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科普丨抽水蓄能电站解读
来源:电力专家联盟 | 作者:综电科技网 | 发布时间: 2021-06-22 | 51 次浏览 | 分享到:
什么是抽水蓄能电站抽水蓄能电站与一般的水力发电站有许多相同之处,也有许多不同之处,抽水蓄能电站有上水库,上水库水可流向下方的水轮发电机,推动水轮发电机发电,这是相同之处;但抽水蓄能电站有下水库,推动水轮发电机发电后的水不是随便流走,是储存在下水库,抽水蓄能电站还可以把下水库的水泵到上水库,这是最大的不同,也就是说,抽水蓄能电站的水流是双向运行的。


抽水蓄能电站主要组成

目前抽水蓄能电站使用的水轮机是双向可逆的,即可作为水轮机使用也可作为水泵使用,又称之为水泵水轮机;抽水蓄能电站的电机也是双向运转的,既可以作为发电机又可以作为电动机使用,称之为电动发电机。上水库的水流向下水库时推动水泵水轮机旋转,带动电动发电机发电向电网输电;使用电网的电驱动电动发电机旋转,带动水泵水轮机把下水库的水泵到上水库。

抽水蓄能电站把下水库的水泵到上水库,消耗了电能,到上水库的水具有了势能,储存在上水库的水相当于储存了电能,上水库的水向下流时推动水轮发电机组发电就是释放电能。抽水蓄能电站的双向运转、停机切换速度相当快(数十秒即可完成),而且一个抽水蓄能电站往往有几台机组,通过切换可实现从较小容量到满容量的选择。

抽水蓄能电站的作用

下图是抽水蓄能电站双向工作示意图,在白天和前半夜,电网处于用电高峰,上水库放水,可逆式机组切换为发电工况,水通过可逆式机组到下水库,将水的势能转化为电能,向电网输送,补充用电高峰时电力不足;到后半夜,电网处于用电低谷,将机组切换为抽水机工况,利用电网中多余的电能,将下水库的水抽向上水库。

抽水蓄能电站双向工作示意图

下图是抽水蓄能电站一个理想的日运行图,横虚线下方为火电、核电等电厂的发电量,在用电低谷时(蓝色部分)把电网中多余的电能转化为水的势能储存在上水库中,相当于储存电网中多余的电能;到用电高峰,上水库放水,将水的势能通过发电机转化为电能,向电网输送(红色部分)。水库中的水多次使用,与两机组一起,完成能量的多次转化,实现了对电网的调峰。

抽水蓄能电站的日运行图

当然,抽水蓄能电站也有效率,一般来说只有75%的电量能被重新返回,即使这样也是合算的,因为它迅速灵活的调峰功能避免了火电机组的高煤耗运行与设备损耗,减少了环境污染,保障了电力供应。

抽水蓄能电站除了调峰功能外,它能对电力系统的负荷变化作出迅速反应,对电力系统的频率、相位也能起到很好的调整作用。有了抽水蓄能电站可以使电网成为高质量、稳定的电网。

抽水蓄能电站特点

1.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。

2.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。

3.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;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。

4.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。

5.抽水蓄能具有多重效益。抽水蓄能电站不仅具有调峰填谷的静态效益,而且由于其启动迅速,运行灵活,特别适宜在电力系统中承担调频、调相、负荷备用和事故备用等“动态”任务,以满足系统运行需要,从而产生动态效益。

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