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知识一角 | 抽水蓄能电站的那些知识

日期:2020-12-23    来源:中国电力报

国际电力网

2020
12/23
18:43
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关键词: 抽水蓄能电站 火电站 核电站

目前的储能装置大体可分为机械储能(抽水蓄能、压缩空气、飞轮)、电磁储能(超导、电容器)和化学储能(电池)。相比于其它储能方式,抽水蓄能具备资金投入少、设备寿命长、储能规模大、转换效率高、技术成熟、运行条件简便、清洁环保等特点,因而得到了快速发展和广泛应用,是目前电力系统中最成熟、最实用的大规模储能方式。

一、抽水蓄能电站特点

抽水蓄能电站是通过把低处的水抽到高处来蓄集能量,待电力系统需要时再发电的水电站。它把电网负荷低谷时多余的电能转化为水的势能储存起来,在负荷高峰时将水的势能转化为电能,实现了电能的有效存储,并将电能在时间上重新分配,有效调节了电力系统生产、供应、使用之间的动态平衡。

由于它是以水为介质的清洁能源电源,并具备启停迅速、运行灵活可靠、可快速响应负荷变化的优势,适合承担系统调频、调相、备用、无功调节和黑启动等辅助服务。抽水蓄能电站的上、下水库水位随发电、抽水工况的转换而有所变动,在整个转换过程中基本不耗水,但损失部分能量。

抽水蓄能电站一般与火电、核电、风电等配合运行,因其有调峰、填谷和承担旋转备用的作用,可减少火电机组开停机次数,节省额外的燃料消耗,相应减少了污染物排放及其治理费用;保障核电站平稳运行,延长核电机组运行寿命;提高系统对风电、太阳能发电等波动性电源的消纳能力,充分利用清洁的可再生能源。

抽水蓄能电站可以分为不同的类型。按开发方式,电站可划分为纯抽水蓄能电站和混合式抽水蓄能电站;按调节周期可分为日调节、周调节、季调节抽水蓄能电站。抽水蓄能电站造价不高,根据电力系统负荷、电源的分布情况,合理配置抽水蓄能电站,可减小电网潮流,在降低系统事故率、提高供电可靠性的同时,节省电力系统总运行费用。

二、抽水蓄能电站结构

抽水蓄能电站通常由具有一定落差的上、下水库和输水发电系统组成。上水库一般建在高程较高、库盆封闭性比较好、库周边平顺、库岸山体雄厚、库周边垭口少、库区开阔、坝址河谷较窄的地方。下水库一般由挡水建筑物和泄水建筑物组成,有时可利用已有的水库。连接上下水库的就是水道系统,一般由上水库进出水口、引水隧洞、引水调压室、高压管道、尾水隧洞、下水库进出水口等组成。水道一般沿着山体埋设在地下。

核心区是电站的厂房系统,一般包括主厂房、副厂房、主变压器室、开关站及出线场,以及母线洞、出线洞、进厂交通洞、通风洞、排水廊道等附属洞室等。主厂房、副厂房、主变压器室等常置于地下,开关站及出线场布置于地面或地下洞室。

三、我国抽水蓄能电站发展

我国抽水蓄能电站的发展,始于20世纪60年代后期。经过20世纪70年代的初步探索,80年代的深入研究论证和规划设计,我国抽水蓄能电站的兴建逐步进入蓬勃发展时期。目前,我国已积累了丰富的抽水蓄能电站建设经验,掌握了较先进的机组制造技术,蓄能机组设备已基本实现国产化,电站的整体设计、制造和安装、调试技术更是达到了国际先进水平。

从地理分布来看,我国的第一批抽水蓄能电站主要分布在经济较为发达的东中部地区。随着我国西部、北部大型风电基地、太阳能发电基地的建设,迫切需要在送端地区也配套建设调峰能力强、储能优势突出、经济性好,且能提高输电线路经济性的抽水蓄能电站。同时,随着东中部地区的经济的继续发展,也对保障大电网安全稳定运行提出了更高的要求。我国抽水蓄能产业仍处于重要发展期。


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