張 怡
(浙江水利水電學(xué)院 電氣工程學(xué)院,浙江 杭州 310018)
伴隨浙江經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí),浙江省電力行業(yè)持續(xù)保持健康發(fā)展態(tài)勢(shì),浙江省2016年用電量為3 873億kW·h(增長(zhǎng)8.98%),增幅在東部沿海各省中排名第一.根據(jù)《浙江省電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》,預(yù)計(jì)到2020年浙江全社會(huì)用電量將達(dá)4 320億kW·h,最大負(fù)荷將達(dá)到8 030萬(wàn)kW.與此同時(shí),負(fù)荷特性變化導(dǎo)致浙江電網(wǎng)的峰谷差在逐年增大,2015—2017年最大用電峰谷差分別達(dá)到2 339萬(wàn)kW、2 372萬(wàn)kW、2 642萬(wàn)kW.隨著風(fēng)、光發(fā)電等具有不確定運(yùn)行特性的新能源在浙江省的快速發(fā)展[1],浙江電網(wǎng)主力火電機(jī)組的調(diào)峰壓力在進(jìn)一步增大.
三門、秦山等大型核電基地的開發(fā)建設(shè),賓金、靈紹特高壓直流投產(chǎn)后受電規(guī)模的擴(kuò)大,都需要浙江電網(wǎng)具備充足的調(diào)峰、調(diào)頻、無(wú)功支撐及事故備用能力.抽水蓄能電站除具備以上能力外,還可作為局部受端電網(wǎng)的支撐電源,在配合風(fēng)、光、核等電源并網(wǎng)運(yùn)行的同時(shí),為電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)揮著重要作用[2-7].隨著浙江經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)用電需求的不斷增長(zhǎng),加快發(fā)展核電、風(fēng)光等可再生能源發(fā)電以及接受區(qū)外受電是浙江電力發(fā)展的主要途徑.伴隨核電、新能源的大規(guī)模投產(chǎn)以及區(qū)外受電的大幅增加,浙江電網(wǎng)對(duì)調(diào)峰容量的需求增長(zhǎng)明顯,調(diào)峰難題將更加凸顯,建設(shè)抽水蓄能電站是解決浙江電網(wǎng)調(diào)峰矛盾及確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的必要措施和有效途徑.
抽水蓄能電站主要由上水庫(kù)、輸水管道、廠房(多為地下)、尾水調(diào)壓室、尾水隧洞、下水庫(kù)、控制室、開關(guān)站及配套送出線路等幾個(gè)主要部分構(gòu)成,其機(jī)組兼具水泵和水輪機(jī)兩種工作方式,是目前電力系統(tǒng)中壽命周期最長(zhǎng)、容量最大、最為經(jīng)濟(jì)可靠的大型儲(chǔ)能系統(tǒng)[8].基本工作原理是在電力負(fù)荷低谷時(shí)機(jī)組運(yùn)行在水泵工作方式,將下水庫(kù)的水抽到上水庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ);電力負(fù)荷高峰時(shí)機(jī)組運(yùn)行在水輪機(jī)工作方式,將上水庫(kù)的水放到下水庫(kù)進(jìn)行發(fā)電,其能量轉(zhuǎn)換過程(見圖1)[9].
圖1 抽水蓄能電站能量轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)要示意圖
抽水蓄能電廠一次抽水發(fā)電的循環(huán)過程中,其抽水用電量EC與發(fā)電量EF分別表達(dá)為:
(1)
(2)
式中,V—實(shí)際庫(kù)容,m3;
H—平均揚(yáng)程(抽水工況)或平均水頭(發(fā)電工況),m;
ηF—運(yùn)行效率(發(fā)電工況),%;
ηC—抽水效率(抽水工況),%.
由以上公式可以得出,當(dāng)抽水蓄能電站一個(gè)循環(huán)過程中發(fā)電量EF一定時(shí),發(fā)電水頭H和實(shí)際庫(kù)容V成反比,也就是水頭H越大則所需庫(kù)容V越小,這意味著一般來(lái)說投資就越省.所以,抽水蓄能電站建設(shè)是向高水頭方向發(fā)展.另外,抽水蓄能電站通過兩次能量轉(zhuǎn)換將電網(wǎng)低谷時(shí)期的電能,轉(zhuǎn)換成峰荷時(shí)期的電能,也就是先用電能抽水到上水庫(kù),再將水放到下水庫(kù)來(lái)發(fā)電,其過程必然伴隨能量損耗,也就是發(fā)電量EF必然比抽水用電量EC小.
η定義為抽水蓄能電站綜合效率:
ηF·ηC=η1·η2·η3·η4·η5·η6·η7·η8
(3)
式中:
η1、η2、η3、η4—輸水系統(tǒng)、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器的工作效率(發(fā)電工況);
η5、η6、η7、η8—變壓器、電動(dòng)機(jī)、水泵和輸水系統(tǒng)的工作效率(抽水工況).
抽水蓄能電站綜合效率η是衡量其技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性的重要指標(biāo)之一,也稱為抽水蓄能電站總效率,對(duì)于目前主流的大中型抽水蓄能電站η值在一般在0.67~0.8之間,也就是抽水蓄能發(fā)電領(lǐng)域通常表述的“抽水用三度電換二度發(fā)電”或者“抽水用四度電換三度發(fā)電”.
抽水蓄能電站可在電網(wǎng)中承擔(dān)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相及緊急事故備用等任務(wù).世界上第一座抽水蓄能電站是一百多年前建造于瑞士的蘇黎世抽水蓄能電站,其裝機(jī)容量為515 kW.20個(gè)世紀(jì)60年代開始,抽水蓄能電站得到迅速發(fā)展.據(jù)統(tǒng)計(jì),1960年全世界抽水蓄能電站總裝機(jī)容量350萬(wàn)kW,2000年達(dá)到11 328萬(wàn)kW,40年增加了32倍,平均年增長(zhǎng)9.1%.世界上抽水蓄能電站發(fā)展最快、裝機(jī)容量最多的是日本,其次是美國(guó)、意大利、德國(guó)、法國(guó)、西班牙等,日本和美國(guó)抽水蓄能電站總裝機(jī)容量均已超過2 000萬(wàn)kW.
我國(guó)則是在20世紀(jì)60年代后期才開始研究抽水蓄能電站的開發(fā),于1968年和1973年先后建成崗南和密云兩座小型混合式抽水蓄能電站,裝機(jī)容量分別為11 MW和22 MW,相對(duì)于歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū),我國(guó)抽水蓄能電站的建設(shè)起步較晚.一直到20世紀(jì)90年代,隨著社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)的抽水蓄能電站建設(shè)才隨之步入快速發(fā)展的快車道.中國(guó)抽水蓄能電站經(jīng)過多年的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了裝機(jī)從0到超過2 000萬(wàn)kW、單機(jī)容量從幾兆瓦到35萬(wàn)kW、技術(shù)力量從國(guó)外引進(jìn)到自主化的逐步突破,其在電力系統(tǒng)中的作用和效益已得到廣泛認(rèn)可.截至2017年12月,中國(guó)抽水蓄能電站裝機(jī)容量已居世界第一,在運(yùn)規(guī)模2 849萬(wàn)kW,在建規(guī)模達(dá)3 871萬(wàn)kW;到2020年,運(yùn)行總?cè)萘繉⑦_(dá)4 000萬(wàn)kW.
2016年11月29日國(guó)家能源局發(fā)布的《水電發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出,發(fā)展水電是能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、確保能源安全、促進(jìn)貧困地區(qū)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的重要戰(zhàn)略舉措,要在保護(hù)好生態(tài)環(huán)境、妥善安置移民的前提下,積極穩(wěn)妥發(fā)展水電,科學(xué)有序開發(fā)大型水電,嚴(yán)格控制中小水電,加快建設(shè)抽水蓄能電站.規(guī)劃提出,“十三五”期間,全國(guó)新開工常規(guī)水電和抽水蓄能電站各6 000萬(wàn)kW左右,新增投產(chǎn)水電6 000萬(wàn)kW,2020年水電總裝機(jī)容量達(dá)到3.8億kW,其中常規(guī)水電3.4億kW,抽水蓄能4 000萬(wàn)kW.縱覽《規(guī)劃》,加快開發(fā)抽水蓄能電站建設(shè)無(wú)疑是“十三五”期間水電發(fā)展的重頭戲.一方面,加快推進(jìn)規(guī)劃站點(diǎn)建設(shè),即加快開工建設(shè)一批距離負(fù)荷中心近、促進(jìn)新能源消納、受電端電源支撐的抽水蓄能電站;另一方面,研究試點(diǎn)海水抽水蓄能,加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)研究,推動(dòng)建設(shè)海水抽水蓄能電站示范項(xiàng)目,填補(bǔ)我國(guó)該項(xiàng)工程空白.從“十三五”抽水蓄能電站發(fā)展布局上看,華東地區(qū)獨(dú)占鰲頭,重點(diǎn)布局在浙江、福建和安徽,規(guī)劃2020年裝機(jī)規(guī)模1 276萬(wàn)kW,“十三五”期間開工規(guī)模約1 600萬(wàn)kW.從宏觀形勢(shì)來(lái)看,浙江抽水蓄能電站建設(shè)將進(jìn)入快速發(fā)展期.
抽水蓄能機(jī)組的運(yùn)行工況主要有:停機(jī)、發(fā)電、抽水、旋轉(zhuǎn)備用、發(fā)電(調(diào)相)、抽水(調(diào)相)等.抽水蓄能機(jī)組運(yùn)行工況轉(zhuǎn)換組合相比常規(guī)火電機(jī)組更為復(fù)雜.同時(shí),其機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)特性優(yōu)良,工況間轉(zhuǎn)換的速率遠(yuǎn)較火電機(jī)組為快,調(diào)節(jié)性能火電機(jī)組難以比擬.圖2給出了抽水蓄能機(jī)組各工況的主要轉(zhuǎn)換流程圖.
圖2 抽水蓄能機(jī)組運(yùn)行工況及轉(zhuǎn)換圖
基于以上運(yùn)行工況,從目前浙江電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看,抽水蓄能電站的主要作用有:
(1)削峰填谷,提高浙江電網(wǎng)調(diào)峰能力,降低負(fù)荷峰谷差.浙江電網(wǎng)近年來(lái)調(diào)峰壓力持續(xù)凸顯,2015—2017年統(tǒng)調(diào)日最大峰谷差率分別為44.46%、48.23%、48.56%,呈增大趨勢(shì).預(yù)計(jì)2018年最大峰谷差率將達(dá)到48.5%以上,峰谷差將達(dá)到2 750萬(wàn)kW(2016年為2 642萬(wàn)kW),日均峰谷差1 920 萬(wàn)kW(2017年為1 858萬(wàn)kW),給電網(wǎng)運(yùn)行和電力平衡帶來(lái)較大困難.適量抽水蓄能電站調(diào)峰容量接入系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)削峰填谷,可以有效降低負(fù)荷峰谷差,緩解浙江以及華東電網(wǎng)調(diào)峰壓力[10-11].
(2)提高電網(wǎng)運(yùn)行靈活性和安全可靠性。抽水蓄能電站運(yùn)行靈活、啟動(dòng)快、動(dòng)態(tài)效益顯著,可參加網(wǎng)內(nèi)調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用,對(duì)優(yōu)化浙江電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)、提高無(wú)功電壓支撐水平、保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重大作用.抽水蓄能電站投運(yùn)后,可以有效解決不同運(yùn)行方式下重要輸電通道潮流超限問題,提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和靈活性,并緩解光伏、風(fēng)電等新能源大量接入電網(wǎng)后功率預(yù)測(cè)和調(diào)度管理困難問題.
(3)提高電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功儲(chǔ)備,改善電壓穩(wěn)定水平.抽水蓄能電站投產(chǎn)后可以充分挖掘其機(jī)組的動(dòng)態(tài)無(wú)功儲(chǔ)備,機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)可以增加浙江電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)無(wú)功調(diào)節(jié)能力,有效增強(qiáng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)事故后的緊急無(wú)功支援,提高電網(wǎng)抵御故障和快速恢復(fù)的能力,改善電壓穩(wěn)定水平.
(4)改善火電機(jī)組運(yùn)行條件,推進(jìn)清潔能源示范省建設(shè).燃煤火電機(jī)組可以為電網(wǎng)深度調(diào)峰運(yùn)行,但深度調(diào)峰經(jīng)濟(jì)性較差,且適應(yīng)負(fù)荷變化能力較差,無(wú)法滿足電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度的發(fā)展趨勢(shì).抽水蓄能電站投產(chǎn)后,可以減輕省內(nèi)燃煤機(jī)組的調(diào)峰壓力,避免燃煤機(jī)組頻繁或深度調(diào)峰,改善其運(yùn)行條件和減小機(jī)組煤耗,提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,有效促進(jìn)浙江省創(chuàng)建國(guó)家清潔能源示范省.
目前,浙江省已建成天荒坪(180 MW)、桐柏(1 200 MW)、仙居(1 500 MW)、溪口(80 MW)四座抽水蓄能電站,其中服務(wù)浙江電網(wǎng)的容量分別為天荒坪500 MW,桐柏540 MW,仙居1 310 MW,溪口80 MW,其余服務(wù)于華東電網(wǎng).2014年長(zhǎng)龍山抽水蓄能電站(天荒坪二期,2100MW,其中700 MW服務(wù)浙江電網(wǎng))已開工建設(shè).截至2017年底,浙江省已建、在建抽水蓄能電站總裝機(jī)容量為6 680 MW,其中服務(wù)浙江電網(wǎng)容量為3 130 MW(計(jì)及長(zhǎng)龍山).抽蓄電站為浙江電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了重要作用,也為華東電網(wǎng)做出了重要貢獻(xiàn).此外,浙江寧海抽水蓄能電站(1 400 MW)、縉云抽水蓄能電站(1 800 MW)已進(jìn)入前期建設(shè)階段;磐安抽水蓄能電站(規(guī)劃1 200 MW),衢江抽水蓄能電站(規(guī)劃1 200 MW)兩項(xiàng)目前期工作基本完成,即將進(jìn)入開工核準(zhǔn)階段.浙江已建、在建、規(guī)劃的主要抽水蓄能電站簡(jiǎn)表(見表1).
表1 浙江已建、在建、規(guī)劃的主要抽水蓄能電站簡(jiǎn)況
國(guó)家發(fā)展改革委《關(guān)于抽水蓄能電站建設(shè)管理有關(guān)問題的通知》(發(fā)改能源[2004]71號(hào))和《關(guān)于促進(jìn)抽水蓄能電站健康有序發(fā)展有關(guān)問題的意見》(發(fā)改能源[2014]2482號(hào))兩份文件,明確了大型抽水蓄能電站原則上由電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)企業(yè)建設(shè)和管理,具體規(guī)模、投資與建設(shè)條件由國(guó)務(wù)院投資主管部門嚴(yán)格審批,其建設(shè)和運(yùn)行成本納入電網(wǎng)運(yùn)行費(fèi)用統(tǒng)一核定.同時(shí)要逐步建立引入社會(huì)資本的多元市場(chǎng)化投資體制機(jī)制,積極開展抽水蓄能電站建設(shè)運(yùn)營(yíng)管理體制機(jī)制創(chuàng)新研究和改革試點(diǎn).浙江作為抽水蓄能電站建設(shè)任務(wù)重、新能源開發(fā)集中的省份,被國(guó)家列為深入開展抽水蓄能電站建管體制和運(yùn)營(yíng)機(jī)制創(chuàng)新改革研究的試點(diǎn)省份,按照“誰(shuí)受益、誰(shuí)承擔(dān)”的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)則走出一條抽水蓄能市場(chǎng)化的道路,這為抽水蓄能電站在浙江的建設(shè)發(fā)展帶來(lái)了重大機(jī)遇[12].
經(jīng)過多年的發(fā)展,抽水蓄能電站已經(jīng)根據(jù)我國(guó)電力體制和自身運(yùn)營(yíng)特點(diǎn),摸索出一些適合自身生存發(fā)展的運(yùn)營(yíng)管理模式,積累了一些經(jīng)驗(yàn).國(guó)內(nèi)抽水蓄能電站運(yùn)營(yíng)模式目前有三種:
(1)獨(dú)立經(jīng)營(yíng):抽水蓄能電站作為獨(dú)立的發(fā)電公司,按國(guó)家批準(zhǔn)的上網(wǎng)電價(jià)和計(jì)劃發(fā)電量運(yùn)營(yíng),自負(fù)盈虧;
(2)租賃:抽水蓄能電站建成后,以租賃形式交付給電網(wǎng)公司或網(wǎng)內(nèi)主要發(fā)電公司運(yùn)營(yíng),保證電站正常的還本付息;
(3)電網(wǎng)統(tǒng)一經(jīng)營(yíng):抽水蓄能電站由電網(wǎng)企業(yè)建設(shè)和運(yùn)營(yíng),作為整個(gè)電網(wǎng)的一部分進(jìn)行管理.
從目前來(lái)看,國(guó)內(nèi)選擇獨(dú)立經(jīng)營(yíng)模式的抽水蓄能電站,普遍具有相對(duì)良好的收益能力.考慮抽水蓄能電站在浙江的發(fā)展實(shí)際,浙江已投運(yùn)的抽水蓄能電站大多采取獨(dú)立經(jīng)營(yíng)為主的運(yùn)營(yíng)模式,其優(yōu)點(diǎn)主要有:
(1)有利于廣泛快速吸收借鑒國(guó)內(nèi)外抽水蓄能電站成功運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn).此模式下電站作為獨(dú)立發(fā)電公司擁有充足的生產(chǎn)自主權(quán),具備完整的成本核算體系和較強(qiáng)的電價(jià)補(bǔ)償機(jī)制,有利于激發(fā)電站的生產(chǎn)積極性;
(2)有利于作為獨(dú)立法人單位從省內(nèi)主管部門處爭(zhēng)取到合理的銷售電價(jià).可參照發(fā)電企業(yè)的定價(jià)原則,按照合理的投資及經(jīng)營(yíng)成本加合理利潤(rùn)的定價(jià)模式確定電站的投資回報(bào),進(jìn)而在省公司的銷售電價(jià)中予以明確;
(3)有利于強(qiáng)化成本管理,提高系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)效率.通過自主經(jīng)營(yíng),獨(dú)立核算,可以有效增強(qiáng)抽水蓄能電站的經(jīng)營(yíng)能力,強(qiáng)化成本控制,最終體現(xiàn)為系統(tǒng)效率的提高.
從電價(jià)制度來(lái)看,抽水蓄能電站電價(jià)模式,實(shí)施由物價(jià)管理部門核定的具有獨(dú)立上網(wǎng)電價(jià)和抽水電價(jià)的電價(jià)模式.現(xiàn)行抽水蓄能電站有兩種電價(jià)核算方式.
(1)一部制電價(jià)
國(guó)家按照長(zhǎng)期邊際成本法計(jì)算核定抽水蓄能電站的抽水電價(jià)、上網(wǎng)電價(jià)和年度發(fā)電計(jì)劃.以此為基準(zhǔn)以純電量作為計(jì)價(jià)標(biāo)的,蓄能電站根據(jù)純發(fā)電量獲得利潤(rùn),并承擔(dān)一定的電價(jià)審批和市場(chǎng)變化的風(fēng)險(xiǎn).若抽水蓄能電站所在電網(wǎng)的峰谷電價(jià)較大,采用此種方式比較適宜.這種核算方式只反映抽水蓄能電站部分靜態(tài)效益(調(diào)峰效益),要求發(fā)電商承擔(dān)所有風(fēng)險(xiǎn),對(duì)抽水蓄能電站發(fā)展較為不利.
(2)兩部制電價(jià)
抽水蓄能電站電價(jià)由容量電價(jià)和電量電價(jià)兩部份構(gòu)成.容量電價(jià)為發(fā)電機(jī)組容量電價(jià),主要考慮電站固定成本和合理收益來(lái)確定,是蓄能電站獲取收入的主要來(lái)源.電量電價(jià)為抽水蓄能發(fā)電量產(chǎn)生的收益,主要考慮電站抽水電費(fèi)、維護(hù)等變動(dòng)成本和一小部分固定成本來(lái)確定,是蓄能電站收入的另一部分來(lái)源.此電價(jià)模式可較為充分體現(xiàn)抽水蓄能電站的動(dòng)態(tài)效益,有力激發(fā)各方資金對(duì)投資建設(shè)抽水蓄能電站的積極性.目前,兩部制電價(jià)在浙江省天荒坪、溪口抽水蓄能電站均已得到成功應(yīng)用.
根據(jù)《浙江省“十二五”電力發(fā)展規(guī)劃》,2020年全社會(huì)最高負(fù)荷為10 200萬(wàn)kW,峰谷差將高達(dá)3 700萬(wàn)kW左右.通過對(duì)全省調(diào)峰容量平衡,2020年前在考慮已、在建抽水蓄能機(jī)組容量的基礎(chǔ)上尚需再新增抽水蓄能機(jī)組3 700~7 000 MW左右.此外,浙江省抽水蓄能站址資源和建設(shè)條件較好,而鄰近上海市無(wú)蓄能資源、江蘇蓄能資源條件較差,初步測(cè)算,2020年前浙江省擬新增外供抽水蓄能機(jī)組容量2 600 MW.綜合分析,浙江省抽水蓄能電站在現(xiàn)已建、在建4 580 MW的基礎(chǔ)上,需新增3 700~7 000 MW容量,再考慮新增外送2 600 MW,2020年前共需新增抽水蓄能電站容量6 300~9 600 MW(其中含長(zhǎng)龍山電站2 100 MW).浙江新建抽水蓄能電站宜采用獨(dú)立發(fā)電商管理模式,電價(jià)上采用兩部制電價(jià)模式.此模式符合國(guó)家電力體制改革方向,電網(wǎng)企業(yè)能夠得到亟需的調(diào)峰容量,發(fā)電企業(yè)也可以取得合理的回報(bào),抽水蓄能行業(yè)可以實(shí)現(xiàn)良性、可持續(xù)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)多方共贏.
浙江省抽水蓄能站址資源十分豐富,裝機(jī)容量在30萬(wàn)kW以上的站址共47處,可建總規(guī)模達(dá)6120萬(wàn)千瓦,其中裝機(jī)容量100萬(wàn)kW以上的站址36處,浙江省抽水蓄能站址總量、建設(shè)條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)在國(guó)內(nèi)首屈一指.根據(jù)浙江電網(wǎng)2025年調(diào)峰容量平衡分析預(yù)計(jì),抽水蓄能容量合理的配置規(guī)模約為10 000 MW左右,浙江在已有的6 680 MW容量基礎(chǔ)上尚需新增較大規(guī)模的抽水蓄能容量.浙江省抓緊規(guī)劃建設(shè)新一輪抽水蓄能電站已顯非常必要和緊迫.
抽水蓄能電站由于運(yùn)行工況多樣,切換快速靈活,可作為削峰填谷、調(diào)頻調(diào)壓、正常和事故備用以及完成黑啟動(dòng)等多種功能的特殊電源,是目前電力系統(tǒng)最具經(jīng)濟(jì)性的大規(guī)模儲(chǔ)能設(shè)施.總體來(lái)說,浙江未來(lái)抽水蓄能電站的發(fā)展趨勢(shì)是:
(1)高水頭化
高水頭可以帶來(lái)更高的轉(zhuǎn)速,增大單機(jī)容量和減小機(jī)組尺寸,實(shí)現(xiàn)投資節(jié)省.在抽水蓄能建設(shè)勘探設(shè)計(jì)階段,只要條件允許就應(yīng)選擇水頭盡可能高的站址,確保后續(xù)抽水蓄能電站具有較高的效益.
(2)大容量化
電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大、調(diào)峰難題的出現(xiàn)都需要抽水蓄能機(jī)組具有更大的單機(jī)容量.同樣電站容量下,單機(jī)容量大則機(jī)組臺(tái)數(shù)就少,有利于減少機(jī)電設(shè)備造價(jià)和簡(jiǎn)化電站控制系統(tǒng),為電站后期運(yùn)維打下良好基礎(chǔ).
(3)高轉(zhuǎn)速化
相比傳統(tǒng)常規(guī)水電,抽水蓄能機(jī)組的轉(zhuǎn)子運(yùn)行速度高很多.較高的水輪機(jī)線速度取決于采用較大的轉(zhuǎn)輪直徑或較高的轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)輪直徑過大意味著配套投資加大,現(xiàn)代設(shè)計(jì)趨勢(shì)是控制轉(zhuǎn)輪直徑尺寸而盡量提高轉(zhuǎn)速,這也是未來(lái)抽水蓄能機(jī)組發(fā)展方向.
適量配置抽水蓄能電站,可降低調(diào)峰機(jī)組的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用、延長(zhǎng)其機(jī)組壽命;可減輕風(fēng)光等隨機(jī)電源并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響,提高電網(wǎng)對(duì)風(fēng)光等新能源的消納水平和電網(wǎng)安全穩(wěn)定性.浙江省抽水蓄能站址資源豐富,抽水蓄能電站在未來(lái)浙江電網(wǎng)運(yùn)行中將大有可為.