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        芻議抽水蓄能電站勘測設(shè)計中的主要技術(shù)

        2023-10-04 13:17:12張猛
        關(guān)鍵詞:測量分析建設(shè)

        張猛

        華東勘測設(shè)計研究院有限公司 浙江 杭州 311100

        面對政府在碳達峰、碳中和方面的要求,電力系統(tǒng)逐步加強了自身的生態(tài)文明建設(shè),傳統(tǒng)的火力發(fā)電站逐步被新型能源發(fā)電站所取代,在其中,抽水蓄能電站展現(xiàn)出了十分重要的作用。但是由于抽水蓄能電站的建設(shè)條件十分復(fù)雜,其勘測技術(shù)逐漸成了行業(yè)研究的重點內(nèi)容。因此,有必要對抽水蓄能電站勘測設(shè)計中的主要技術(shù)進行分析,以促進勘測技術(shù)的不斷發(fā)展,從而有效提升抽水蓄能電站的建設(shè)質(zhì)量。抽水蓄能電站具有環(huán)保、經(jīng)濟等優(yōu)勢,在調(diào)峰過程中發(fā)揮著重要作用,在削峰填谷中應(yīng)用較為廣泛,就技術(shù)層面和應(yīng)用層面來看,其具有雙重屬性,當電力系統(tǒng)負荷處于低谷時,通過發(fā)揮調(diào)節(jié)作用可以確?;痣姍C組負荷穩(wěn)定,從而促使高效率運行,與其他電力儲能技術(shù)比較來看,抽水蓄能電站技術(shù)更為成熟、容量更大,因此應(yīng)用優(yōu)勢較為明顯。

        1 抽水蓄能電站的重要作用分析

        抽水蓄能電站是一種能量儲存和調(diào)峰設(shè)施,與傳統(tǒng)發(fā)電站相比抽水蓄能電站具有高效儲能、靈活性強、可再生能源協(xié)同性強、經(jīng)濟效益高、環(huán)保等一系列特點,因此其成為現(xiàn)階段電力行業(yè)發(fā)展的重要方向。抽水蓄能電站的實際作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:第一能量儲存,抽水蓄能電站可以將電網(wǎng)峰谷時段的電力轉(zhuǎn)化為潛在能源,即將水抽到高處儲存,以備日后需要時釋放水下泄發(fā)電,這樣可以避免因為電力供應(yīng)不穩(wěn)定而導(dǎo)致的電力浪費和過載,從而節(jié)約能源和提高電力供應(yīng)效率;第二調(diào)峰,抽水蓄能電站可以通過控制放水流量來平衡電力需求和供應(yīng)之間的差異,從而穩(wěn)定電力系統(tǒng),當電網(wǎng)需求高峰時,抽水蓄能電站可以釋放儲存的水,以滿足電力需求;當電網(wǎng)需求低谷時,抽水蓄能電站可以利用峰谷差價,將多余的電力轉(zhuǎn)化為儲能,以備日后需要時使用;第三改善電網(wǎng)穩(wěn)定性,抽水蓄能電站可以在電力系統(tǒng)遇到突發(fā)負荷或其他異常情況時,通過迅速調(diào)節(jié)放水流量,平衡電力需求和供應(yīng)之間的差異,從而維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性;第四促進可再生能源開發(fā),隨著可再生能源的不斷發(fā)展,其輸出具有波動性和不穩(wěn)定性,抽水蓄能電站可以作為其儲能設(shè)施,通過將多余的電力轉(zhuǎn)化為儲能,以備日后需要時使用,從而促進可再生能源的開發(fā)和利用??傊?,抽水蓄能電站在提高電力供應(yīng)效率、穩(wěn)定電力系統(tǒng)、保障電力安全、促進可再生能源開發(fā)等方面發(fā)揮著重要的作用。

        2 勘測技術(shù)在抽水蓄能電站中的重要作用

        勘測技術(shù)在抽水蓄能電站建設(shè)的各個階段都發(fā)揮著重要的作用,它可以為建設(shè)提供準確的數(shù)據(jù)和信息,為工程設(shè)計、施工和運營提供科學(xué)依據(jù),從而保證抽水蓄能電站的安全、高效和可持續(xù)運行。

        2.1 壩址選擇方面的作用

        在抽水蓄能電站建設(shè)中,壩址的選擇對工程的成功實施至關(guān)重要??睖y技術(shù)在抽水蓄能電站壩址選擇方面的作用主要有以下幾個方面:首先,在地質(zhì)勘測方面,通過地質(zhì)勘測,可以了解壩址區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造、巖性、構(gòu)造等特征,評估巖石的穩(wěn)定性和壩址地質(zhì)環(huán)境的適宜程度,為壩址選址提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù);其次,水文勘測是評估壩址選址的重要依據(jù),通過水文勘測,可以了解壩址區(qū)域的水文地質(zhì)條件、水文氣象特征、水流條件等信息,評估壩址對水資源的適宜性和水資源利用的可行性;再次,地形測量是評估壩址選擇的重要內(nèi)容,通過地形測量,可以了解壩址區(qū)域的地形地貌特征、坡度、坡向等信息,評估地形對壩址建設(shè)和運行的影響;最后,氣象勘測可以了解壩址區(qū)域的氣候特征、氣象條件、氣象災(zāi)害等信息,評估氣象環(huán)境對電站建設(shè)和運行的影響[1]。綜上所述,勘測技術(shù)在抽水蓄能電站壩址選擇方面的作用十分重要,通過科學(xué)的勘測分析和評估,可以為壩址選擇提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持,保證電站建設(shè)的安全和可行性。

        2.2 土地測量方面的作用

        抽水蓄能電站的建設(shè)需要占用大量的土地資源,因此土地測量是必不可少的。通過勘測技術(shù)可以對建設(shè)用地進行測量和劃界,確保建設(shè)用地的合理利用和資源保護。勘測技術(shù)在抽水蓄能電站土地測量方面發(fā)揮著重要作用,具體如下:第一,勘測技術(shù)可以對電站周邊地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、土壤性質(zhì)等進行詳細勘測,為抽水蓄能電站的選址和建設(shè)提供必要的技術(shù)支持和數(shù)據(jù)支撐;第二,抽水蓄能電站需要建設(shè)大型水利工程,對地基地貌進行詳細的基礎(chǔ)測量可以為工程設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持,確保工程的安全性和穩(wěn)定性;第三,勘測技術(shù)可以實現(xiàn)對電站周邊地形地貌的高精度測量,獲取地形高程數(shù)據(jù),幫助工程設(shè)計者進行地形分析和模擬,為電站工程的建設(shè)提供重要的數(shù)據(jù)支撐;第四,勘測技術(shù)可以實現(xiàn)對電站建設(shè)各個部位的定位測量,確保電站各個部分的位置和方位準確無誤,保證工程的準確度和精度;第五,勘測技術(shù)在電站建設(shè)過程中可以進行現(xiàn)場實時測量,監(jiān)測施工進度和質(zhì)量,及時發(fā)現(xiàn)問題并進行調(diào)整,確保電站的施工質(zhì)量和進度[2]。

        2.3 工程測量方面的作用

        勘測技術(shù)在抽水蓄能電站工程測量方面的作用十分重要,可以為電站的設(shè)計、建設(shè)、運行提供必要的技術(shù)支持和數(shù)據(jù)支撐,確保電站的精度、安全性和可行性。具體來看,在電站的設(shè)計階段,勘測技術(shù)可以對電站周邊地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、土壤性質(zhì)等進行詳細測量,獲取必要的數(shù)據(jù),為電站的設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持和技術(shù)支持;其次,在電站建設(shè)過程中,勘測技術(shù)可以進行現(xiàn)場實時測量,監(jiān)測施工進度和質(zhì)量,及時發(fā)現(xiàn)問題并進行調(diào)整,確保電站的施工質(zhì)量和進度;再次,電站需要建設(shè)大型水利工程,對地基地貌進行詳細的基礎(chǔ)測量可以為工程設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持,確保工程的安全性和穩(wěn)定性;最后,在電站建設(shè)過程中,勘測技術(shù)可以對電站各個結(jié)構(gòu)的幾何形狀、尺寸和位置進行測量,確保電站的精度和質(zhì)量[3]。

        2.4 設(shè)備調(diào)試方面的作用

        勘測技術(shù)在抽水蓄能電站設(shè)備調(diào)試方面也扮演著重要的角色,通過對設(shè)備的測量、調(diào)整和測試,可以確保設(shè)備的正常運行和高效發(fā)電。首先,在安裝抽水蓄能電站設(shè)備之前,需要進行場地勘測和設(shè)備位置勘測,以確保設(shè)備的安裝位置和姿態(tài)符合設(shè)計要求;其次,通過使用各種傳感器和儀器,可以對抽水蓄能電站設(shè)備進行運行狀態(tài)的測量;再次,在調(diào)試過程中,需要對各個設(shè)備的參數(shù)進行測量和調(diào)整;最后,使用模擬器進行設(shè)備的測試和調(diào)試,可以減少實際調(diào)試過程中的風險和時間,提高設(shè)備的調(diào)試效率。

        3 抽水蓄能電站勘測設(shè)計中的主要技術(shù)分析

        3.1 水文地質(zhì)勘測技術(shù)

        水文地質(zhì)技術(shù)在抽水蓄能電站勘測設(shè)計中是非常重要的。通過水文地質(zhì)技術(shù)的分析和預(yù)測,可以為工程建設(shè)提供科學(xué)的依據(jù),同時也可以降低工程建設(shè)可能帶來的水文地質(zhì)風險。水文地質(zhì)勘測技術(shù)可以幫助工程師了解地質(zhì)構(gòu)造、地下水位、地層厚度、巖石性質(zhì)等與水文環(huán)境有關(guān)的信息,從而為電站的建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。以下是一些常用的水文地質(zhì)勘測技術(shù):一,鉆探勘測技術(shù),鉆探勘測是獲取水文地質(zhì)勘測數(shù)據(jù)最常用的技術(shù)。通過鉆探地下,可以獲取地質(zhì)構(gòu)造、巖石性質(zhì)、巖層厚度等信息,對地質(zhì)情況進行全面了解;二,地電勘測技術(shù),地電勘測技術(shù)是一種非侵入性勘測技術(shù),它可以通過電阻率分布的變化來分析地下水位、地下巖石的性質(zhì)等信息。這種方法不會破壞地下環(huán)境,非常適合用于環(huán)境保護要求較高的地區(qū);三,巖芯分析技術(shù),巖芯分析技術(shù)是通過對巖石芯樣的分析,了解巖石的組成、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和成因等信息;四,地下水位監(jiān)測技術(shù),地下水位監(jiān)測技術(shù)可以通過實時監(jiān)測地下水位的變化,了解地下水的運動規(guī)律和分布情況,從而預(yù)測地下水位的變化趨勢,為抽水蓄能電站的建設(shè)提供重要依據(jù)[4]??傊?,在抽水蓄能電站的勘測設(shè)計中,水文地質(zhì)勘測技術(shù)是非常重要的,可以幫助工程師全面了解地質(zhì)情況,為電站的建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

        3.2 水能資源評估技術(shù)

        水能資源評估技術(shù)是抽水蓄能電站勘測設(shè)計中的重要環(huán)節(jié),通過對建設(shè)現(xiàn)場的水文條件、水資源條件、水能條件等方面進行分析評估,從而進一步確定電站的規(guī)模、發(fā)電量、經(jīng)濟效益等。具體包括以下幾個方面:首先,水文分析,水文分析技術(shù)是通過對水文資料的收集、整理、處理和分析,確定水電站所處流域的水文條件,包括水位、流量、徑流量、降雨等指標,水文分析是評估水能資源的基礎(chǔ),也是抽水蓄能電站勘測設(shè)計中最重要的評估內(nèi)容之一[5]。其次,水資源評估,水資源評估技術(shù)是對水源水量、水質(zhì)、水位等方面進行評估,以確定水電站水源的可靠性和適宜性。水資源評估技術(shù)包括水資源調(diào)查、水質(zhì)監(jiān)測、水位觀測等方面。最后,水能評估,水能評估技術(shù)是通過對水流能量的計算、分析和評價,確定水電站的發(fā)電量和經(jīng)濟效益等指標,其中主要包括水電站水頭、裝機容量、發(fā)電量等方面的計算。

        3.3 機電設(shè)備勘測技術(shù)

        機電勘測技術(shù)包括機械勘測、電氣勘測、自動化勘測以及測量勘測,通過這些技術(shù)可以全面了解設(shè)備的實際工作狀態(tài)和性能,為設(shè)備的維護和運行提供依據(jù)。在實際應(yīng)用過程中,其主要工作內(nèi)容如下:第一,機械勘測技術(shù)主要涉及機械設(shè)備的勘測,如水泵、渦輪發(fā)電機、調(diào)速器等,通過機械勘測技術(shù),可以確定設(shè)備的實際工作狀態(tài)和性能,為設(shè)備維護和運行提供依據(jù)。第二,電氣勘測技術(shù)主要涉及電氣設(shè)備的勘測,如變壓器、開關(guān)柜、電纜等,勘測內(nèi)容包括設(shè)備的電氣參數(shù)、電氣連接情況、運行狀態(tài)等。通過電氣勘測技術(shù),可以確定電氣設(shè)備的實際工作狀態(tài)和性能,為設(shè)備的維護和運行提供依據(jù)[6]。第三,自動化勘測技術(shù)主要涉及抽水蓄能電站的自動化系統(tǒng),包括控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等,勘測內(nèi)容包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)參數(shù)、運行狀態(tài)等。通過自動化勘測技術(shù),可以確定自動化系統(tǒng)的實際工作狀態(tài)和性能,為系統(tǒng)的維護和運行提供依據(jù)。第四,測量勘測技術(shù)主要涉及勘測設(shè)備的幾何尺寸、位置、姿態(tài)等參數(shù)的測量,測量內(nèi)容包括設(shè)備的尺寸、形狀、位置、角度等,通過測量勘測技術(shù),可以確定設(shè)備的幾何形態(tài)和位置,為設(shè)備的安裝和調(diào)試提供依據(jù)。

        3.4 土力學(xué)勘測技術(shù)分析

        在抽水蓄能電站勘測技術(shù)中,土力學(xué)勘測技術(shù)是重要的組成部分,其通過對現(xiàn)場進行地質(zhì)勘察、巖土力學(xué)實驗和地震地質(zhì)勘測等一系列勘測,全面掌握工程所處的地質(zhì)情況、巖土材料和力學(xué)特性,從而確保抽水蓄能電站的安全穩(wěn)定運行。首先,地質(zhì)勘察是對地下地質(zhì)情況進行全面的調(diào)查和分析,以確定建設(shè)工程的地質(zhì)條件和特點,地質(zhì)勘察內(nèi)容包括地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)巖性、地下水位、巖土層厚度、地質(zhì)構(gòu)造的活動程度等。通過地質(zhì)勘察技術(shù),可以了解工程地質(zhì)條件,為后續(xù)巖土工程設(shè)計和建設(shè)提供依據(jù)。其次,巖土力學(xué)試驗是通過實驗手段研究巖土材料的物理力學(xué)性質(zhì)和力學(xué)特性的科學(xué)技術(shù),巖土力學(xué)試驗內(nèi)容包括巖土的物理性質(zhì)、強度、變形特性、穩(wěn)定性等。通過巖土力學(xué)試驗,可以了解巖土材料的力學(xué)性質(zhì)和特性,為后續(xù)的巖土工程設(shè)計和建設(shè)提供依據(jù)。再次,地震地質(zhì)勘測是對地震活動的影響進行調(diào)查和研究的科學(xué)技術(shù),地震地質(zhì)勘測內(nèi)容包括地震活動歷史、地震地質(zhì)構(gòu)造、斷層分布情況、地震烈度等。通過地震地質(zhì)勘測,可以了解工程所處地地震活動區(qū)域的地震危險性和風險程度,為后續(xù)的巖土工程設(shè)計和建設(shè)提供依據(jù)。

        3.5 安全評估和風險分析

        在抽水蓄能電站的勘測設(shè)計中,安全評估分析和風險分析是必要的。這些分析旨在評估電站在設(shè)計、建設(shè)和運營過程中可能面臨的安全問題和風險,并提供控制和管理這些問題和風險的方法和策略。安全評估分析主要關(guān)注電站的結(jié)構(gòu)和設(shè)備,以確定是否滿足安全標準和法律要求。在這個過程中,需要進行結(jié)構(gòu)安全評估、電氣安全評估、機械安全評估、火災(zāi)安全評估等多方面的評估,以確保電站在建設(shè)和運營過程中安全可靠。風險分析主要關(guān)注電站可能面臨的風險和安全事件,以評估這些風險的概率和影響,并提供控制和管理這些風險的措施。在這個過程中,需要進行風險識別、風險評估和風險管理等多個方面的分析??傮w而言,安全評估分析和風險分析是抽水蓄能電站勘測設(shè)計中非常重要的環(huán)節(jié)。通過這些分析,可以發(fā)現(xiàn)電站可能存在的安全隱患和風險,并提供針對性的解決方案,保障電站的安全運營[7]。同時,這些分析也有助于完善電站的設(shè)計和建設(shè)方案,提高電站的安全性和可靠性,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

        4 結(jié)束語

        綜上所述,抽水蓄能電站是一種重要的可再生能源儲能技術(shù),具有儲能量大、響應(yīng)速度快、壽命長、可靠性高等優(yōu)點。抽水蓄能電站的勘測設(shè)計是抽水蓄能電站建設(shè)中最為重要的環(huán)節(jié)之一,它涉及抽水蓄能電站的運行效率、安全可靠性和經(jīng)濟性等多個方面。在實際建設(shè)過程中,相關(guān)單位要充分認識到抽水蓄能電站勘測設(shè)計的重要作用,針對水文地質(zhì)勘測技術(shù)、水能資源評估、機電設(shè)備勘測技術(shù)、土力學(xué)勘測技術(shù)、安全評估分析和風險分析等幾個方面進行詳盡的了解,以便能夠更好的應(yīng)用到實際工作中,從而實現(xiàn)不斷提升抽水蓄能電站的建設(shè)質(zhì)量。

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