【新闻】湖北钟祥抽水蓄能电站项目获核准批复 赋能鄂中电网调节能力升级

2025-04-30

近日,湖北省发展和改革委员会正式核准湖北钟祥抽水蓄能电站项目。该项目作为《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》“十四五”重点实施项目,总装机容量120万千瓦,总投资81.6亿元(不含送出工程),建设周期78个月,预计年发电量17.59亿千瓦时,年抽水电量23.46亿千瓦时,综合循环效率75%,每年可减少二氧化碳排放89万吨,对提升鄂中地区电网调峰能力、保障新能源高效消纳具有重要战略意义。

核准批复关键节点与工程定位
湖北钟祥抽水蓄能电站项目历经三年前期论证,于2022年9月通过预可行性研究报告审查,2023年11月取得生态环境部环境影响报告书批复(环审〔2023〕187号),2024年6月完成建设用地预审(自然资预审字〔2024〕63号),2025年4月28日正式获得项目核准批复(鄂发改审批〔2025〕127号)。工程选址荆门市钟祥市冷水镇孔艾村,距武汉市直线距离190公里,距荆门西500千伏变电站35公里,距钟祥市负荷中心16公里,地理位置处于鄂中电网枢纽位置。枢纽工程由上水库、下水库、输水系统、地下厂房及地面开关站组成,设计最大水头553米,额定水头515米,调节库容633万立方米,日调节能力4小时。

工程地质与枢纽布局
工程区位于扬子准地台江汉盆地北缘,基岩为寒武系石龙洞组白云岩,岩体饱和抗压强度98MPa,变形模量25GPa,渗透系数1.2×10⁻⁶cm/s。地下厂房顶拱埋深280米,围岩完整性系数0.68,RQD值82%,属Ⅱ类围岩,采用系统锚杆(Φ28@1.2m×1.2m)与预应力锚索(1500kN@2.5m×2.5m)组合支护方案,设计允许变形量12mm。

上水库位于安家垴山顶洼地,采用沥青混凝土面板堆石坝结构,最大坝高67米,坝顶长度317米,填筑量256万立方米,正常蓄水位197米,死水位174米,总库容774万立方米,调节库容633万立方米,库盆开挖量185万立方米,边坡坡度1:1.75。下水库利用北山水库扩建,正常蓄水位87.55米,死水位64.4米,总库容2623万立方米,改建混凝土重力坝最大坝高39米,坝顶高程92米,加厚加固混凝土量12.6万立方米。

输水系统采用"一洞两机"布置,总长度2346米,其中引水隧洞长1580米,尾水隧洞长766米,隧洞开挖直径7.5米,衬砌后直径6.8米,采用TBM掘进机施工,刀盘推力3800kN,扭矩4500kN·m,日进尺12-15米。压力钢管采用国产Q550D高强钢,板厚40mm,水压试验压力6.8MPa,焊缝超声波探伤合格率99.3%,磁粉检测Ⅰ级合格率100%。

机电设备技术参数
安装2台单机容量60万千瓦可逆式水泵水轮机,转轮直径4.8米,额定转速375r/min,飞逸转速600r/min,额定水头515米时出力60.3万千瓦,最高效率92.5%,空化系数σ=0.025。发电电动机额定电压18kV,额定容量667MVA,推力轴承负荷3800吨,转子重量850吨,定子铁芯外径8.6米,线电压谐波畸变率≤1.5%。

计算机监控系统采用南瑞继保NARI-5000平台,控制周期80ms,SOE分辨率1ms,通信规约支持IEC 61850 Ed2.0。500kV GIS设备额定电流4000A,额定短路开断电流63kA,雷电冲击耐受电压1550kV,局放量≤5pC。调速器系统调节速率15MW/s,转速死区±0.04%,接力器行程波动≤0.1%。

施工组织与技术控制
施工总布置规划通过BIM技术优化,临时占地面积由原方案111公顷缩减至86公顷,减少耕地占用127亩。混凝土生产系统配置2×4.5m³强制式搅拌楼,小时生产能力540m³,骨料加工系统处理能力800t/h,成品料仓容量12万立方米。

大坝填筑采用智能碾压系统,安装32个振动传感器,实时监控碾压遍数(10-12遍)、行进速度(2-3km/h)、激振力(380kN),压实度控制精度±0.8%。混凝土温控实施"三冷"措施:出机口温度≤12℃(一级制冷),入仓温度≤14℃(二级制冷),通水冷却水温8-10℃(三级制冷),最高温升≤25℃,内外温差≤20℃。

地下厂房开挖采用三台阶法施工,每循环进尺3米,钻孔精度±2cm,单耗炸药0.8kg/m³,超挖量控制在15cm以内。锚杆注浆采用42.5级普通硅酸盐水泥,水灰比0.38,注浆压力0.3-0.5MPa,28天抗拔力≥150kN。

生态环境保护措施
项目环保总投资8301.84万元,其中水保措施投资4200万元,环保设施投资4101.84万元。生态流量保障系统设置三级监控:取水口生态流量阀(DN800电动调节阀)、2座自动测报站(监测溶解氧、pH、浊度、氨氮、总磷、COD₆Cr)、省级环保平台数据直传(5分钟/次)。

污水处理厂设计处理能力1200m³/d,采用"A²O+MBR"工艺,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准,其中TN≤10mg/L,TP≤0.3mg/L。边坡治理实施格构梁护坡12万平方米,锚杆框架梁(Φ25@3m×3m)8.6万延米,喷混植生(厚10cm)58公顷,种植马尾松12万株、刺槐8万丛,植被恢复率91%。

移民安置工程新建84户砖混结构住房,抗震设防烈度7度,配套建设10kV配电线路6.8公里、给水管网4.2公里、污水处理站(50m³/d)1座。文物保护专项对清代引水渠实施三维激光扫描(精度0.1mm)、碳纤维布加固(抗拉强度4900MPa),建立BIM+GIS数字化档案。

电网接入与调度运行
电站以2回500kV线路接入荆门西变电站,线路长度35公里,导线型号4×JL/G1A-630/45,地线采用OPGW-24B1-110复合光缆。保护配置双重化差动保护(动作时间≤25ms)、行波测距(精度±300m)、广域测量系统(采样频率4000点/秒)。

调度运行采用"两充两发"模式,日抽水时长8小时(23:00-7:00),发电时长4小时(18:00-22:00),调节速率15MW/s,黑启动能力覆盖荆门电网50%负荷。AVC系统无功调节范围±200Mvar,控制区域电网电压波动≤±0.5%。

经济社会效益分析
施工期消耗水泥68万吨(42.5级占比75%)、钢材12万吨(HRB400E螺纹钢8万吨)、炸药3600吨(2号岩石乳化炸药)。直接就业岗位800个(技术人员占比35%),间接带动运输车辆320台、商混站4座、预制构件厂2家,关联产业产值12亿元。

运营期年发电收入7.2亿元(含容量电价收入2.4亿元),税收贡献2.8亿元(增值税1.1亿元、所得税0.9亿元)。电网仿真显示:提升鄂中电网调峰能力18%,减少火电启停900次/年,降低煤耗34万吨/年,减排CO₂89万吨/年、SO₂1.2万吨/年。

设备国产化与技术突破
实现四大核心设备国产化:东方电气研制的60万千瓦可逆式机组(转轮应力≤120MPa)、平高电气550kV GIS(SF₆泄漏率≤0.1%)、南瑞继保SFC-5000调速器(转速控制精度±0.05%)、中国电科院HN-3000监控系统(控制周期50ms)。关键技术突破包括:高水头机组水力稳定性控制(压力脉动≤3%)、深埋地下厂房围岩时效变形控制(3年累计变形≤8mm)、智能碾压系统轨迹偏差≤10cm。

质量安全管控体系
建立五级质量管控网络:施工班组自检(100%)、作业队复检(30%)、项目部专检(20%)、监理平行检验(10%)、业主抽检(5%)。设置8个标准化试验室,检测混凝土试件38600组、钢筋接头12800个、灌浆检查孔1200米。

安全监测布设386个测点:多点位移计(精度0.01mm)监测围岩变形、锚索测力计(精度0.5%FS)监控支护应力、渗压计(精度0.1%FS)检测地下水位。配置边坡雷达(监测频率10分钟/次)、无人机巡检系统(续航4小时)、应急指挥平台(响应时间≤3分钟)。

前期工作实施进展
中国电建中南院完成1:2000地形测绘(误差≤0.5m)、30个地质钻孔(总进尺3862m)、12公里物探线(发现断层3条)。施工准备期完成场内道路18公里(路面宽8m)、35kV施工变电站2座(2×10MVA)、临时营地4.8万平方米。计划2025年12月完成主体工程招标,2026年3月启动大坝填筑,2028年6月首台机组试运行。

数据来源:湖北省发展和改革委员会核准文件、生态环境部环评批复及中国电建中南勘测设计研究院施工图设计报告。

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