安娜波利斯潮汐试验电站简介

安娜波利斯潮汐试验电站是指在芬地湾开发大型潮汐电站而建设的试验电站。位于加拿大东海岸芬地湾新斯科舍省安娜波利斯河河口。装有1台全贯流式水轮发电机组，额定出力17-8 MW，年发电量5000万kw·h。用69kV输电线送电 。

安娜波利斯河口的大潮潮差8.7m，小潮潮差4.4m，平均潮差6.4m。潮汐试验电站利用已有的河口防潮堤和控制闸，水库面积为12km2，单向运行。落潮时关闭控制闸，在库水位高于外海水位1.4~6.8m时发电。正常潮汐周期12h25min内，约有6h的发电时间。外海涨潮水位高于库水位0.25~4.om时，海水通过控制闸和空转水轮机进入水库，每个潮汐周期中约有3h的进水时间。其余时间机组不运行。工程于1980年5月开工，1984年8月投入运行 。

原有防潮堤长225 m，设2孔控制闸门，各宽9. 2 m ,高7. 3 m。另设1条过鱼道，无闸门控制，过流能力80mm³/s。地下式厂房布置在防潮堤下，深约30m，宽25 m，长46.5m。前设进水口与水库相连，后设尾水道与芬地湾相连。电站主要用来试验全贯流式（Stratio）水轮发电机组 。

转轮直径7.6m，额定水头5.5m，过流量378m³/s，转速50r/min，飞逸转速98r/min，满负荷效率89.1%，额定容量17.8MW。最大水头7.1m时的出力可达19.9 MW。水轮发电机的转子直接装在水轮机叶片的外缘上。水轮机转轮有4个不锈钢叶片，固定焊接在轮毂上，叶片外端焊上“T”形转子外缘，发电机磁极铆在此转子外缘上。为了防止海水渗入发电机和主轴承，装有可自由调整的高分子材料扇形密封块组成的密封装置，并采用阴极保护以防止金属结构受海水腐蚀 。

潮汐电站工程主要由电站建筑物和机电设备组成。电站建筑物主要有堤坝、泄水闸和发电厂房等， 有通航要求的潮汐电站还应设置船闸。

堤坝用来将水库与外海隔开，形成落差。多用海上围堰法筑黏土心墙坝、堆石坝和土坝。因筑于海上，施工条件恶劣，近年国外使用预制混凝土浮运沉箱法筑坝建站。

泄水闸用来对水库泄水和充水。闸型一般采用平原地区挡潮闸常用的胸墙孔口平底堰闸。近年，中国发展了预制浮运闸。这种闸先预制好各种闸门构件，由船浮运到建闸地点，定点沉放安装而成。施工时不用围堰或在岸上开挖，施工方法简单，工程量少，投资少，在中国沿海大量使用。

发电厂房包括水轮发电机组、输配电设备、起重设备、中央控制室、下层水流通道和闸门等。

抽水蓄能潮汐电站，一种改进的潮汐电站。主要由大围堰、小围堰、小水塔、抽水系统和发电系统组成。在高潮和低潮持续时间内抽水至小水塔，再由小水塔流入小围堰储存。大围堰形成围堰内外海水高度差，可充分利用天然内湾形成的水域，减少围堰工程量。小围堰建在高处，不受涨落潮的时间限制，实现连续发电，提高电网稳定性和发电机组效率，降低发电成本。与普通潮汐电站相比成倍提高了潮汐能利用率。

我国浙闽沿海多岛屿、港湾，蕴藏着大量可开发的海洋能源，在众多海洋能中，潮汐能开发历史最长、开发技术最为成熟，且是一种可再生的绿色清洁能源，因此潮汐能的开发利用越来越受到重视。作为我国最大的试验性潮汐电站——江厦潮汐电站备受关注，亦有多种方法对其优化调度进行研究。汪树玉等针对单库双向最优方式问题，提出了多层次优化模型；陈晓芬等结合江厦潮汐电站，以发电量最大为目标函数，提出了潮汐电站发电量最大的调度运行方式；芮钧等建立了单库双向运行潮汐电站的优化模型，并应用动态规划法进行了求解分析；李晓英等则对潮汐电站月周期调度模型分别进行了动态规划法和改进浮点遗传算法的优化运行，两种方法均优化了月发电量且优化结果相近。在江厦潮汐电站的实际运行过程中，当水轮机发电水头偏离设计水头较多、机组效率较低时，常常通过加大流量补偿的方法来获得更多的发电量。但采用这种方式是否经济仍值得进一步深入研究。我国潮汐能开发技术虽然相对成熟，但一直未能形成大规模开发状态，因此对潮汐电站的研究多侧重于规划设计研究阶段，对单库单向运行潮汐电站的经济运行鲜有研究。为此，结合国内正在规划设计的某单库单向运行潮汐电站，基于动态规划法建立发电量计算模型，并结合Matlab软件，运用具有较高计算精度的龙格库塔法对水库水位曲线进行计算分析，研究单库单向运行潮汐电站运行方式与发电量的内在关系，以期为电站的优化运行提供依据。

潮汐电站一直存在资源利用率不高的问题，在电站建设初期当机组选型确定时，制定合理的水库蓄、放水计划，可在不增加投资的前提下获得更多的发电效益。为此，以国内某潮汐电站为例，根据各时刻机组发电流量的不同制定运行方案，基于动态规划法建立了单库单向运行潮汐电站发电量最大化计算模型，并利用龙格库塔算法，结合Matlab软件模拟了各时刻水库水位变化过程，求解了各运行方案的发电量值。计算结果表明，受潮汐水位及机组特性的控制，电站发电量的多少取决于发电流量在各时刻的分配，流量最大运行方案发电量明显大于效率最优运行方案，而发电量最大运行方案流量分配介于效率最优运行和流量最大运行之间 。