苏格兰有史以来最大的水利工程即将成功

11.10.2021

从碳密集型发电向可再生发电的转变,正在改变抽水蓄能在支持英国电网可靠性方面所扮演的角色。作为世界上最大、最成熟、最具成本效益的大规模储能技术,抽水蓄能的快速响应时间和容量使其能够有效地支持电网,为需求的突然激增提供重要的掩护,同时也有能力避免过剩可再生电力的低效削减。

英国的第一个主要抽水蓄能项目,威尔士的Ffestiniog电站,最初建于1963年,为国家电网提供快速响应,长时间的能力,以提高系统压力时期的恢复能力。它的姊妹电站——建于20年后的1984年的迪诺威格电站——提供了类似的服务,能够在不到16秒的时间内达到最大发电量。

快进35年,发电模式演变为英国的发展以及其旅程零和抽水蓄能现在需要扮演一个稍微不同的角色在过去——一个桥梁在传输级别的差距在海上风电输出较低的时期,相反,以及在大风期间吸收过多风能的地方。虽然快速响应时间仍然很重要,但新的泵存储项目需要提供更长时间的更大容量。考虑到这一点,与当地的能源存储解决方案合作,抽水蓄能将见证一个激动人心的复兴,在英国,以响应正在进行的发电组合的变化。

苏格兰有史以来最大的水电项目为三百万家庭供电

苏格兰的Coire Glas项目将是英国30多年来开发的首个大规模抽水蓄能项目。SSE、Stantec和COWI之间的合作,提出的1500兆瓦计划将提供快速响应,但也将有能力为英国提供长期的容量,如果电网需要,一次可达几天。在这种情况下,它通过提供必要的支持来保持电网的可靠性,在不断增加的发电间歇的情况下,有助于释放海上风能更大的潜力。

该项目的规模在规模、技术和位置上都是前所未有的。地下工程将在地下近一公里处进行,而这座超过90米高的大坝将成为英国最大的大坝。为了建造发电站,需要挖掘的地下洞穴相当于格拉斯哥大教堂的大小。

该项目地处偏远,易受冬季恶劣条件的影响,这给执行带来了复杂性,尤其是在访问方面。然而,该基地靠近喀里多尼亚运河,也为异常负载的移动提供了一个不同寻常的解决方案,如重型建筑机械和项目的发电设备。通过建造一个特定地点的码头,异常负载可以通过驳船运输到现场,消除了在当地道路系统导航的复杂性。

此外,为了克服项目的许多其他复杂性,该团队正在进行当时最广泛的地面调查之一,以便在施工开始前分析大量的岩土数据。考虑到该地点靠近大格伦断层线,这就更有必要了;这条断层线非常突出,从外太空都能看到。岩土工程数据将观察地面条件,以告知潜在的风险和交付项目所面临的挑战。

为了收集数据,将从Loch Lochy海岸挖掘一条探索隧道,一直挖掘到变压器和涡轮机大厅所在的地方,并在挖掘过程中收集样本。一旦隧道达到大厅水平,将进一步横向钻孔,一些长度超过300米,以收集进一步的数据,以调查岩石条件,为设计提供信息,并帮助管理风险。类似的评估也将在大坝地基所在的地方进行。

一旦进行了整理,将结合3D成像技术建立一个数据模型,以建立一个全面的现场地质视图。该项目组还与英国地质调查局密切合作,更新他们掌握的该地区的记录和地图。

钻探和爆破

自从上一个抽水蓄能项目在近40年前建成以来,在项目交付的几乎所有方面都进行了重大创新。英国一些最大的隧道项目,如Silvertown和HS2,正在使用最新的隧道掘进机完成。然而,科伊尔格拉斯将依靠古老的钻孔和爆破技术——一项可以追溯到几个世纪前的技术,但它在今天仍然适用。

与隧道掘进机不同,钻孔爆破法在适应隧道尺寸、方向、几何形状和对齐方面要灵活得多。这对Coire Glas特别有用,它需要一系列的洞穴和隧道直径。依靠炸药,它是硬岩石条件下的理想选择,但与钻孔相比,它需要相当独特的技术。

该项目所需的独特技能是团队通过在国内外交付大型基础设施项目的大量经验磨练出来的。电脑版伟德Stantec拥有丰富的国际经验,曾在新西兰和美国等地提供抽水蓄能项目,而COWI在苏格兰的岩石条件方面有着悠久的经验,了解其可变性、可能带来的风险以及如何缓解这些风险。再加上COWI在提供钻井和爆破项目方面的专业知识,这意味着该团队将能够提供Coire Glas所需的复杂规格。

一个关键的项目

Coire Glas代表了英国一个非常令人兴奋的项目。它不仅将在提高英国电网的可靠性方面发挥关键作用,而且将在创造所需的灵活性方面发挥关键作用,使更多海上风电资源在线,以支持英国的净零目标。从工程角度来看,这个项目也非常令人兴奋。要交付如此规模和雄心勃勃的项目,需要跨利益相关者的合作——从降低投资风险到部署一流的工程,以确保项目按时间、预算和规格交付。作为英国30多年来的首个此类项目,它有很多值得效仿的地方,但凭借其尖端的国际专业知识,该项目注定会取得成功。

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COWI雇员Andy Sloan

安迪·斯隆
高级副总裁
COWI UK,英国