期占用一般在9~20个月(平均12个月)且前期工程施工中的征地移民干扰较大。

正式开工前为开工做的准备工作,主要是将施工临时设施、厂房通风洞、厂房顶层排水廊道和上层排水廊道施工和进厂交通洞施工四项主要工作。项目由场内主干道通往通风洞的施工道路长度不同,施工便道和场地平整施工一般可按1个月左右安排控制,洞脸开挖支护按2个月安排控制。通风洞(大部分洞长900~1500m)的施工工期一般在11~17个月(平均14个月)为了保证厂房顶拱开挖的安全和进度,在厂顶开挖前先进行厂房顶层排水廊道和上层排水廊道施工,再进行厂房顶拱开挖支护施工。排水廊道施工较厂顶开挖开始一般需提前4~6个月(平均5个月)。进场交通洞长度一般在1000~1800m,施工工期一般在13~17个月(平均15个月)。故工程准备期的工期长度建议15~23个月(平均19个月)。

5、主体施工期

这阶段主要地下厂房顶拱开挖至首台机组投产相关工作,周期一般需要3.5-5年。

该期控制总工期的关键路线一般为厂房开挖及支护、厂房一期混凝土浇筑、机电设备安装及调试发电。国内抽水蓄能电站地下厂房开挖及支护施工期一般为18个~28个月,厂房顶拱开挖及支护施工期6个~12个月,若采用岩壁吊车梁,岩梁层施工期4个~5个月,厂房一期混凝土开始浇筑至第一台机组发电施工期一般为24个~35个月。其中包括地下厂房机组段混凝土施工工期一般为:厂房机组段开挖支护交面、支墩混凝土浇筑、尾水管安装开始1.5个月。尾水管混凝土浇筑1个月。蜗壳支墩施工1.5个月。蜗壳安装(包括水压试验)2个月。蜗壳混凝土浇筑2个月。水轮机层混凝土浇筑1个月。母线层混凝土浇筑1.5个月。发电机层混凝土浇筑2个月。厂房机组段结构混凝土浇筑工期自机组段开挖支护交面至第一台机组结构混凝土浇筑至发电机层,一般为12~14个月(平均13个月)。自机组段结构混凝土浇筑至发电机层完成,即转入机组机电设备安装。首台机机电安装工期为自发电机层混凝土浇筑完成至机组转轮吊入机坑3个月。定子吊入机坑4个月。转子吊入机坑:2.5个月。机组整体盘车检查1.5个月。机组分部调试2个月。机组机电设备安装工期一般为11~13个月。最后进行首台机组启动试运行,机组启动试运行工期一般为3~5个月(平均4个月)。

机电安装主要主要分三大阶段:

(1)机组混凝土工期:即从尾水管支墩混凝土浇筑开始到发电机层混凝土浇筑完成的时段,包含了混凝土浇筑、水轮机埋件安装、电气及机械埋管、预埋件埋设等工作。

(2)设备安装工期:即发电机层混凝土浇筑完成,工作面移交机电安装开始到具备机组启动条件的时段,主要完成首台水轮发电机组各部件、与首台机发电相关的公用系统、电气设备等的安装调试。 这是机电最关键阶段,宜借鉴其它电站安装优化措施,避免其他电站安装过程容易出现的问题,提前研究其他电站调试过程存在过的问题,制定防范控制措施。

(3)调试及试运行:从机组首次启动到投入商业运行的时段,包括机组启动后的调试及试验,考核试运行,消缺移交。

6、工程完建期

这阶段主要后续机组陆续投产发电相关工作,周期一般需要0.7-1年。

梅蓄电站从主体工程开工至电站全面投产仅用时48个月创造了国内抽水蓄能电站主体工程建设最短工期纪录。首台机组安装调试仅用时18个月,创造国内抽水蓄能电站首台机组安装最快速度,四台机组安装调试仅用时24个月,创造国内抽水蓄能电站同等数量机组安装调试最快速度,主体工程开工至首台机组投产仅用时41个月,创造国内抽水蓄能电站最短建设工期纪录。

7、竣工验收期

机组投产后应进行尾工项目施工和专项验收工作,专项验收包括建设征地和移民安置专项验收、工程整体消防专项验收、职业病防治专项验收、水土保持工程专项验收、环境保护专项验收、工程档案专项验收、安全设施专项验收、枢纽工程专项验收、工程竣工决算等9个专项验收和达标投产验收、工程竣工验收。时间一般为最后一台机组投运后18个月内完成验收。

文章来源: 大国科技学苑,经济日报,西鲁立之

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