潮汐发电机组

我国大陆海岸线长，岛屿众多，北起鸭绿江口，南到北仑河口，长达18000多公里，加上5000多个岛屿的海岸线14000多公里，海岸线共长32000多公里，因此潮汐能资源是很丰富的。据不完全统计，全国潮汐能蕴藏量为1．1亿千瓦，年发电量可达2750千瓦时，其中可供开发的约3850万千瓦，年发电量870亿千瓦时，大约相当于40多个新安江水电站。目前我国潮汐电站总装机容量已有1万多千瓦。

潮汐能的重要应用之一是发电。1913年德国在北海海岸建立了第一座潮汐发电站。1957年我国在山东建成了第一座潮汐发电站。1978年8月1日山东乳山县后沙口潮汐电站开始发电，年发电量230万千瓦时。1980年8月4日我国第一座“单库双向”式潮汐电站──江厦潮汐试验电站正式发电，装机容量为3000千瓦，年平均发电1070万千瓦时，其规模仅次于法国朗斯潮汐电站（装机容量为24万千瓦，年发电5．4亿千瓦时），是当时世界第二大潮汐发电站。

简单地说，潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口建筑一座拦水堤坝，形成水库，并在坝中或坝旁放置水轮发电机组，利用潮汐涨落时海水水位的升降，使海水通过水轮机时推动水轮发电机组发电。从能量的角度说，就是利用海水的势能和动能，通过水轮发电机转化为电能 。

潮汐发电机组潮汐发电的优点

1、能源清洁可靠，可以经久不息地利用，且不受气候条件的影响。

2、虽然有周期性间歇，但有准确规律，可用电子计算机预报，并有计划纳入电网运行。

3、一般离用电中心近，不必远距离送电。

4、潮汐电站兴建后的最高库水位总是低于建站前最高潮水位，因此潮汐电站库区不但不淹没土地，还可以促淤围垦，发展水产养殖。以浙江江厦潮汐试验电站为例，电站年上网电量500*104千瓦时，按0.5元/千瓦时电价计，年售电收入扣除税收后约200万元。但水库围垦了366hm²农田，年收入超过1000万元：提供1.37km²面积的海产品养殖区域，年产值在1500万元以上。

5、潮汐电站的主要部分建在水下，不污染环境，而且还美化环境，提高旅游效益。如法围朗思潮汐电站建成后，高水位比天然潮位降低了0.5-1.0m，原波涛汹涌的朗斯河三角湾变成了平静的湖泊，成了人们旅游休闲场所。此外，通过700m长的坝顶公路连接城市，使城市之间的距离缩短了30km,每年从坝上通过的汽车达50万辆。

潮汐发电机组潮汐发电的缺点

1、潮差和水头在一日内经常变化，在无特殊调节措施时，出力有间歇性，给用户带来不便。但可按潮汐预报提前制定运行计划，与大电网并网运行，以克服其间歇性。 潮汐发电

2、潮汐存在半月变化，潮差可相差二倍，故保证出力、装机的年利用小时数也低。

3、潮汐电站建在港湾海口，通常水深坝长，施工、地基处理及防淤等问题较困难。故土建和机电投资大，造价较高。

4、潮汐电站是低水头、大流量的发电形式。涨落潮水流方向相反，敌水轮机体积大，耗钢量多，进出水建筑物结构复杂。而且因浸泡在海水中，海水、海生物对金属结构物和海工建筑物有腐蚀和沾污作用，放需作特殊的防腐和防海生物粘附处理。

5、潮汐变化周期为太阴日（24h50min），月循环约为14天多，每天高潮落后约50min，故与按太阳日给出之日需电负荷图配合较差。

潮汐发电虽然存在以上不足之处，但随着现代技术水平的不断提高，是可以得到改善的。如采用双向或多水库发电、利用抽水蓄能、纳人电网调节等措施，可以弥补第一个缺点；采用现代化浮运沉箱进行施工，可以节约土建投资；应用不锈钢制作机组，选用乙烯树脂系列涂料，再采用阴极保护，可克服海水的腐蚀及海生物的粘附。2100433B

潮汐发电机组潮汐能

由于引潮力的作用，使海水不断地涨潮、落潮。涨潮时，大量海水汹涌而来，具有很大的动能；同时，水位逐渐升高，动能转化为势能。落潮时，海水奔腾而归，水位陆续下降，势能又转化为动能。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能 。

潮汐发电机组潮汐发电机组

其进出水口位置很低可充分利用有限的潮差水头；其可通过控制若干个进水口闸门及其开闭数量的方式对不同水头情况下形成的水轮机出力能力与变化进行调控与实现电力调频；其安装维护方便，其将对解决困扰海岛渔民的用电问题做出贡献，也将为驻岛广大官兵提供电力方便。

第一种是单库单向电站。即只用一个水库，仅在涨潮（或落潮）时发电，我国浙江省温岭县沙山潮汐电站就是这种类型。

第二种是单库双向电站。用一个水库，但是涨潮与落潮时均可发电，只是在平潮时不能发电，广东省东莞县的镇口潮汐电站及浙江省温岭县江厦潮汐电站，就是这种型式。

第三种是双库双向电站。它是用二个相邻的水库，使一个水库在涨潮时进水，另一个水库在落潮时放水，这样前一个水库的水位总比后一个水库的水位高，故前者称为上水库，后者称为下水库。水轮发电机组放在两水库之间的隔坝内，两水库始终保持着水位差，故可以全天发电。

潮汐能（tide energy） 海水周期性涨落运动中所具有的能量。其水位差表现为势能，其潮流的速度表现为动能。这两种能量都可以利用，是一种可再生能源。由于在海水的各种运动中潮汐最守信，最具规律性，又涨落于岸边，也最早为人们所认识和利用，在各种海洋能的利用中，潮汐能的利用是最成熟的 。

对机组的要求为：①应满足潮汐低水头大流量的水力特性。②机组一般在水下运行，对机组的防腐、防污、密封和发电机的防潮、绝缘、通风冷却、维护等要求高。③机组随潮汐涨落发电，开停机次数频繁。在电气方面，要选用适应频繁起动和停止的开关设备。④对双向发电机组，由于正反向旋转，相序也相应变换，在设计电气主接线时，需考虑安装倒向开关， 使电源接入系统或负荷时， 保证相序固定不变。

潮汐电站一般采用贯流式机组。机组的特点是：过流量大，比转速高，高效率区比较宽广，在相同容量下，转轮直径比竖轴有蜗壳的轴流式机组小， 机重相对减轻，可降低机组投资;机组为卧式，可布置于潮位变动部分的水下，降低了厂房的高度，减少了开挖量;水轮机进出水管采用顺直水流的流道， 代替蜗壳及弯形尾水管，使机组间距小，减少了厂房的长度。贯流式机组种类很多，主要有灯泡贯流式、全贯流式、竖井贯流式、明槽贯流式和轴伸贯流式。灯泡贯流式和全贯流式是新型机组。

灯泡贯流式这是20世纪60年代发展起来的新型机组。水轮机和发电机连成一轴(或中间通过行星齿轮增速器连接)， 发电机安装于水密封的灯泡体内，整个装置卧置于厂房下的水流通道中， 水流通过流道时，推动水轮发电机组发电。它的主要特点是：水流通过的流道比较直，长度也较短，水能损失少，发电效率高;机组结构紧凑，外形较小，所需厂房规模也小，故工程量和投资均较少。缺点是：灯泡体耗钢量大，对增速要求高。发电机的散热冷却，靠强迫空气内部循环流动，通过灯泡体与外界海水接触来实现。法国朗斯潮汐电站和中国江厦潮汐试验电站都采用这种机组。朗斯电站机组可进行正、反向发电及正、反向供水和正、反向泵水六种工况运行。江厦电站机组可进行正、反向发电和正、反向泄水四种工况运行。

全贯流式也称叶缘贯流式。它是最先进、效率最高的机组。水轮机安装在顺直的流道上。主要特点是： 将发电机的转子用软连接方法安装于水轮机转轮的外缘上，定子固定在转轮外围的流道壁上。发电机的定子和转子需加以密封，以防止渗水。机组可安装于通道中的混凝土墩内，以替代通常所用的灯泡体结构。发电机的位置与水轮机的流道无关， 没有灯泡式机组中加长铁芯设计的困难。但水轮机密封困难，所以技术要求高。这类机组没有发电机轴、转子轮轴及一些常规部件，所以较经济，造价比灯泡式机组低，土建投资也少。

潮汐电站工作在海洋环境中， 金属材料在海水中腐蚀速度快、生物附着污损大。另外，泥沙淤积于库内或尾水区，影响机组运行。所以要解决防腐、防污和防淤、排淤问题。防腐一般采用防蚀涂料与外加电流阴极保护的方法; 防污多采用防污涂料为主并辅以电解海水的方法，也可采用防蚀涂料加人工清污等方法;防淤多设置沉沙池和筑海堤等;排淤则有集中水头冲刷(如设置冲沙闸或高低闸门冲沙)、用耙掀起库底泥沙在落潮时排出和挖淤等方法。

建潮汐电站的目的，主要是获得电力。但堤坝工程改变了自然条件和周围环境，可同时进行围垦种植、水产养殖、旅游交通等综合开发。

我国沿海有许多重要浅水港口，如上海、广州等。这类港口由于航道较浅，对潮汐预报的准确度要求就比较高，而这些地区的潮汐预报误差一般较大。除了气象影响在这些地区表现得更激烈之外，从潮汐本身而言，主要是由于在浅水区域非线性效应不可忽视，潮波波形常常产生显著的畸变。

在潮汐预报中，由于浅水潮汐的复杂性，一般采用调和方法(例如杜德森( 1928 ) 提出的60个分潮。往往不能获得满意效果。为此，杜德森曾子1957 年提出了一个直接对高低潮进行浅水改正的方法。这个方法虽然使高低潮的预报准确度有了提高，但把它应用到逐时潮高预报上则有许多困难和不便之处。

近年来，通过谱分析，先确定比较重要的分潮， 后再进行调和分析和预报的方法， 在国外颇为流行。

但它存在着下面几个问题：

（1）浅水分潮的重要性往往是因地而异的。例如英国和美国曾分别对泰唔士河口及安科雷季的潮汐记录进行了谱分析， 业将调和分潮的个数分别增加到113 个和115 个。但是在这两个地方选出的浅水分潮差别很大。这样一来，在进行潮汐分析和预报时就必须在不同的港口采用不同的浅水分潮，这在实际工作中是一件相当麻烦的事情。

（2） 在浅水分潮中常常有这样的情况，即来源于不同源分潮的浅水分潮具有相同的或十分接近的周期。到目前为止，通常的处理方法是根据源分潮的重要性，确定其中一个为主的浅水分潮，然后在分析和预报时就只考虑这一个浅水分潮的存在。这自然会给计算带来误差。

（3）在浅水港口， 往往存在大量小振幅然而又是不可忽略的高频振动。它们的影响一般主要表现在潮时预报方面。由于它们的振幅校小，在调和分析时常常由于偶然因素的影响，使得这些分潮的迟角出现较大误差。

上述问题给调和方法的广泛使用带来一定的困难。

根据工作实践，如果把调和方法同非调和方法结合起来，常常可以取得较好的预报效果。例如从1966年开始， 我们曾采用一种简单相关法对我国十几个浅水港口的低潮时预报进行了改进，效果良好。