北极星输配电网讯:抽水蓄能在规模化储能中应用最广泛ღ✿、技术最成熟ღ✿,电站装机容量规模可达千兆瓦级ღ✿。目前全球发展最成熟ღ✿、装机规模最大的储能是抽水蓄能尊龙凯时官方app下载ღ✿。
抽水蓄能技术成熟稳定ღ✿,综合效益高ღ✿,常用于调峰和备用ღ✿。抽水蓄能在规模化储能中应用最广泛ღ✿、技术最成熟ღ✿,电站装机容量规模可达千兆瓦级ღ✿。根据中国能源研究会储能专业委员会的不完全统计ღ✿,目前全球发展最成熟ღ✿、装机规模最大的储能是抽水蓄能ღ✿。截至2019年ღ✿,全球已投运储能容量达到1.8亿千瓦ღ✿,抽水蓄能装机容量超过1.7亿千瓦ღ✿,占全球储能总量的94%ღ✿。
抽水蓄能电站利用电力系统低谷负荷时的电力抽水到高处蓄存ღ✿,在高峰负荷时段放水发电ღ✿。在负荷低谷时ღ✿,抽水蓄能电站是用户ღ✿;在负荷高峰时ღ✿,它是发电厂ღ✿。
抽水蓄能机组具有抽水和发电两种基本功能ღ✿。机组在电力系统负荷高峰时作水轮机运行ღ✿,通过调速器系统调整水轮机导叶开度ღ✿,将水的势能转换为机组旋转的机械能ღ✿,再通过发电机将机械能转换为电能ღ✿;在电力系统负荷低谷时作水泵运行ღ✿,用低谷时的电能从下水库向上水库抽水ღ✿,通过调速器系统的自动调节ღ✿,根据水泵扬程自动调整导叶开度ღ✿,将电能转换为水的势能储存起来ღ✿。
抽水蓄能电站主要承担电力系统的调峰ღ✿、调频ღ✿、事故备用及黑启动等ღ✿,可以改善和平衡电力系统负荷ღ✿,提高电力系统的供电质量和经济效益ღ✿,是确保电网安全ღ✿、经济ღ✿、稳定运行的支柱ღ✿。抽水蓄能电站被喻为电网安全运行中的“稳定器”“调节器”“平衡器”ღ✿。
世界抽水蓄能电站的发展趋势为高水头ღ✿、大容量海河ღ✿。ღ✿、高转速ღ✿。高水头即机组向更高水头发展ღ✿,大容量是指单机容量不断增大ღ✿,高转速即机组采用更高的比转速ღ✿。
抽水蓄能电站主要建筑物一般包括ღ✿:上水库ღ✿、下水库ღ✿、输水系统ღ✿、厂房和其他专用建筑物等ღ✿。与常规水电站相比尊龙凯时官方app下载ღ✿,抽水蓄能电站的水工建筑物有以下主要特点ღ✿:
水库水位变幅大ღ✿,升降频繁ღ✿。为了承担电网中的调峰填谷任务ღ✿,抽水蓄能电站水库水位日变幅通常比较大ღ✿,一般超过10~20米ღ✿,部分电站达到30~40米ღ✿,而且水库水位变动速率较快ღ✿,一般达到5~8米/小时ღ✿,甚至达到8~10米/小时ღ✿。
水库防渗要求高ღ✿。纯抽水蓄能电站如因上水库渗漏等导致水量大量损失ღ✿,将减少电站发电量ღ✿,因此ღ✿,对水库防渗要求高ღ✿。同时ღ✿,为了防止渗水对工程区水文地质条件造成恶化尊龙凯时官方app下载ღ✿、产生渗透破坏和集中渗漏ღ✿,也对水库防渗提出较高要求ღ✿。
水头较高ღ✿。抽水蓄能电站的水头一般较高ღ✿,多为200~800米ღ✿。总装机容量为180万千瓦的绩溪抽水蓄能电站是我国首个650米水头段项目ღ✿,总装机容量为140万千瓦的敦化抽水蓄能电站是我国首个700米水头段项目ღ✿。随着抽水蓄能技术水平的不断发展ღ✿,我国高水头ღ✿、大容量电站的数量将会越来越多ღ✿。
机组安装高程低ღ✿。为了克服上浮力及渗流对厂房的影响ღ✿,近年来国内外建设的大型抽水蓄能电站多采用地下厂房形式ღ✿。
世界上最早的抽水蓄能电站是瑞士苏黎世的奈特拉抽水蓄能电站ღ✿,建于1882年ღ✿。中国抽水蓄能电站建设起步较晚ღ✿。1968年在岗南水库安装了第一台斜流可逆式机组珠江ღ✿。ღ✿。之后尊龙凯时官方app下载ღ✿,随着国内能源工业快速发展ღ✿,核电和火电装机容量迅速增长ღ✿,要求电力系统必须配备相应的抽水蓄能机组ღ✿。
20世纪80年代起ღ✿,国内开始大力兴建大型抽水蓄能电站ღ✿。近年来ღ✿,随着我国经济和电力工业的快速发展ღ✿,在大型抽水蓄能机组设备自主化方面ღ✿,我国取得了丰硕的科技成果ღ✿。
截至2020年年底ღ✿,我国抽水蓄能发电装机容量3149万千瓦dabomeiღ✿,比上年增长4.0%ღ✿。2020年ღ✿,全国抽水蓄能发电量为335亿千瓦时ღ✿,比上年增长5.0%ღ✿;全国新增抽水蓄能发电装机容量120万千瓦ღ✿。我国抽水蓄能电站投产和在建容量均居世界第一ღ✿。
一直以来ღ✿,国家电网有限公司高度重视抽水蓄能发展ღ✿。目前ღ✿,国家电网在运抽水蓄能电站22座ღ✿,在建抽水蓄能电站30座ღ✿。
2017年ღ✿,河北易县ღ✿、内蒙古芝瑞ღ✿、浙江宁海ღ✿、浙江缙云ღ✿、河南洛宁ღ✿、湖南平江6个抽水蓄能电站工程开工ღ✿;
我国第一座机组设备完全自主化的抽水蓄能电站ღ✿。2011年10月ღ✿,电站成功建成ღ✿,标志着我国成功掌握了抽水蓄能机组设备研制的核心技术ღ✿。
2013年4月ღ✿,福建仙游抽水蓄能电站正式投产发电ღ✿;2016年4月ღ✿,浙江仙居抽水蓄能电站单机容量37.5万千瓦机组成功并网ღ✿。我国大型抽水蓄能机组自主化设备不断获得推广应用ღ✿。
我国首座700米级水头抽水蓄能电站ღ✿。总装机容量为140万千瓦ღ✿,2021年6月4日淮河ღ✿,ღ✿,1号机组投产发电ღ✿。
《亮报》ღ✿:作为目前安全dabomeiღ✿、稳定ღ✿、成熟的灵活调节技术ღ✿,抽水蓄能在构建以新能源为主体的新型电力系统ღ✿、服务碳达峰碳中和方面ღ✿,将发挥哪些作用?
余贤华ღ✿:随着高比例新能源大规模接入和终端电气化进程加快推进ღ✿,对新型电力系统安全稳定与经济运行能力ღ✿、能源配置与能源输送能力ღ✿、电力平衡调节能力提出了更高要求dabomeiღ✿。抽水蓄能具有基础性ღ✿、综合性ღ✿、公共性特征ღ✿,可参与新型电力系统源网荷储各环节调节服务ღ✿,综合效益更为显著ღ✿,承载着电力系统安全供电稳定器ღ✿、清洁低碳平衡器和高效运行调节器的重要功能尊龙凯时官方app下载ღ✿。
一是有效应对高比例新能源渗透下电力系统可靠备用容量不足ღ✿,凭借双倍容量的调峰优势ღ✿,提升电力系统大容量调峰能力ღ✿,缓解因新能源不稳定导致的高峰负荷供给问题和因低谷时段新能源大发导致的消纳困难ღ✿,更好地促进新能源消纳ღ✿。二是有效应对新能源出力特性与负荷需求不匹配尊龙人生就是博官网登录ღ✿,ღ✿,依靠快速响应的灵活调节能力ღ✿,更好地适应新能源的随机性和波动性ღ✿,满足新能源“靠天吃饭”带来的灵活调节需求ღ✿。三是有效应对高比例新能源电力系统转动惯量不足ღ✿,凭借同步发电机的高转动惯量优势ღ✿,有力增强系统抗扰动能力水污染ღ✿,ღ✿,维持系统频率稳定ღ✿。四是有效应对“双高”形态给新型电力系统带来的潜在安全影响ღ✿,承担事故备用功能ღ✿,凭借快速启停和快速功率爬坡能力随时响应突发调节需求ღ✿。同时作为可中断负荷ღ✿,以毫秒级响应安全切除抽水机组额定负荷ღ✿,提升系统安全稳定运行能力ღ✿。五是有效应对大规模新能源上网带来的高调节成本ღ✿,通过合理的运行方式dabomeiღ✿,配合火电减碳增效ღ✿,减少弃风弃光ღ✿,促进容量配置ღ✿,提升全系统整体经济性和运行清洁性ღ✿。
余贤华ღ✿:国家电网公司“碳达峰ღ✿、碳中和”行动方案明确提出ღ✿,到2025年经营区抽水蓄能装机超过5000万千瓦ღ✿。按照现有开发规模和建设进度ღ✿,预计2030年国家电网公司经营区抽水蓄能装机容量达到1亿千瓦尊龙人生就是博官网ღ✿。ღ✿,将为我国碳达峰目标提供重要支撑ღ✿。
国网新源公司将认真贯彻落实国家电网公司决策部署ღ✿。一是加快抽水蓄能项目开发ღ✿。我们将围绕碳达峰碳中和目标ღ✿,积极配合国家中长期规划编制ღ✿,做好公司抽水蓄能规划资源选取ღ✿、开发需求分析和建设时序安排ღ✿,加大“十四五”特别是前三年核准开工规模ღ✿,坚持开放发展ღ✿,共同推动抽水蓄能开发建设ღ✿。加强基建资源优化整合ღ✿,统筹30个在建项目安全ღ✿、质量和进度管理ღ✿,大力推进机械化施工ღ✿、智能化管控和标准化建设ღ✿,优化施工工期ღ✿,确保“十四五”期间抽水蓄能投产容量超过2000万千瓦黄河ღ✿,ღ✿,到2030年运行装机容量超过7000万千瓦尊龙凯时官方app下载ღ✿。
二是在精益管理上下功夫ღ✿。强化规划引领ღ✿,围绕“双碳”目标和公司战略实施dabomeiღ✿,高质量编制好抽水蓄能“十四五”发展规划ღ✿。科学优化项目前期工作程序ღ✿,有序推进项目可研核准ღ✿。围绕安全ღ✿、质量ღ✿、工期ღ✿、造价ღ✿,大力推进工程建设智慧化管控ღ✿、机械化施工和绿色建造ღ✿,确保在建项目尽早发挥效益ღ✿。深化设备全寿命周期管理ღ✿,深化机组服务电网研究ღ✿,优化机组运行策略ღ✿,全力服务电网安全稳定运行ღ✿。深化多维精益管理ღ✿,加快现代智慧供应链建设ღ✿,健全物资管理体系ღ✿,科学配置资本ღ✿、资源ღ✿、技术ღ✿、数据等生产要素尊龙凯时官方app下载ღ✿,大力提质增效ღ✿,全面提升管理效率和经营效益ღ✿。
三是在科技创新上寻求突破ღ✿。深入实施科技创新“新跨越行动计划”ღ✿,加大科研投入ღ✿,提高自主创新能力ღ✿。加大变速机组技术应用ღ✿,加强400兆瓦级大容量机组技术研发ღ✿,加快水泵水轮机模型实验室和仿真实验室建设ღ✿,全力打造自主科技创新平台ღ✿。优化科研布局和资源配置ღ✿,加强抽水蓄能核心技术攻关尊龙凯时官方app下载ღ✿,着力攻克“卡脖子”技术难题ღ✿。深化“大云物移智链”等新技术应用研究ღ✿,全面布局数字化智能电站建设ღ✿,加快企业数字化转型ღ✿。
来源ღ✿:国网新源公司ღ✿、《抽水蓄能机组及其辅助设备技术》丛书dabomeiღ✿、中电联《中国电力行业年度发展报告2021》《国家电网报》等