箱式整装小水电站技术
admin
2022-09-17
箱式整装小水电站技术
技术编号
JS-061
提供单位
水利部农村电气化研究所
技术大类
资源能源利用技术
联系人
陈艇
技术类型
能源利用技术
电话
13758258256
邮箱
tchen@hrcshp.org
适用范围
可再生能源,环境,高效节能
推荐单位
水利部国际合作与科技司
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技术简要说明箱式整装小水电站技术将传统小型水力发电站的主要机电设备整体组装在一个金属集装箱内,用箱体代替电站厂房的新型水力发电模式,具有结构紧凑占地小、建设时间短、投资省、运输方便、自动化程度高、适用性广等特点,可利用河道、水库等的生态流量进行发电,其建设对周边的环境影响远小于常规水电站,是一种新型的、环境友好型的小水电开发模式。其关键设备为:整装水轮发电机组、整装控制保护系统、改装集装箱。
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Technical Brief Description
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技术提供方水利部农村电气化研究所
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技术主要指标信息本技术是一种将传统机电设备组装在集装箱内,用箱体代替厂房的新型小水电技术模式,装机容量最高可达500kW。
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商业应用情况箱式整装小水电技术解决了偏远地区孤立电网用电,在无外部供电情况下的黑启动,可快速恢复事故或灾后供电,保障电网安全,实现灾后快速重建和社会稳定。经过近十年的研发推广,箱式小水电站已在国内外近十座电站得到推广应用,箱式整装小水电相关技术已出口至土耳其、越南、马其顿等国家,经济效益显著。 应用示范工程介绍: 1、工程名称:浙江玉环箱式水电站工程;所在地:浙江省玉环县大麦屿;工程规模:1×320kW; 2、工程名称:浙江永嘉岩坦水电站;所在地:浙江省温州市永嘉县岩坦镇;工程规模:2×320kW; 3、工程名称:马其顿Turija箱式水电站工程;所在地:马其顿Strumica市;工程规模:1×120。
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希望在技术转移过程中得到的帮助/支持
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商业应用单位联系人/电话/邮箱
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设备投资以浙江省内一试点单位的增容改造项目为例,320kW的水轮发电机组及其附属设备,采用本技术的设备投资总额约为70万元人民币,其中箱式整装小水电站设备60万元人民币,水工建筑10万元人民币。技术寿命约为25年。
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年运行维护费用由于本技术可真正做到无人值守,系统正常运行时,后期运行维护费用较少,仅需对易损设备定期更换保养即可,年度运行维护费用预计约3万元人民币、设备折旧费约5万元人民币。
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投资回收期同样以浙江省内一试点单位的增容改造项目为例,320kW的水轮发电机组及其附属设备,采用本技术的设备投资总额约为70万元人民币。按浙江平均年发电小时数2000小时,上网电价0.40元每千瓦时计算,年收益约为25.6万元人民币,不到3年即可收回投资。如果将其用在贵州、云南、四川等年发电小时数超过3000的地区,投资回收期将更短。 若以国外马其顿项目为例,120kW的箱式整装小水电站,设备投资总额约11万美元。由于该项目采用灌溉及城市饮用水供水进行发电,年发电小时数可达4500小时,按上网电价0.08美元每千瓦时计算,年收益约为4.32万美元,同样不到3年即可收回投资。
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附加效益如将本技术应用于大坝生态流量发电,可以产生额外的发电收益,并且由于不需要运行值班人员,本技术还可有效节约电站运行成本,每个电站按4人轮流值班计算,如每个人员每年需5万元工资,则采用本技术的电站可节省的人工成本约为20万元人民币,附加经济效益显著。
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综合效益水能资源属清洁可再生能源,是减少碳排放和减缓气候变暖的有效能源之一。箱式整装小水电站技术利用中小河流水能资源发电,一是适合于偏远地区尚无大电网到达的无电区域,为当地无电人口提供可靠经济的绿色可再生电源,在不破坏环境的情况下,为居民生活和当地经济发展提供可靠供电保障,且在无外部供电情况下作为黑启动电源发电,可快速恢复当地电网供电,保障当地电网安全有效运行,实现电网停电后的快速重建和维护当地社会稳定。二是本技术由水介质液压控制阀代替油介质作为传动机构,减少了油可能的泄漏造成环境的污染,可用于河流生态流量的泄放,在自然界溪流、已经建成的水系统和改造电站中,充分利用水能资源发电而不造成生态环境污染。此外,箱式整装小水电站具备良好的负荷调节功能,与风能、太阳能等可再生能源多能互补联合供电,可有效提高供电质量,促进新型可再生分布式发电模式的推广应用。通过与“一带一路”国家的经济技术合作和推广应用,可有效促进相应国家偏远无电地区通电率,改善砍伐森林、植被等环境破坏行为,改变当地居民生产生活方式,切实提高当地民生和经济水平。
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障碍对技术转移影响等级0
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提交日期2020/12/24
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技术成熟度本技术于2004年开展研究至今,通过分析箱式整装小水电站技术在国内外的需求,研究和开发了独特的箱体和机组结构形式,解决电站容量较小的难题,研究开发箱式电站一键式开停机系统,解决机组无人值班、孤立运行和黑启动等前沿课题,通过对箱式整装小水电站与环境的友好融合,提出了用于基流发电的生态性功能,完成了技术研发、试验测试、示范应用和技术推广等环节,工艺路线成熟,设备与系统集成完善,并将成果先后在马其顿、越南、四川、浙江等国家和地区的几十座电站成功应用,得到国内外客户的高度认可,取得了客观的经济效益。其中:《箱式整装小水电站相关技术研究》获大禹水利科学技术进步二等奖;以该技术为基础编制的水利行业技术标准《箱式水电站》SL743-2016在2016年正式颁布;“箱式小水电站(技术)”被列入《2017年水利先进实用技术重点推广指导目录》并颁发《水利先进实用技术推广证书》;获得发明专利两项,分别为“小型水轮发电机组荷载式快速并网装置”和“一种小型水轮发电站”;获得实用新型专利两项,分别为“箱式整装小水电站”和“小型水轮发电机组的电子负荷调节器”。
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技术适用性与使用条件箱式整装小水电站技术具有结构紧凑占地小、建设时间短、投资省、运输方便、自动化程度高等特点,其适用范围包括:1、适用于20~500m水头范围,500kW以下的水电站水头越高单位容量的投资越低。2、适用于无人值班方式,机组的开停机和负荷控制可实现远程控制。3、可用于常规电站升级改造,也可用于新建小水电站。4、可并网发电,也可作为偏远地区孤立电网供电电源。5、可作为河道、水库等的生态流量进行发电和供水。
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技术稳定性常规水电站采用混凝土、钢筋组成的厂房建筑物,是传统厂房的设计模式。本技术改变设计方式,采用金属箱体代替钢筋混凝土厂房,大大减少了水电站厂房建设对周边环境造成的环境破坏和污染。同时,通过紧固性、散热通风效果、稳定性等研究,有效减缓了机组运行时产生震动,厂房与压力钢管的连接不产生有害变形,平稳性、可靠性较好。由于采用了先进的自动化监控保护系统并增加手机等移动端设备的远程监控功能,本技术能够实现人工远程一键式自动开停机、远程设置发电功率,在机组发生故障时自动向远程监控设备进行报警,系统运行稳定可靠,故障率低,真正实现无人值班。通过优化配置的调速装置以及电子负荷控制装置,本技术在孤立运行时其输出电压波动值≤±10%,频率波动值≤±1Hz,发电质量高。
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技术安全性本技术根据箱体的要求对机组的结构进行调整,改变了常规的水轮发机组庞大体积,通过采用无人值班方式运行,有效地提高了技术安全性,并且利用水介质液压控制阀代替油介质作为传动机构,减少了油可能的泄漏造成环境的污染,不存在发生二次污染、易燃易爆高毒性物质泄露等环境或安全事故风险。
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技术转移推广障碍0
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知识产权转让本技术由水利部农村电气化研究所自主研发。 获得专利和软件著作权等知识产权名称和专利号如下: “小型水轮发电机组荷载式快速并网装置”(ZL201010197777.3) “一种小型水轮发电站”(ZL201010198044.1) “箱式整装小水电站”(ZL201020244126.0) “小型水轮发电机组的电子负荷调节器”(ZL200920112513.6)