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科普丨抽水蓄能電站解讀
來源:電力專家聯盟 | 作者:綜電科技網 | 發布時間: 2021-06-22 | 469 次瀏覽 | 分享到:
什么是抽水蓄能電站抽水蓄能電站與一般的水力發電站有許多相同之處,也有許多不同之處,抽水蓄能電站有上水庫,上水庫水可流向下方的水輪發電機,推動水輪發電機發電,這是相同之處;但抽水蓄能電站有下水庫,推動水輪發電機發電后的水不是隨便流走,是儲存在下水庫,抽水蓄能電站還可以把下水庫的水泵到上水庫,這是最大的不同,也就是說,抽水蓄能電站的水流是雙向運行的。


抽水蓄能電站主要組成

目前抽水蓄能電站使用的水輪機是雙向可逆的,即可作為水輪機使用也可作為水泵使用,又稱之為水泵水輪機;抽水蓄能電站的電機也是雙向運轉的,既可以作為發電機又可以作為電動機使用,稱之為電動發電機。上水庫的水流向下水庫時推動水泵水輪機旋轉,帶動電動發電機發電向電網輸電;使用電網的電驅動電動發電機旋轉,帶動水泵水輪機把下水庫的水泵到上水庫。

抽水蓄能電站把下水庫的水泵到上水庫,消耗了電能,到上水庫的水具有了勢能,儲存在上水庫的水相當于儲存了電能,上水庫的水向下流時推動水輪發電機組發電就是釋放電能。抽水蓄能電站的雙向運轉、停機切換速度相當快(數十秒即可完成),而且一個抽水蓄能電站往往有幾臺機組,通過切換可實現從較小容量到滿容量的選擇。

抽水蓄能電站的作用

下圖是抽水蓄能電站雙向工作示意圖,在白天和前半夜,電網處于用電高峰,上水庫放水,可逆式機組切換為發電工況,水通過可逆式機組到下水庫,將水的勢能轉化為電能,向電網輸送,補充用電高峰時電力不足;到后半夜,電網處于用電低谷,將機組切換為抽水機工況,利用電網中多余的電能,將下水庫的水抽向上水庫。

抽水蓄能電站雙向工作示意圖

下圖是抽水蓄能電站一個理想的日運行圖,橫虛線下方為火電、核電等電廠的發電量,在用電低谷時(藍色部分)把電網中多余的電能轉化為水的勢能儲存在上水庫中,相當于儲存電網中多余的電能;到用電高峰,上水庫放水,將水的勢能通過發電機轉化為電能,向電網輸送(紅色部分)。水庫中的水多次使用,與兩機組一起,完成能量的多次轉化,實現了對電網的調峰。

抽水蓄能電站的日運行圖

當然,抽水蓄能電站也有效率,一般來說只有75%的電量能被重新返回,即使這樣也是合算的,因為它迅速靈活的調峰功能避免了火電機組的高煤耗運行與設備損耗,減少了環境污染,保障了電力供應。

抽水蓄能電站除了調峰功能外,它能對電力系統的負荷變化作出迅速反應,對電力系統的頻率、相位也能起到很好的調整作用。有了抽水蓄能電站可以使電網成為高質量、穩定的電網。

抽水蓄能電站特點

1.實現了電能的有效存儲,并將電能在時間上重新分配,有效調節了電力系統生產、供應、使用之間的動態平衡。

2.是以水為介質的清潔能源電源,并具備啟停迅速、運行靈活可靠、可快速響應負荷變化的優勢。

3.抽水蓄能電站一般與火電、核電、風電等配合運行,因其有調峰、填谷和承擔旋轉備用的作用,可減少火電機組開停機次數,節省額外的燃料消耗;提高系統對風電、太陽能發電等波動性電源的消納能力,充分利用清潔的可再生能源。

4.抽水蓄能電站造價不高,根據電力系統負荷、電源的分布情況,合理配置抽水蓄能電站,可減小電網潮流,在降低系統事故率、提高供電可靠性的同時,節省電力系統總運行費用。

5.抽水蓄能具有多重效益。抽水蓄能電站不僅具有調峰填谷的靜態效益,而且由于其啟動迅速,運行靈活,特別適宜在電力系統中承擔調頻、調相、負荷備用和事故備用等“動態”任務,以滿足系統運行需要,從而產生動態效益。

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