團(tuán)灘河水庫電站工程任務(wù)和規(guī)模設(shè)計方案

團(tuán)灘河水庫電站工程任務(wù)和規(guī)模設(shè)計方案1.1工程開發(fā)任務(wù)團(tuán)灘河為山區(qū)性河流，岸坡較陡，河段兩岸人煙稀少，農(nóng)田灌溉和居民生活用水多取自兩岸匯入團(tuán)灘河的溪溝或小型渠堰，無向干流取水要求。河道沿岸無集鎮(zhèn)，亦無大、中型工礦企業(yè)，無防洪和工業(yè)供水要求。團(tuán)灘河坡陡流急，跌坎深潭交替，無漂木、通航要求，因此，團(tuán)灘河（水庫）電站工程的開發(fā)任務(wù)主要為發(fā)電，兼有旅游和養(yǎng)殖等綜合利用效益。1.2水利和動能1.2.1正常蓄水位的選擇團(tuán)灘河一級電站水庫位于重慶市云陽縣境內(nèi)團(tuán)灘河上。由于近年來當(dāng)?shù)卣罅ν茝V退耕還林，庫區(qū)人煙、耕地稀少，沿岸居民居住位置較高，原淹沒控制點云陽縣向陽鄉(xiāng)鐵礦村西牛煤廠與向陽火電廠高程分別為554m與557m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水庫擬開發(fā)的正常水位，因此淹沒上無重大制約因素，根據(jù)地勘報告，該河段具備建高壩條件，但在右壩肩484.00m高程處有一天然埡口，因此本工程正常蓄水位應(yīng)定于484.00m以下。由于團(tuán)灘河水庫為團(tuán)灘河梯級開發(fā)的龍頭水庫，為提高整個流域的綜合發(fā)電效益，保證電網(wǎng)供電質(zhì)量，本階段考慮水庫正常蓄水位下限為保持年調(diào)節(jié)性能，在此基礎(chǔ)上擬定了476m、478m、480m、482m共4個正常蓄水位方案進(jìn)行動能經(jīng)濟(jì)比較。各方案死水位按“混合式開發(fā)水庫電站死水位為壩所集中的最大水頭的40%”原則選取，死水位下限為滿足泥沙淤積高程和水工取水口布置要求，在方案比較中按照“一致性”原則采用消落深度和最大水頭同一比值推算各正常蓄水位對應(yīng)的不同死水位。電站裝機(jī)容量按照重慶市目前建成的年調(diào)節(jié)性能以上電站分析，考慮其年利用小時在3000～3500h左右，擬定其裝機(jī)容量為2×5000kw1.2.2死水位的選擇團(tuán)灘河（水庫）電站的開發(fā)任務(wù)是發(fā)電，故死水位的下限是滿足泥沙淤積高程和水工取水口布置要求。根據(jù)泥沙分析，水庫運(yùn)行30年，水庫壩前淤積高程為445m，根據(jù)水工要求淹沒水深及取水口布置，本階段擬定了449m、451m、453m、455m、457m五個死水位進(jìn)行比較。（1）從能量指標(biāo)分析，隨著死水位的抬高，加權(quán)平均水頭增加，方案的年發(fā)電量也增加，各方案年發(fā)電量分別為3073萬kw.h、3091萬kw.h、3108萬kw.h、3112萬kw.h、3115萬kw.h，年發(fā)電量的增量分別為18萬kw.h、17萬kw.h、4萬kw.h、3萬kw.h，年發(fā)電量的增量逐漸減少。同時隨著死水位的抬高，死庫容增加，調(diào)節(jié)庫容減少，調(diào)節(jié)流量也減小，保證出力和枯期發(fā)電量也相應(yīng)減小。從能量指標(biāo)變化速度看，死水位在453m時年發(fā)電量的增量出現(xiàn)相對明顯的變緩趨勢。死水位越高，枯期發(fā)電量的減小量越大，不利于發(fā)揮其在電網(wǎng)中的調(diào)節(jié)作用。（2）從投資角度來看，隨著水庫死水位的抬高，取水口、閘門、調(diào)壓井等的工程量都會相應(yīng)減小，工程總投資也會相應(yīng)降低。因此，死水位越高，水庫總投資越省。綜上所述，考慮既兼顧電站多發(fā)電，又盡可能提高電站的調(diào)節(jié)能力，獲得較多的枯期電量，在電網(wǎng)中起到一定的調(diào)峰、調(diào)頻作用，同時節(jié)省投資，本階段選擇死水位為453m，相應(yīng)死庫容452萬m3，占正常蓄水位以下庫容的28.27%。1.2.3裝機(jī)容量的選擇一級電站電（1）一級電站①從裝機(jī)容量與發(fā)電量關(guān)系看，一級電站裝機(jī)容量增加，年電量亦增加，電站從9000kw增至10000kw，電量增加114萬kw.h，每單位補(bǔ)充裝機(jī)所得到電量1140kw.h；從10000kw增至1100kw，增加電量74萬kw.h，每單位補(bǔ)充裝機(jī)所得到電量740kw.h，呈下降趨勢。②從投資比較來看，裝機(jī)增大，投資增加，而單位千瓦投資減小。從增量效益來看，電站裝機(jī)從9000kw方案到10000kw方案，投資增加423.60萬元，增加電量114萬kw.h，補(bǔ)充電能投資3.716元/kw.h；電站裝機(jī)從10000kw方案到11000kw方案，投資增加529.5萬元，而增加的電量僅74萬kw.h，補(bǔ)充電能投資達(dá)7.155元/kw.h，增量效益明顯下降。③從水量利用率來看，電站裝機(jī)從9000kw方案到10000kw方案水量利用率增幅較大，為3.21%；從10000kw方案到11000kw方案，水量利用率有所提高，但幅度較小，僅1.93%。④從電站年利用小時來看，由于本工程具年調(diào)節(jié)性能，能起到一定的調(diào)峰作用，則年利用小時在3000～3500小時較為適宜，裝機(jī)11000kw方案年利用小時為2893h，明顯偏低；9000kw方案與10000kw方案年利用小時均滿足要求，其中9000kw方案年利用小時最高，對機(jī)組磨損較大，維護(hù)費(fèi)用高而電量少，10000kw方案年利用小時居中。綜上所述，10000kw方案裝機(jī)利用小時合理，發(fā)電量較高，單位千瓦投資投資居中，水量利用率較高。因此，結(jié)合地方實際情況，并經(jīng)征求工程業(yè)主意見，推薦裝機(jī)為10000kw，(2)二級電站①從裝機(jī)容量與發(fā)電量關(guān)系看，二級電站裝機(jī)容量增加，年電量亦增加，電站從13000kw增至15000kw，電量增加264萬kw.h，每單位補(bǔ)充裝機(jī)所得到電量1320kw.h；從15000kw增至17000kw，增加電量174萬kw.h，每單位補(bǔ)充裝機(jī)所得到電量870kw.h，單位補(bǔ)充電量呈下降趨勢。②從投資比較來看，裝機(jī)增大，投資增加，而單位千瓦投資減小。從增量效益來看，電站裝機(jī)從13000kw方案到15000kw方案，投資增加428.18萬元，增加電量264萬kw.h，補(bǔ)充電能投資1.622元/kw.h；電站裝機(jī)從15000kw方案到17000方案，投資增加535.23萬元，而增加的電量僅174萬kw.h，補(bǔ)充電能投資達(dá)3.076元/kw.h，增量效益明顯下降。③從電站年利用小時來看，由于電站上游的團(tuán)灘河水庫具有年調(diào)節(jié)性能，能起到一定的調(diào)峰作用，一級電站發(fā)電年利用小時為3108h，則二級電站發(fā)電年利用小時應(yīng)在3200左右，才能與一級電站相匹配。綜上所述，15000kw方案裝機(jī)利用小時合理，發(fā)電量較高，單位千瓦投資投資居中。因此，結(jié)合地方實際情況，并經(jīng)征求工程業(yè)主意見，推薦裝機(jī)為15000kw。1.2.4額定水頭選擇（1）一級電站一級電站最大水頭133.00m，最小水頭106.00m，加權(quán)平均水頭123.85m。綜合容量、電量利用，水頭保證率、枯水期容量利用及工程投資等多方面因素分析，推薦一級電站機(jī)組的額定水頭為123.85m。（2）二級電站二級電站為徑流引水式電站，與一級電站尾水銜接，其前池最高水位為333.71m，正常水位333.02m，最大水頭145.58m，最小水頭142.94m?？紤]到本電站無調(diào)節(jié)性能，額定水頭按汛期滿發(fā)臨界水頭確定為144m。1.3運(yùn)行方式及能量指標(biāo)1.3.1水庫及電站主要特征參數(shù)（1）一級電站一級電站水庫正常蓄水位480.00m，相應(yīng)庫容1598萬m3；死水位453.00m，死庫容452萬m3，相應(yīng)調(diào)節(jié)庫容1146萬m3，庫容系數(shù)9.5%，水庫具有年調(diào)節(jié)性能，