抽水蓄能電站是電力系統(tǒng)中最可靠、最經濟、壽命周期長、容量大、技術最成熟的儲能裝置,是新能源發(fā)展的重要組成部分。
抽水蓄能電站利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫,在電力負荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電的水電站,又稱蓄能式水電站。它可將電網負荷低時的多余電能,轉變?yōu)殡娋W高峰時期的高價值電能,還適于調頻、調相,穩(wěn)定電力系統(tǒng)的周波和電壓,且宜為事故備用,還可提高系統(tǒng)中火電站和核電站的效率。我國抽水蓄能電站的建設起步較晚,但由于后發(fā)效應,起點卻較高,近年建設的幾座大型抽水蓄能電站技術已處于世界先進水平。
抽水蓄能電站是電力系統(tǒng)中最可靠、最經濟、壽命周期長、容量大、技術最成熟的儲能裝置,是新能源發(fā)展的重要組成部分。通過配套建設抽水蓄能電站,可降低核電機組運行維護費用、延長機組壽命;有效減少風電場并網運行對電網的沖擊,提高風電場和電網運行的協(xié)調性以及電網運行的安全穩(wěn)定性。
隨著并網核電及新能源機組(風電、太陽能等)越來越多,電網出現新的穩(wěn)定問題:一是夜間定常運行發(fā)電設備增加;二是新能源在電網中的占比越來越大,電網的穩(wěn)定性面臨更大挑戰(zhàn)。變速抽水蓄能機組具有自動跟蹤電網頻率變化和高速調節(jié)有功功率等優(yōu)越性,一方面,可根據風電等新能源出力過程,調節(jié)水泵輸入功率,更靈活地跟蹤電網頻率,在保證電網安全穩(wěn)定運行的前提下提高新能源利用率;另一方面,機組調節(jié)速率提高,可更好地跟蹤風電等穩(wěn)定性差電源的出力過程,從而減小新能源電源對電網的沖擊。
此外,可變速機組還可以使水輪機在各出力下運行在高效率區(qū),提高了水輪機效率;由于可變速機組可運行水頭范圍增大,可以降低上水庫大壩高度,節(jié)省建設成本。更具優(yōu)勢的是變速機優(yōu)良的調節(jié)性能,變速機組在響應時間、調節(jié)速度方面明顯優(yōu)于定速機組。變速機組可以在0.25s內調整水泵入力±5%,調整水輪機出力±10%。日本大河內電站(1993年完成改造,2臺可變速機組)400MW變速機組0.2s內可改變輸出功率32MW或輸入功率80MW。現階段世界上共有34臺可變速機組在運或在建,其中日本15臺,瑞士10臺,斯洛文尼亞1臺,德國2臺(有4臺在建),葡萄牙2臺,中國在這方面尚屬空白。
上世紀90年代,隨著改革開放的深入,國民經濟快速發(fā)展,抽水蓄能電站建設也進入了快速發(fā)展期。先后興建了廣蓄一期、北京十三陵、浙江天荒坪等幾座大型抽水蓄能電站。“十五”期間,又相繼開工了張河灣、西龍池、白蓮河等一批大型抽水蓄能電站。
我國抽水蓄能電站建設雖然起步比較晚,但由于后發(fā)效應,起點卻較高,已經建設的幾座大型抽水蓄能電站技術已處于世界先進水平。例如:廣州一、二期抽水蓄能電站總裝機容量2400MW,為世界上最大的抽水蓄能電站;天荒坪與廣州抽水蓄能電站機組單機容量300MW,額定轉速500r/min,額定水頭分別為526m和500m,已達到單級可逆式水泵水輪機世界先進水平;西龍池抽水蓄能電站單級可逆式水泵水輪機組最大揚程704m,僅次于日本葛野川和神流川抽水蓄能電站機組。十三陵抽水蓄能電站上水庫成功采用了全庫鋼筋混凝土防滲襯砌,滲漏量很小,也處于世界領先水平。天荒坪、張河灣和西龍池抽水蓄能電站采用現代瀝青混凝土面板技術全庫盆防滲,處于世界先進水平。
根據中研普華產業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國抽水蓄能電站行業(yè)深度剖析研究與投資分析預測報告》顯示:
抽水蓄能電站就是為了解決電網高峰、低谷之間供需矛盾而產生的,是間接儲存電能的一種方式。它利用下半夜過剩的電力驅動水泵,將水從下水庫抽到上水庫儲存起來,然后在次日白天和前半夜將水放出發(fā)電,并流入下水庫。在整個運作過程中,雖然部分能量會在轉化時流失,但相比之下,使用抽水蓄能電站仍然比增建煤電發(fā)電設備來滿足高峰用電而在低谷時壓荷、停機這種情況來得便宜,效益更佳。除此以外,抽水蓄能電站還能擔負調頻、調相和事故備用等動態(tài)功能。因而抽水蓄能電站既是電源點,又是電力用戶;并成為電網運行管理的重要工具,是確保電網安全、經濟、穩(wěn)定生產的支柱。抽水蓄能電站有發(fā)電和抽水兩種主要運行方式,在兩種運行方式之間又有多種從一個工況轉到另一工況的運行。
根據市場調研數據分析,2018-2022年中國抽水蓄能發(fā)電設備市場規(guī)模呈現逐年增長趨勢,2022年市場規(guī)模為931億元,同比增長21.7%。2018-2022年中國抽水蓄能發(fā)電下游應用規(guī)模呈現逐年增長趨勢,2022年市場規(guī)模為1387億元,同比增長19.8%。2018-2022年中國抽水蓄能電站市場營收呈現逐年增長趨勢,2022年市場規(guī)模為859億元,同比增長13.8%。2018-2022年中國抽水蓄能裝機總量呈現逐年增長趨勢,2022年市場規(guī)模為43GW,同比增長19.4%。
2022年3月17日,國家電網浙江泰順、江西奉新兩座抽水蓄能電站工程同時開工建設。總投資73億元的抽水蓄能電站在陽泉開建。3月11日,陽泉市盂縣上社140萬千瓦抽水蓄能電站項目地質勘探開工儀式舉行,標志著該項目地質勘探工作全面鋪開。2022年7月5日,“十四五”時期,東北地區(qū)首個抽水蓄能電站,國家電網黑龍江尚志抽水蓄能電站開工建設,該電站計劃于2029年竣工投產。9月,“十四五”粵港澳大灣區(qū)首個抽水蓄能電站開工。
2022年12月19日上午,石家莊市2022年度投資最大的百億元產業(yè)項目——河北靈壽抽水蓄能電站項目開工建設。該項目位于靈壽縣寨頭鄉(xiāng)、陳莊鎮(zhèn)境內,裝機容量140萬千瓦,項目總投資100.05億元,建設期限為2022年至2027年。項目建成后,主要服務于河北南部電網。2023年7月12日,甘肅永昌抽水蓄能電站項目開工建設。近日,山東文登抽水蓄能電站6號機組結束15天考核試運行,正式投入使用,標志著山東省裝機規(guī)模最大的抽水蓄能電站全面發(fā)電。
由于抽水蓄能是現階段技術最成熟、經濟性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調節(jié)電源,與風電、太陽能發(fā)電、核電、火電等配合效果較好。全球主要國家/地區(qū)仍對發(fā)展抽水蓄能產業(yè)持積極態(tài)度。據IHA預測,至2025年,全球抽水蓄能累計裝機規(guī)模將達208GW,至2030今年,累計裝機規(guī)模將達239GW。
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2023-2028年中國抽水蓄能電站行業(yè)深度剖析研究與投資分析預測報告
抽水蓄能電站利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫,在電力負荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電的水電站,又稱蓄能式水電站。它可將電網負荷低時的多余電能,轉變?yōu)殡娋W高峰時期的高價值電能,還適于...
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