利用橡胶坝提高引水式电站发电效益

简介：在固定坝顶上增设橡胶坝，可以提高引水式电站的调蓄能力，在不减小发电水头的情况下，可以有用削减上游洪灾损失。
关头字：橡胶坝　引水式电站　发电效益
　　近几年河南省很多地方电力部门都对小水电站的上网有分歧水平的限制，大都在天天的用电高峰期(多为白天)允许上网发电，用电低谷期(多为晚上)限制上网。我省小水电站年夜部门是没有调理能力的引水式电站，由于上网遭到这一限制，致使用电低谷期来水白白流失，直接影响发电效益，我省很多河流季节性较强，且枯水期较长，在枯水期由于引水流量较小，使水轮发机电组长时间低效率运行，有时甚至由于流量太小而没法发电。

　　另外，有的引水式电站由于遭到渠首上游洪水淹没的影响，使渠首坝坝顶高程被迫下降，造成电站设计水头减小，从而直接影响电站出力与效益。出格是在年夜流量、中低水头的电站中，由于水头的少许减小就会使电站出力年夜年夜削减，从而影响电站效益。

　　经由过程对我省引水式电站的设计索求，我们发现，可以经由过程在传统固定式渠首坝坝顶增设橡胶坝的形式来较好地解决上述问题，提高电站发电效益。

1　调蓄水量增加电站发电量

　　曩昔我省设计的引水式电站渠首拦河坝，年夜都采用重力坝、连拱支墩坝等几种溢流坝型式。而这些坝由于出地面很低，一般不跨越10m，库容很小，一场洪水就能够淤平。这类坝只能起抬高水头的作用，而没有调蓄能力，当电力系统压负荷或河流流量太小而没法发电时，来水只能白白流失。

　　我省西峡县是电力系统压负荷情况比力严重的一个县，一般在夜晚11时到第二天7时限制当地电站上网发电。莎草沟水电站是该县境内老灌河上的第十二级电站，由于遭到上网时段的限制，同时由于老灌河季节性出格强，枯水期较长，所以若是没有调理能力，就会泛起夜间水量白白流失，而在枯水期时白天由于流量不足却没法满发的现象。针对这类情况我们对以下两种坝型的建设方案进行了比力：方案一为连拱支墩坝，电站设计水头41m，设计流量13.2m3/s，装机容量(2×1600 1250)=4450kW；方案二建设较低连拱支墩坝，在其上筑橡胶坝，使橡胶坝坝顶高程同方案一坝顶高程，引水闸后设计水位与橡胶坝坝底高程一致。凭据当地天天限制上网8个小时和本电站设计流量13.2m3/s计较出所需库容，连系橡胶坝技术条件，我们肯定橡胶坝坝高为2m，哄骗这2m橡胶坝的调蓄能力，可以在晚上蓄水，用于白天发电。该方案设计水头39m，设计流量13.2m/s，装机容量(2×1600 1000)=4200kW。

　　虽然方案二例如案一的水头减小了2m，但按平均天天发电16个小时计较，方案一多年平均发电量仅为1014万kW·h，而方案二却到达1185万kW·h，例如案一多出171万kW·h，而总投资仅增加了46万元，增加的这部门每单元电能投资仅为0.27元/kW·h，效益很是显著，若是斟酌以后实行的峰谷电价差，效益将加倍显著。

2　抬高水头削减洪水淹没损失

　　年夜多引水式电站引几千米渠道仅能集十几米水头，很是不容易，渠道投资也较年夜。为了增加水头，一般都要尽量抬高渠首坝坝顶高程。但若是抬高固定式坝的坝顶高程，则往往会造成洪水期上游淹没太年夜，投资增加过量而没法实施，甚至因上游村镇会受洪水淹没而不能不抛却一部门水头。

　　随着橡胶坝的普遍运用，我们发现将橡胶坝建在传统固定坝上，可以较好地解决这一矛盾。首先以知足上游防洪要求为原则肯定固定坝的坝顶高程(橡胶坝基座高程)，然后以橡胶坝完全立坝正常挡水时不淹没上游耕地和村镇为尺度，肯定橡胶坝坝顶高程，使引水闸后渠道设计水位与橡胶坝坝顶高程一致。日常平凡橡胶坝立坝挡水发电，在洪水光降时塌坝泄洪、冲砂。由于洪水发生时间一般较短，且水位较高，塌坝将不会对发电引水造成影响。这样，橡胶坝的运用提高了电站的设计水头，使电站装机容量和发电量年夜年夜增加，而投资却增加不多，经济效益很是显著，该方案适用于设计流量较年夜引水式电站。如我省嵩县的前河电站就是在渠首连拱支墩坝上增设橡胶坝，削减了上游洪水淹没，抬高了水头，增加了发电量。

　　总之，随着国家电力体系体例改造、峰谷电价差的慢慢实施，毫无调理能力的引水式电站将在市场竞争中处于晦气地位。在这类情况下，橡胶坝在我国小水电工程中的运用就具有更年夜的现实性和迫切性。