［葡萄牙］F.B.特謝拉等

葡萄牙EDP水電發(fā)展計劃

［葡萄牙］F.B.特謝拉等

摘要:葡萄牙電力集團(EDP)管理的電站跨13個國家，總裝機23.5 GW，其中水電裝機7.6 GW。2007年，EDP計劃在葡萄牙實施一項水電計劃，其中有5個擴建項目和4個新建項目。整個計劃包括修建7座大壩、11座廠房，安裝17臺機組，其中11臺為可逆式。闡述了葡萄牙水電發(fā)展的戰(zhàn)略意義，以及EDP水電發(fā)展計劃的依據(jù)，并對各個項目做了簡要介紹。

關(guān)鍵詞:水電資源開發(fā)規(guī)劃;電力擴容;葡萄牙

在葡萄牙，水力發(fā)電占據(jù)著特別重要的地位，主要取決于下列因素:

(1)風(fēng)力發(fā)電的增長點在于用電非高峰時段風(fēng)電的存儲問題;

(2)減少CO2排放量的需要;

(3)更多應(yīng)急備用水源的需要;

(4)更大儲水量的需要;

(5)防洪和消防的需求;

(6)增加就業(yè)機會和減少外部赤字的經(jīng)濟優(yōu)勢。

1　EDP發(fā)展計劃的依據(jù)

發(fā)展計劃啟動之前，葡萄牙水電裝機容量低于歐洲其他幾個國家，只占總蘊藏量的46%。增長的驅(qū)動力有:

(1)與西班牙電力互聯(lián)并網(wǎng)能力增加兩倍，為電力交換創(chuàng)造了更好的條件;

(2)伊比利亞電力市場(MIBEL)的補償，擴大了電力市場;

(3)國家制定的再生能源目標(biāo)占主要能源的比例;

(4)石油、煤炭和CO2價格持續(xù)波動;

(5)風(fēng)力發(fā)電的增長導(dǎo)致水電增值。

2　各項目主要特點

EDP已經(jīng)將9個水電項目列為開發(fā)計劃:

(1) 3個電力擴容項目:皮科蒂(Picote)二期工程和本波斯塔(Bemposta)二期工程(2011年末交付使用)，以及阿爾克瓦(Alqueva)二期工程(2012年12月交付使用) ;

(2) 3座新水電站:拜舒薩博(Baixo Sabor)水電站和里貝拉迪歐－埃爾米達(dá)(Ribeiradio－Ermida)水電站(于2014年年底交付使用)，以及福斯圖阿(Foz Tua)水電站(預(yù)計于2016年交付使用) ;

(3)另外兩個電力擴容項目:新文達(dá)(Venda Nova)三期工程和薩拉蒙德(Salamonde)二期工程(預(yù)計于2015年交付使用) ;

(4)一個新項目:弗里達(dá)奧(Fridao)工程(計劃于2016年開工建設(shè))。

這些項目將使水電裝機容量增加2 407 MW，年均發(fā)電量增加約4 100 GW·h。

2.1皮科蒂(二期)擴建工程

皮科蒂水電站位于葡萄牙東北部杜羅(Douro)河跨國河段上，原設(shè)計包括100 m高的雙曲拱壩和裝有3臺65 MW機組的廠房，1958年投入運行。

擴建的主要目的是增加原水電站的發(fā)電量，充分利用因水庫庫容小、原機組裝機小而被舍棄的水流進(jìn)行發(fā)電。

該項目包括修建一條地下壓力水道和一座安裝有246 MW混流式機組的地下廠房，平均年份，增加發(fā)電量239 GW·h，比原發(fā)電量增加30%，相當(dāng)于每年減少CO2排放量12.2萬t。

新壓力水道包括位于大壩上游120 m處的進(jìn)水口、引水隧洞以及尾水隧洞。引水隧洞長300 m、寬7.1 m、混凝土襯砌，尾水隧洞長150 m、直徑11.3 m、混凝土襯砌。出水口位于大壩下游120 m處。

在巖體中開挖的兩個新廠房洞室深150 m，距離原廠房85 m。主洞室長68 m，寬23 m，最大高度58 m，最低高度23.5 m，安裝一臺最大流量為400 m3/s的混流式水輪機和一臺額定功率為273 MVA的發(fā)電機。另一個洞室，規(guī)格為15 m×19 m，容納278 MVA主變壓器。

2.2本波斯塔二期工程擴建

本波斯塔水電站位于杜羅河上，皮科蒂水電站下游。原水電站1964年開始運行，空腹重力拱壩高87 m，廠房安裝3臺80 MW發(fā)電機組。擴容的主要目的是在天然大流量時段增加發(fā)電量，減少對上游水電站運行調(diào)度的依賴。

該項目包括新建一條地下壓力水道和一座安裝有191 MW混流式機組的豎井式廠房，平均年份比原水電站增加134 GW·h的發(fā)電量，年均發(fā)電量比原來提高15%，相當(dāng)于每年減少CO2排放量6.7萬t。

新建壓力水道包括上游引水渠道、進(jìn)水口、引水隧洞和尾水隧洞。引水隧洞長400 m，寬10.5 m，混凝土襯砌。尾水隧洞長40 m，橫斷面呈不規(guī)則矩形，混凝土襯砌，等寬12.6 m，最大高度15 m，最小高度7.4 m，出口在阿爾德阿達(dá)維拉(Aldeadavila)水庫下游，開挖的一條長1 400 m、寬40 m的下游渠道與之相接。

豎井式廠房包括400 m2地下附屬廠房和高70 m、直徑19 m的混凝土襯砌豎井，廠房內(nèi)安裝機組與指揮控制設(shè)備?；炝魇剿啓C組最大過流量323 m3/s，直接耦合額定視在功率為212 MVA的同步豎軸發(fā)電機。新舊兩座廠房有通道相連。

2.3阿爾克瓦二期工程擴建

阿爾克瓦綜合利用工程建在葡萄牙東南部的瓜迪亞納(Guadiana)河上，原水電站于2004年投入運行，包括一座高96 m的雙曲拱壩和裝配有兩臺128 MW機組的壩后式廠房。擴建的主要目的是獲取阿爾克瓦大型水庫和下游佩德羅岡(Pedrogao)水庫聯(lián)合調(diào)度的綜合效益，抽水與發(fā)電每周循環(huán)。

該項目包括新建地下壓力水道和安裝配有兩個128 MW可逆式機組的地面廠房。平均每年新增381 GW·h發(fā)電量，年均發(fā)電量增加89%，年發(fā)電量達(dá)到了509 GW·h，相當(dāng)于每年減少二氧化碳排放量23.5萬t。

新建壓力水道包括，位于阿爾克瓦水庫的進(jìn)水口，以及兩條長分別為360 m和386 m、直徑8.5 m、混凝土襯砌的獨立的引水隧洞。廠房下游設(shè)計兩條10 m×15 m的尾水隧洞，U型出水口側(cè)墻最大高度27 m、最小高度17 m。

壩后式廠房高52 m、長80 m、寬40 m，安裝兩臺混流式水泵水輪機，設(shè)計最大流量200 m3/s，發(fā)電機視在額定功率143 MVA。

2.4拜舒薩博電站

拜舒薩博電站位于葡萄牙東北部杜羅河支流薩博河下游，這是由于繼環(huán)境原因而拆除福斯科阿(Foz Coa)電站后，在杜羅河上游進(jìn)行水、能戰(zhàn)略儲備的一理想的替代方案。該項目由兩座梯級電站組成，新建的兩座大壩和兩座廠房分別位于薩博河與杜羅河交匯處上游12.6 km和3 km。可逆式機組總裝機172 MW，年均發(fā)電量將達(dá)到460 GW·h，相當(dāng)于每年減少二氧化碳排放量103.7萬t。

上游梯級正常運行庫容為6.42億m3，儲水量2.4 億m3?；炷凉皦胃?23 m，長505 m。壩上閘控表孔自流式溢洪道，設(shè)計下泄流量5 000 m3/s，下游設(shè)跌水池。壓力水道包括進(jìn)水口，兩條內(nèi)徑5.7 m混凝土襯砌的引水隧洞，長分別為242 m和331 m。廠房兩臺71 MW可逆混流式水輪機組，分別安裝在高79 m、直徑11.5 m的豎井內(nèi)，在豎井頂部進(jìn)行設(shè)備的吊運、安裝、調(diào)配，并建有指揮中心。

下游梯級混凝土重力壩高45 m、長315 m，閘控表孔泄洪閘設(shè)計流量同樣為5 000 m3/s，戽斗式消力池。壓力水道包括進(jìn)水口以及與之相接的兩條獨立的混凝土襯砌的引水隧洞，長分別為110 m和121 m，直徑4.2 m，通向廠房。下游梯級廠房為半地下式，地下室中進(jìn)行設(shè)備的吊運與裝配。兩條內(nèi)徑22 m的混凝土襯砌豎井中，分別安裝了一臺19.1 MW的可逆混流式水輪機。

2.5里貝拉迪歐－埃爾米達(dá)水電站

里貝拉迪歐－埃爾米達(dá)水電站位于葡萄牙北部的沃加(Vouga)河上，包括里貝拉迪歐和埃爾米達(dá)兩個梯級，每個梯級都由一座大壩和一座廠房組成，總裝機81 MW。其作用是調(diào)節(jié)來水和發(fā)電。平均每年發(fā)電量將達(dá)到139 GW·h，相當(dāng)于每年減少CO2排放量7萬t。

上游梯級里貝拉迪歐水電站包括一座混凝土重力壩，壩高74 m、長262 m。大壩溢洪道設(shè)3個閘控溢洪道，設(shè)計總下泄流量2 750 m3/s。地下壓力水道從大壩上游進(jìn)水口引水，引水隧洞直徑5.6 m、長210 m，混凝土襯砌。極短的尾水洞與長42 m的尾水渠相接。直徑22 m的混凝土襯砌的豎井式廠房深35 m，位于大壩下游110 m處，安裝一臺74 MW混流式水輪機，最大流量125 m3/s。豎井上方用于42 m×22 m設(shè)備的卸載和建筑物的建設(shè)。

埃爾米達(dá)水電站位于里貝拉迪歐水電站下游4 km處，混凝土重力壩高35 m、長175 m，55 m寬的開敞式溢洪道設(shè)計下泄流量2 750 m3/s。水庫調(diào)節(jié)里貝拉迪歐水電站產(chǎn)生的渦流，使下游埃爾米達(dá)水電站流量變化最小。廠房安裝兩臺3.5 MW的S型機組，過水流量25 m3/s。

2.6新文達(dá)三期工程2次擴建

新文達(dá)水電站位于葡萄牙北部的拉巴高(Rabagao)河上，于1951年建成并投入運行，重力拱壩高97 m，廠房安裝3臺30 MW沖擊式水輪機組。在第1期擴建中，新建了壓力水道和廠房，廠房安裝了兩臺97 MW可逆式混流式水輪機，已于2005交付運行。目前正在實施第2次擴建，其目的是從風(fēng)電增加的發(fā)電量和峰荷電力中獲益。

該項目包括洞室廠房、若干豎井和長9 km的隧洞。兩臺378 MW異步可變速混流式水泵水輪機，年均發(fā)電量將達(dá)到1 441 GW·h，相當(dāng)于每年可減少CO2排放量100萬t。

壓力水道從新文達(dá)水庫取水，半圓形無襯砌引水隧洞直徑12 m、長2 840 m。廠房后的無襯砌尾水隧洞長1 380 m，與引水隧洞斷面相同，將尾水排入薩拉蒙德水庫。壓力水道還包括以下幾個方面:

(1)上游調(diào)壓室位于廠房上游390 m處，由高78 m、直徑13 m的混凝土襯砌的調(diào)壓井、低進(jìn)水室和擴容水庫組成;兩條無襯砌豎井(直徑5.4 m、深360 m)將調(diào)壓室連接到引水隧洞。

(2)下游調(diào)壓室與尾水洞相接，位于機組軸線下游95 m處，包括直徑13 m、高95 m的襯砌豎井和一條近似水平的、作為擴大室的隧洞。

廠房洞室長150 m，上覆巖體厚400 m，分為主洞室和變壓器洞室。主洞室22 m×101 m，最大高度55 m，可容納兩臺機組和指揮控制設(shè)備、球形閥。變壓器洞室(19.6 m×50 m，最大高度20 m)安置變壓器及相關(guān)電氣設(shè)備。

低壓尾水洞保護門安裝在專用的下游室，位于平行于廠房洞室的隧洞中。

兩臺異步可變速機組可以控制每臺機組在泵水模式下功率達(dá)到90 MW，使得新文達(dá)三期工程可以向電網(wǎng)提供輔助性電力服務(wù)。

2.7薩拉蒙德二期工程擴建

薩拉蒙德水電站位于葡萄牙北部的卡瓦多(Cavado)河上，新文達(dá)水電站下游，于1953年交付使用。雙曲薄拱壩高75 m，廠房安裝兩臺21 MW的混流式機組。薩拉蒙德水電站的擴建將優(yōu)化擴建的文達(dá)水電站的運行，提高卡瓦多河梯級水電價值。

該項目包括新建地下壓力水道和地下廠房洞室，洞室安裝了一臺207 MW可逆混流式機組。年均發(fā)電量將達(dá)到386 GW·h，增幅達(dá)158%，相當(dāng)于每年減少CO2排放量32.6萬t。

壓力水道包括位于大壩上游薩拉蒙德水庫的進(jìn)水口，一條直徑8.2 m、長200 m的混凝土襯砌的引水隧洞和豎井。廠房后長100 m的過渡隧洞與高50 m、直徑11.5 m的圓柱形調(diào)壓室相接，調(diào)壓室與長2 km、直徑11.5 m的無襯砌尾水隧洞由另一條過渡隧洞相連，尾水排入卡尼卡達(dá)(Canicada)水庫。為了給水泵水輪機創(chuàng)造合適的運行條件，需要開挖出水口外的河床。位于壓力水道上游的廠房洞室長66 m、寬27 m，主洞底板埋深約175 m。露天變電站安裝250 MVA、400 kV變壓器。

2.8福斯圖阿工程

福斯圖阿水電站位于葡萄牙東北部的圖阿(Tua)河上，緊臨圖阿河入杜羅河口。工程包括一座混凝土雙曲拱壩和一座豎井式廠房，廠房內(nèi)配置有兩臺130 MW混流可逆式機組。其主要目的是增加發(fā)電量并從風(fēng)力發(fā)電增量中獲益。年均發(fā)電量667 GW·h，相當(dāng)于每年減少CO2排放量58.5萬t。

最大壩高108 m，壩頂長275 m，大壩中部設(shè)閘控表孔自流式溢洪道，設(shè)計下泄流量5 500 m3/s，4扇寬15.7 m的閘門，下游設(shè)消力池。水庫正常運行庫容6 900萬m3。地下壓力水道長700 m，進(jìn)水口位于大壩上游100 m處，兩條引水隧洞直徑7.5 m，長分別為580 m和630 m，混凝土襯砌。兩條混凝土襯砌尾水隧洞，長83 m和103 m，從廠房通到雷瓜(Regua)水庫，庫邊設(shè)出水口建筑物。在下游河床處開挖了一長600 m、寬55 m的渠道，以方便抽水。地下廠房由兩個25 m×16 m的混凝土襯砌豎井組成，在不同高程設(shè)有連接通道，頂部設(shè)有21 m×75 m的地下安裝室。

2.9弗里達(dá)奧工程

弗里達(dá)奧水電站位于北部杜羅河右岸支流塔麥加(Tamega)河上。主壩為混凝土拱壩，高98 m，下游4 km處建了一高30 m的混凝土重力壩。地下豎井式廠房安裝一臺238 MW混流式機組，設(shè)計過水流量350 m3/s，年均發(fā)電量295 GW·h，相當(dāng)于每年減少CO2排放量10萬t。

主壩壩頂長300 m，壩體中部設(shè)閘控表孔自流式溢洪道，設(shè)計下泄流量4 000 m3/s，下游設(shè)消力池。地下壓力水道長度不足400 m，包括進(jìn)水口、引水隧洞、廠房和出水口。引水隧洞長235 m，直徑10.5 m，混凝土襯砌。地下廠房位于大壩下游180 m處，廠房型式為32 m×25 m混凝土襯砌的橢圓形豎井，頂部設(shè)了一35 m×66 m的裝配車間。豎井總高度71 m。裝配車間、控制室和小型開關(guān)站均布置于同一平臺。

位于主壩下游4.2 km處的混凝土重力壩，最大壩高34 m，壩頂長152 m，設(shè)有閘控表孔溢洪道，設(shè)計流量4 100 m3/s。

下游大壩起調(diào)節(jié)高渦流的作用，壩址處渦流水位比常態(tài)水位高6倍，大壩的修建可以確保水流條件適合下游河谷土地利用與村民居住。

3　結(jié)語

在世紀(jì)之交，由于風(fēng)力發(fā)電的顯著增加、葡萄牙可再生能源發(fā)電的目標(biāo)、減少國家對能源進(jìn)口依賴的需求，以及拓寬就業(yè)渠道，EDP正在葡萄牙開展一項宏大的水電工程的設(shè)計和施工計劃。

該計劃的50%已經(jīng)完成: 3項擴建項目已經(jīng)運行投產(chǎn)，其他5個項目處于不同的實施階段，最后一個項目計劃于2016年開工。到2021年，項目實施完成后，公司的裝機容量將增加2 407 MW，年均發(fā)電量將增加4 100 GW·h。

(黃麗瑾馬貴生編譯)

收稿日期:2015-06-05

文章編號:1006-0081(2015) 10-0003-04

中圖法分類號:TV212.522

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A