抽水蓄能水电站
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1.抽水蓄能电站的概念和基本原理抽水蓄能电站:具有上、下水库,利用电力系统多余的电能,把下水库的水抽到上水库内,以位能的形式蓄能,需要时再从上水库放水至下水库进行发电的水电站。
抽水蓄能电站的运行原理是利用可以兼具水泵和水轮机两种工作方式的蓄能机组,在电力负荷出现低谷时(夜间)做水泵运行,用基荷火电机组发出的多余电能将上水库的水抽到上水库存储起来,在电力负荷出现高峰(下午及晚间)做水轮机运行,将水放下来发电。
基本原理:电能转换原理2.抽水蓄能电站的开发方式和类型并说明其特点分类:可按开发方式、厂房内机组组成与作用、水库座数和位置、发电厂房形式、水头高低及水库调节周期分类按电站有无天然径流分:纯抽水蓄能、混合式抽水蓄能、调水式抽水蓄能电站按水库调节性能分:日调节、周调节、季调节、年调节按水头分:低水头、中水头、高水头按布置特点分:地面式、地下式和半地下式按站内安装的抽水蓄能机组类型分:四机式、三机式、可逆式、多级可逆式按布置特点分:首部式、中部式、尾部式水库座数和位置:两库式、三库式、地下下池式。
//纯抽水蓄能电站:专为电网调节修建的,与径流发电无关。
其上池没有水源或天然水流量很小,需将水由下池抽到上池储存,用于电力系统负荷处于高峰时发电。
水在上池、下池循环使用,抽水和发电的水量基本相等。
流量和历时按电力系统调峰填谷的需要来确定。
混合式抽水蓄能电站,其上水库有一定的天然水流量,下水库按抽水蓄能需要的容积在河道下游修建。
调水式抽水蓄能电站:①下水库有天然径流来源,上水库没有天然径流来源。
②调峰发电量往往大于填谷的耗电量。
如中国湖南省慈利县慈利跨流域抽水蓄能工程分置式(四机式)抽水蓄能电站。
水轮发电机组与电动机带动的水泵机组分开,而输水系统与输、变电系统共有。
特点:造价高、厂房大、水泵及水轮机效率高。
串联式(三机式)抽水蓄能电站。
水泵、水轮机共用一台发电电动机,水泵、水轮机、发电电动机三者共置在一根轴上。
目前抽水蓄能电站的投资机制、经营模式和电价政策方面还存在一些不尽合理的地方。
主要表现在以下几个方面:(一)抽水蓄能电站缺乏统一规划、统一管理,不利于社会资源的优化配置抽水蓄能电站投资巨大,百万千瓦级的抽水蓄能电站投资在40亿元左右。
由于建设抽水蓄能电站对地方经济的拉动和对GDP增长的推动,加之现行电价机制的影响,使得各地上马抽水蓄能电站项目的积极性极高。
据初步调查,目前全国绝大多数省区都有一定的抽水蓄能电站资源储备,可建抽水蓄能电站站址247处,规模约3.1亿千瓦,个别省仅选点就达三十几个,这些项目的前期开发投入,少则上百万元,多则上千万元甚至上亿元,造成资源的极大浪费。
(二)部分政策不到位、不明晰,影响了抽水蓄能电站综合效益的发挥。
通过近期对国内数座百万千瓦级的抽水蓄能电站的调研发现,采取“国家核定租赁费模式”的抽水蓄能电站在实际运营过程中还存在一定的问题,这些问题甚至已经影响到抽水蓄能电站综合效益的发挥。
这一点从各抽水蓄能电站的年利用小时数上可见一斑。
在已经转入商业运营的抽水蓄能电站中,执行“国家核定租赁费模式”的部分抽水蓄能电站年利用小时数较低,大多在100—200小时左右,最低的仅28小时,其主要作用体现在迎峰度夏、特殊时期保电和紧急备用上。
在调研过程中发现,执行“国家核定租赁费模式”的抽水蓄能电站问题主要有:一是抽水蓄能电站运行费用分摊原则不明。
由于抽水蓄能电站的能量转换过程中存在25%的能量损失,而且抽水蓄能电站启停次数越多,利用小时数越高,发挥的作用越大,产生的损耗自然也就越多。
“国家核定租赁费模式”保证了抽水蓄能电站的还本付息和合理收益,但没有明确规定抽水蓄能电站运行费用(主要为运行过程中产生的电能损耗)如何分摊,这个问题目前已经成为影响抽水蓄能电站发挥综合效益的一个重要因素。
目前,抽水蓄能电站运行费用有由发电企业承担和由电网企业承担两种方式。
发电企业认为按照国家有关规定承担租赁费外,额外承担运行费用违反国家有关规定,利益受损;由电网企业承担运行费用无形中增加了网损,影响调度使用抽水蓄能电站的积极性,由于目前电力调度机构归属电网公司,从经济利益出发,电力调度机构对抽水蓄能电站自然采用了“能不用就不用”的调用方式。
【抽水蓄能电站的建设与环境问题】抽水蓄能电站的水头一般较高,上下水库的容积较小,输水系统和厂房又常置于地下,故从总体来讲,抽水蓄能电站建设对自然环境的影响比多数的常规水电站要小。
抽水蓄能电站对环境的影响可能有以下几个方面:(1)水库的建造破坏了原有的自然景观,可能要淹没一些农田、房舍、森林、风景点和旅游点等。
由淹没所带来的问题下水库一般比上水库突出。
(2)水库的蓄水会引起附近地区地下水位的提高,可能危及山体的稳定。
已有建筑物的安全及低洼地区农作物和植被的生存,可能使某些地区盐碱化。
这些问题对上水库尤需注意。
(3)库水位的大幅度的急剧升降可能引起库岸坍滑,危及进出水口和挡、泄水等建筑物的安全,破坏自然景观。
(4)挡水、泄水和进出水建筑物的形式和色彩可能与周围自然环境不协调。
抽水蓄能电站的开关站面积较大,有时布置在离厂房不远的山坡上,对环境影响较大。
(5)施工过程中开挖废碴的堆放和道路的开挖对原有的自然景观可能有较大的破坏。
(6)对利用海湾为下库或利用咸水湖为水库的抽水蓄能电站,水质的污染是一个不容忽视的问题。
日本将在冲绳岛建造一个利用海水的抽水蓄能试验电站(装机容量30MW),对将下库的海水抽至上库所带来的环境影响进行专门的试验研究。
抽水蓄能电站的建设对自然环境的影响虽然较一般的常规水电站小些,但由于抽水蓄能电站多建在用电集中的大城市附近,可能位于风景区,其对周围环境的影响仍需极为重视。
如果处理得好,不但可使对自然环境的不利影响减小到最低限度,而且可使环境得到改善。
例如,上下水库及其周围可建成新的休养和旅游景点,水库的建成可能改善附近地区的气候和供水条件,为电站而建造的公路可为旅游提供方便等等。
【美化环境的措施】为了减小抽水蓄能电站的建设对自然环境的不利影响并尽量地美化环境,可采用以下措施:(1)将尽量多的建筑物置于地下,使其在地面不显露或减少显露。
开关站如采用先进的六氟化硫成套配电设备,需要的空间较小,亦可置于地下。
中国抽水蓄能电站综述中国是世界上抽水蓄能电站建设最广泛的国家之一,拥有众多大型抽水蓄能电站。
抽水蓄能电站是一种利用电力将水从低处抽升到高处进行储能,当需要用电时,水再释放下来通过水轮发电机组产生电力的装置。
抽水蓄能电站不仅可以平衡电力系统的强弱电负荷,还可以利用水资源,提供可再生能源,促进可持续发展。
以下是中国抽水蓄能电站的综述。
1.龙虎山抽水蓄能电站位于湖南省湘潭市,是中国最早的抽水蓄能电站之一、建成于2024年,总装机容量369兆瓦。
该电站利用洞庭湖的差水位高度,将深夜和早晨的电力需求较小时抽水将水储存到高处,白天电力需求大时再释放水贮能发电。
2.大九湖抽水蓄能电站位于湖南省怀化市溆浦县,总装机容量253兆瓦。
该电站是中国最大的抽水蓄能电站之一,也是中国西南地区最大的水电站之一、电站利用大九湖与海拔700米的水库之间的高度差,通过抽水储能发电。
3.徐家坝抽水蓄能电站位于四川省广元市,总装机容量1,200兆瓦。
该电站是中国目前最大的抽水蓄能电站,也是世界上第三大抽水蓄能电站。
电站利用长江的高度差,通过将水抽升到海拔886米高的上汛水库进行储能,以满足电力系统的峰谷电需求。
4.平溪抽水蓄能电站位于安徽省巢湖市,总装机容量900兆瓦。
该电站是中国东部地区最大的抽水蓄能电站之一,也是全球最大的地下型抽水蓄能电站。
电站将白河的水抽升至地下深处的水库中,夜间再释放水贮能发电。
5.平原抽水蓄能电站位于山东省淄博市,总装机容量1,500兆瓦。
该电站是中国目前最大的抽水蓄能电站之一,也是世界上电力输送距离最长的抽水蓄能电站。
电站利用滨州平原的复杂地质条件,通过将水抽升到地下水库中进行储能,再通过长距离输电进行发电。
以上仅为中国部分抽水蓄能电站的综述,图中所示即是徐家坝抽水蓄能电站,可以看到巨大的水库和电站建筑。
随着中国经济的发展和对可再生能源需求的不断增长,抽水蓄能电站将在未来继续发挥重要作用,为电力系统提供稳定可靠的电力供应。
抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库,在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。
又称蓄能式水电站。
它可将电网负荷低时的多余电能,转变为电网高峰时期的高价值电能,还适于调频、调相,稳定电力系统的周波和电压,且宜为事故备用,还可提高系统中火电站和核电站的效率。
抽水蓄能电站按上水库有无天然径流汇入分为:上水库水源仅为由下水库抽入水流的纯抽水蓄能电站,除抽入水流外还有天然径流汇入上水库的混合抽水蓄能电站。
此外,还有由一河的下水库抽水至其上水库,然后放水至另一河发电的调水式抽水蓄能电站。
抽水蓄能电站的土建结构包括上水库、下水库、安装抽水蓄能机组的厂房和连接上下水库间的压力管道。
当有合适的天然水域可供利用时,修建上、下水库的工程可显著减小。
抽水蓄能电站的机组,早期是发电机组和抽水机组分开的四机式机组,继而发展为水泵、水轮机、发电-电动机组成的三机式机组,进而发展为水泵水轮机和水轮发电电动机组成的二机式可逆机组,极大地减小了土建和设备投资,得以迅速推广。
抽水蓄能电站的修建要视可供蓄能的低谷多余电量和水量的多少。
建站地点力求水头高,发电库容大、渗漏小,压力输水管道短,距离负荷中心近等。
世界上第一座抽水蓄能电站是瑞士于1879年建成的勒顿抽水蓄能电站。
世界上装机容量最大的抽水蓄能电站是装机210万千瓦,于1985年投产的美国巴斯康蒂抽水蓄能电站。
中国台湾省明潭抽水蓄能电站装机100万千瓦,是亚洲最大的抽水蓄能电站。
中国广州抽水蓄能电站,第一期工程装机120万千瓦,计划在90年代竣工。
我国近年来抽水蓄能电站发展呈现以下几个特点:1.容量增幅大,发展速率高世界上第一座抽水蓄能电站于1882年诞生在瑞士的苏黎士,至今已有一百二十五年的历史。
但世界上抽水蓄能电站得到迅速发展,是在六十年代以后的事,也就是说从第一座抽水蓄能电站建成到迅速发展,中间相隔了近80年。
中国抽水蓄能电站建设起步较晚,六十年代后期才开始研究抽水蓄能电站的开发,1968年和1973年先后在中国华北地区建成岗南和密云两座小型混合式抽水蓄能电站。
抽水蓄能电站的运行方式与及常规水电机组的不同一、简介抽水蓄能电站是一种新型的水电站,它不同于传统的常规水电机组,具有安全、环保、高效等优点,在未来的发电领域中有着广泛的应用前景。
本文将介绍抽水蓄能电站的运行方式以及其与常规水电机组的不同点。
二、运行方式1. 抽水抽水蓄能电站首先需要把下游水库的水抽到上游的蓄水池中,蓄盛越多水量,发电就能越多。
抽水的过程通常依靠正常运行的电网,通过发电机将电能转换成动能,再通过水泵将水抽到上游储能池中。
2. 放水当需要发电时,将上游储能池中的水释放下来,通过下游的水轮发电机发电。
这个过程是比较复杂的,需要判断下游的水位,上游的水位和时间等因素,以确保水能够充分利用,并最大化发电。
三、与常规水电机组的不同点1. 储能抽水蓄能电站最大的优势在于“储能”这一点,将电能储存在上游储能池中,有助于电网的平稳运行,并能够实现“用电储电”,减轻发电负荷。
而常规水电机组并没有储能功能,需要根据用电量实时发电,不灵活且供应难以协调。
2. 发电效率抽水蓄能电站在抽水和发电的过程中,电能可以转换成动能,再转换回电能,其效率要比常规水电机组要高。
在峰谷电价不同的情况下,通过抽水蓄能电站储存低谷电,使用高谷电发电,能够实现高效利用电网的资源。
3. 环保抽水蓄能电站的环保优势也是不可忽视的,由于其使用的是再生能源,且不会产生任何空气和水污染,不会对环境造成不良影响。
相比之下,常规水电机组的建设和运行需要消耗大量的水资源,同时对水环境造成一定的压力与负面影响。
四、抽水蓄能电站作为一种新型的水电站,具有很好的发展前景。
其储能和高效的发电方式,以及环保等优越特性,都是常规水电机组所没有的。
尽管抽水蓄能电站建设成本较高、技术难度较大,但随着环保意识的普及和水电发展的趋势,将有望成为未来电力领域的主流方向。
抽水蓄能电站概念:具有上、下水库,利用电力系统多余的电能,把下水库的水抽到上水库内,以位能的形式蓄能,需要时再从上水库放水至下水库进行发电的水电站。
抽水蓄能电站分类,按上水库调节水量、调节性能、机组类型和布置特点按上水库调节水量分:纯抽水蓄能电站、混合式抽水蓄能电站、调水式抽水蓄能电站按调节性能分:日调节、周调节、季调节、年调节按机组类型分:四机分置式、三机串联式、两机可逆式按布置特点分:地面式、地下式、半地下式、特殊布置形式按水头分:低水头、中水头、高水头混合式抽水蓄能电站一般不超过200m纯抽水蓄能电站一般认为在150-200m。
考虑到水头对机组选择的影响,可分为水头低于600m和水头超过600m两种情况。
<600m单级可逆式混流式水泵水轮机;>600m多级式机组或三机式机组抽水蓄能电站的基本原理抽水蓄能电站的基本原理是利用可以兼具水泵和水轮机两种工作方式的蓄能机组,在电力负荷出现低谷时(夜间)做水泵运行,用基荷火电机组发出的多余电能将上水库的水抽到上水库存储起来,在电力负荷出现高峰(下午及晚间)做水轮机运行,将水放下来发电。
抽水蓄能电站所具备的功能发电、调峰填谷、调频调相、紧急事故备用、黑启动提高水(火、核)电站的综合利用率、降低系统的能耗、提高电力系统的灵活性和可靠性抽水蓄能电站在电力系统中的作用1.改善电网运行的作用:(1)抽水蓄能机组启动快速,适用负荷范围广,可担任调峰作用。
(2)在电网中可起调频作用。
(3)可以作为系统的备用机组。
2.在能源利用上的作用:(1)降低电力系统燃料消耗。
(2)改变能源结构,提高火电设备利用率,降低运行消耗3.在提高水电效益方面的作用缓解发电与灌溉的用水矛盾。
调节长距离输送的电力,充分利用水力资源,对环境没有不良的影响抽水蓄能电站的特点1.需要水但基本上不耗水,故其规模不象常规水电那样取决于所在站址的来水流量和落差,而主要取决于上下池容积和落差,更主要的是取决于所在电网可供低谷时抽水的电量。
抽水蓄能电站概念、工作原理及发展前景分析抽水蓄能电站概念利用电网中负荷低谷时的电力, 由下水库抽水到上水库蓄能, 待电网高峰负荷时, 放水回到下水库发电的水电站。
又称蓄能式水电站。
适用条件: 在许多电网中因峰谷差扩大和多种经济原因, 迫切要求调峰电源。
抽水蓄能电站既是良好的调峰电源又具有电网调度上的高度灵活性。
它与常规水电站相比, 除了具有相同的调峰、调相和备用的功能外, 还能利用电网低谷时的电力(称填谷) , 把电网内成本低的电能, 转换为成本高, 售价也高的峰荷电能, 故可为整个电网带来经济效益。
抽水蓄能电站发展前景分析1 我国电源长期发展的必然选择抽水蓄能电站建设规模与一次能源开发利用和电源结构有关。
从我国今后电源发展看,预计2020 年将达到13 亿kw 以上。
我国以煤为主的能源格局决定了未来的装机构成中仍将以煤电为主。
从系统经济性和安全性的角度考虑, 系统需要配置3 % 一5 % 的抽水蓄能电站, 因此, 到2020 年我国需要建设4 0 0 万一6 00 万k w 的抽水蓄能电站。
2 电源结构优化调整的必然选择为减少化石能源消耗, 控制大气污染物排放,应积极优化我国的电源结构。
长远来看, 国家将大力发展核电、风电及其他可再生能源发电?从经济与安全运行的角度, 核电应当尽可能避免调峰, 主要承担基荷。
风电等可再生能源发电的可控性较差, 具有反调节特性, 往往给调峰带来更大的困难。
因此, 随着核电?风电及其他可再生能源发电比重的不断提高, 为提高系统运行的安全性与灵活性,必须配置相应规模的调峰电源。
我国水电资源丰富但存在地区上分布不均的特点, 80 % 集中在西部地区, 中东部负荷中心水电资源较少, 且大部分已开发完毕, 我国天然气资源并不十分丰富, 加之优先满足居民与化工应用, 发电用气供应将非常有限, 另一方面, 随着燃气价格的不断上涨, 天然气发电的市场竞争力也受到很大影响, 因此, 未来我国大规模建设天然气电站的不确定性较大。
抽水蓄能电站论文
班级:热动一班
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学号:**********
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摘要:抽水蓄能电站,是一种具有启动快、负荷跟踪迅速和快速反应的特殊电源它既是一个电站又是一个电网管理工具,它有发电、调峰、调频、调相、事故备用等诸多功能,同时还有节约能源和保护环境等特点。
抽水蓄能电站有利于“全国电网”的稳定运行;有利于经济地进行“西电东送”;有利于节能减排,优化电源结构。
关键词:抽水蓄能电站、顶峰填谷、静态效益、动态效益
一、抽水蓄能电站概述
1、抽水蓄能电站定义
抽水蓄能电站是装设具有抽水及发电两种功能的机组,利用电力机组低谷负荷期间的剩余电能向上水库抽水储蓄水能,再在系统高峰负荷期间从水库放水发电的水电站。
2、抽水蓄能电站介绍
抽水蓄能电站不同于一般水力发电站。
一般水力发电站只安装有发电机,将高水位的水一次使用后弃之东流,而抽水蓄能电站安装有抽水——发电可逆式机组,既能抽水,又能发电。
在白天或前半夜,水库放水,高水位的水通过机组发电,将高水位的水的机械能转化为电能,向电网输送。
缓解用电高峰时电力不足问题;到后半夜,电网处于低谷,电网中不能储存电能,这时机组作为抽水机,将低水位的水抽向高水位,注入上库。
这样,用电低谷电网中多余的电能转化为水的机械能储存在水库中,解决了电能不能储存的问题。
抽水蓄能电站包括上水库、高压引水系统、主厂房、低压尾水系统和下水库。
按电站有无天然径流分为纯抽水蓄能电站和混合式抽水蓄能电站。
(1)、纯抽水蓄能电站:没有或只有少量的天然来水进入上水库来补充蒸发、渗漏损失,而作为能量载体的水体基本保持一个定量,只是在一个周期内,在上、下水库之间往复利用;厂房内安装的全部是抽水蓄能机组,其主要功能是调峰填谷、承担系统事故备用等任务,而不承担常规发电和综合利用等任务。
(2)、混合式抽水蓄能电站:其上水库具有天然径流汇入,来水流
量已达到能安装常规水轮发电机组来承担系统的负荷。
因而其电站厂房内所安装的机组,一部分是常规水轮发电机组,另一部分是抽水蓄能机组。
相应地这类电站的发电量也由两部分构成,一部分为抽水蓄能发电量,另一部分为天然径流发电量。
所以这类水电站的功能,除了调峰填谷和承担系统事故备用等任务处,还有常规发电和满足综合利用要求等任务。
3、中国抽水蓄能电站的发展
1968年和1973年分别建成两座小型混合式抽水蓄能电站。
我国抽水蓄能电站建设起步较晚,由于后发效应,起点较高,近几年建设的几座抽水蓄能电站技术已达到世界水平。
至2005年底,全国(不计台湾)已建抽水蓄能电站总装机容量达到6122MW,装机容量跃居世界第五位,遍布全国14个省市。
二、抽水蓄能水电站的静态效益和动态效益
1、抽水蓄能电站的静态效益
抽水蓄能电站的静态效益是由其在电网中顶峰填谷而产生的经济效益,包括:
(1)、容量效益:抽水蓄能电站是调节电网负荷曲线和低谷之间差距的有效措施。
负荷高峰时段,它可以作为水电站发电,担负电网尖峰容量;用电低谷时段,它可以作为电网用户,吸收低谷电量抽水蓄能,减少负荷谷差。
因此抽水蓄能水电站可以减少火电站机组日出力变幅,使其在高效区运行,增加发电量,并使核电站和大型火电机组稳定运行。
抽水蓄能电站一般无防洪、灌溉、航运等综合利用要求,建设成本低,建设周期比常规水电站要短,运行费用比火电站低。
在电网中缺少调峰电源时,建设抽水蓄能电站可减少火电或其他类型电源的装机容量,改变能源结构,减少总的电力建设投资。
(2)、能量转换效益:抽水蓄能水电站通过能量转换,将成本低的低谷电能转换为价值高的峰荷电能。
峰谷电价相差较大抽水蓄能电站经济效益明显。
如天荒坪抽水蓄能电站向华东电网收购低谷电,每千瓦时我0.21元,全年能耗42.86kW﹒h,白天向华东供电,每千瓦时0.7
元,年供电量31.6亿kW﹒h,全年增值13.12亿元。
(3)、节煤效益:抽水蓄能机组的投入,使电网负荷分配得到调整,火电尽量担负基荷和腰荷,从而使得火电总平均耗煤下降。
2、抽水蓄能电站的动态效益
抽水蓄能电站具有调峰、调频和调相等作用,还可以承担事故备用,保证电网安全、稳定运行。
这些动态效益高于其静态效益,主要包括:
(1)、调峰效益:抽水蓄能电站因为结构简单,控制方便,可以随需要增加功率或减少功率,因而有效地减轻了火电机组(包括燃气轮机组)的调峰负担。
(2)、调频效益:抽水蓄能机组调节灵活,出力变化可以从0到100%,可以快速启动,随时增荷减荷,起到调整周波的作用,有助于保持频率并提高电网的稳定性。
常规水电站和抽水蓄能电站都有调频功能,但在负荷跟踪速度和调频容量变化幅度上抽水蓄能电站更为有利。
常规水电站自启动到满载一般需要数分钟。
而抽水蓄能电站可在一两分钟内从静止达到满载,增加出力的速度可达每秒1万kW,并能够频繁转换工况。
最突出的例子是英国的迪诺威克抽水蓄能电站,其6台300MW机组设计能力为每天启动3~6次;每天工况转换40次;6台机组处于旋转备用时,可以在10s内达到全厂出力1320MW。
(3)、负荷跟随效益:电网负荷总是在不断变化,当负荷急剧变化时,抽水蓄能机组与火电或其他类型机组相比,其负荷跟随很快,爬坡能力较强,。
(4)、事故备用效益:电网一般需要准备20%以上的备用容量,为此系统往往付出很大的代价。
而抽水蓄能机组作为水电机组可以方便地处于旋转备用状态,以利快速地承担事故备用。
抽水蓄能水电站能够快速启动机组,迅速转换工况,可节省机组启动费用,代替备用热能机组低出力期间运行费用。
例如2001年3月8日15时58分,天广交流天平两回线路同时跳闸,输送功率由1460MW减至0,广东电网频率由事故前的50Hz下降到49.44Hz,广东紧急抢开广州抽水蓄能电
站香港1台机组,使系统在16时4分恢复到50Hz。
(5)、调相效益:抽水蓄能机组由于其结构上的优点,可以方便地做调相运行。
不但空闲时可供调相,在发电和抽水时也可以调相,既可以发出无功功率提高电力系统电压,也可以吸收无功功率降低电力系统电压,尤其是在抽水工况调相时,经常进相吸收无功功率,有时进相很深,持续时间很长,这种情况是其他发电机组达不到的,只有抽水蓄能机组才能做到。
另外,抽水蓄能机组在调相运行完成后可以快速地转为发电或抽水。
(6)、黑启动效益:黑启动是指整个系统因故障停运后,系统全部停电(不排除孤立小电网仍维持运行),处于全黑状态,不依赖别的网络帮助,通过系统中具有自启动能力的发电机组启动,带动无自启动的发电机组,逐步扩大系统恢复范围,最终实现整个系统的恢复。
其关键是电源点的启动,水轮发电机组,与火电、核电机组相比,具有辅助设备简单、厂用电少启动快速等优点。
但水电站需要直流系统蓄电池储存的电能和液压系统储存的液压能量,而抽水蓄能电站凭借上水库水的位能就可启动,这是其他电站不具备的优势。
三、抽水蓄能电站提高能源利用率
抽水蓄能电站的调峰填谷效益主要体现在提高电网中火电及其他电源的负荷率,使得火电和其他电源的能量得到充分利用。
电网中有了抽水蓄能电站,可使火电机组安全、稳定地运行,提高了利用小时,并减少频繁启动,节约能源,降低能耗;核电站可担任基本负荷稳定运行,借以提高电网和核电站本身的经济性和安全性;水电比重较大的电网可减少常规水电站汛期的弃水调峰,借以提高水能资源的利用率;风电比重较大的电网,可增加系统吸收的风电电量,使随机的不稳定电能变成可随时调用的可靠电能。
总之,抽水蓄能电站使得火电和其他类型电源发电量的利用率都得到提高,也使电能的质量提高了。
四、中国发展抽水蓄能电站的必要性
1、从安全上看,“全国联网”后远距离大容量输电,线路故障在所难免。
华中电网与川渝电网联网后就曾多次发生故障,说明电网规模越大,保证电网稳定和安全运行就越重要、也越困难。
因此,在电力联络点配置一定规模的启动、爬坡速度快的抽水蓄能电站作为保安电源,对电能输送过程中的故障做出快速反应,有利于电网的安全稳定运行。
2、从经济上看,“西电东送”输电距离远,送基荷比送峰荷电经济性好。
三峡水电站一带建设适量的抽水蓄能电站,可以利用其地理位置优势对“西电东送”中的低谷电或季节性电能进行“来料加工”,将其转化为优质的峰荷电能供给华中地区;另外,还可以与三峡、葛洲坝、水布垭等常规水电站配合运行,取得一定的补偿效益。
3、从节能减排上看,我国已进入能源结构调整快车道,发展可再生清洁能源如核电、风电、水电、太阳能已成为我国今后一段时期电力发展的主要方向,并要求电网有足够的调峰能力配套运行,但这些清洁可再生能源不具备或有较弱的调峰能力。
预计到2020年,我国总装机容量将超过16亿kW。
其中,火电比重下降到61.1%。
水电比重下降到17.7%,核电比例提高到5.1%,风电比重提高到8.8%,大量清洁可再生能源的建设,降低了电网综合调峰能力。
由此,建设适当规模的抽水蓄能电站配套运行,可提高系统调峰能力、促进电源结构优化调整,是我国新能源发展的重要组成部分。
五、结语
进入新世纪,我国电力行业“西电东送”、“南北互供”、“全国联网”使得电网稳定、安全运行越来越重要,也越来越困难。
抽水蓄能电站优越的顶峰平谷、调频、调相、事故备用、黑启动等性能对电网的稳定运行起到至关重要的作用,必将达到进一步的发展。
同时抽水蓄能电站促进了无调峰作用的清洁可再生能源发电站的建设,有利于节能减排,保护环境。