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开工|陕西镇安抽水蓄能电站开工(附抽水蓄能基础知识)

来源:中国能源报

发布时间:2016年08月08日

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8月5日,陕西镇安抽水蓄能电站工程开工动员会在陕西省镇安县召开。国家电网公司董事长舒印彪出席会议并讲话,陕西省省委书记娄勤俭、省长胡和平等有关领导共同出席开工仪式。

 

“镇安抽水蓄能电站工程,是国家电网公司全面贯彻党中央、国务院关于稳增长、调结构、惠民生决策部署,认真落实习近平总书记关于能源‘四个革命’重要论述,促进供给侧结构性改革、能源结构调整和西部大开发战略实施的重要项目,是我国西北地区开工建设的首个抽蓄电站工程。”舒印彪在开工动员大会上表示。

 

促进供给侧结构性改革,服务革命老区振兴发展

 

陕西镇安是革命老区,位于鄂豫陕革命根据地中心区域。据了解,镇安抽水蓄能电站装机容量140万千瓦,安装4台35万千瓦可逆式水泵水轮发电机组,以330千伏电压接入陕西电网,工程投资88.5亿元,计划于2023年竣工投产。预计该工程的建设将拉动GDP增长45亿元,增加电工装备制造业产值37亿元,提供就业岗位约1.37万个。工程投运后,每年创造利税约1.5亿元,带动旅游业综合发展,在服务当地经济社会发展和革命老区建设、全面打赢脱贫攻坚战、促进民生改善中发挥重要作用,并将推进抽水蓄能设备国产化,推动装备制造业转型升级。

 

另外,该工程投产后,还可实现与西北地区火电、风电、太阳能发电的联合协调运行,减少机组调停,每年促进消纳富余风电、太阳能发电量12亿千瓦时,有效缓解西北地区窝电和弃风、弃光问题。同时,抽水蓄能电站能够替代一定容量的煤电机组,提高网内运行机组的整体经济性,明显降低电力系统单位能耗水平,年均节约标煤约11.7万吨,减排二氧化碳约30.5万吨,二氧化硫约0.28万吨,具有显著的经济效益和环保效益。

 

  优化陕西电源结构,提高电力安全可靠性

 

舒印彪指出:“抽蓄电站具有启动灵活、负荷调节速度快、填谷储能能力强等显著优势,是目前电力系统中可靠性高、经济性好、技术成熟的大容量调峰和储能技术。建设抽水蓄能电站对于加快建设坚强智能电网、促进节能减排、服务经济社会发展具有重要意义。”

 

目前,陕西电源结构以火电机组为主,灵活电源比例严重偏低。在西北区域内,陕西、宁夏电网以火电为主,青海电网以水电为主,长期以来,陕甘青宁电网实行水火互济,青海、甘肃的水电为陕西电网调峰作出了重要贡献。但随着甘肃、青海的风能和太阳能的大规模开发,甘肃、青海的调峰容量将不足自给。陕西电网调峰问题已日益突出,尤其缺乏快速反应和跟踪负荷的电源,迫切需要优化电源结构,配置一定规模的快速反应电源。

 

根据我国能源资源禀赋和“西电东送、北电南供”的电力流向和规模,国家电网规划2020年建成东部、西部同步电网,总体形成送、受端结构清晰,交、直流协调发展的骨干网架,到2025年,国家电网建成统一同步电网。在电力系统中配备足够容量的抽水蓄能电站,启停灵活、反应快速,可以有效提升大电网综合防御能力,保障电网安全稳定运行。

 

目前,国家电网公司抽水蓄能电站在运装机容量1713.5万千瓦,在建装机容量1802.5万千瓦。预计2017年左右,我国抽水蓄能装机容量将达到3300万千瓦,超过美国成为世界上抽水蓄能电站第一大国。“十三五”期间,我国将继续加快特高压电网建设,清洁能源也将继续快速发展,预计2020年,我国风电、太阳能发电装机将分别达到2.4亿千瓦、1.5亿千瓦,这必然要求系统调节能力和保障手段的同步增强。加快建设抽水蓄能电站在保障能源电力安全、促进清洁能源消纳、提高能效、治理雾霾、拉动经济增长、服务民生中的战略意义和全局影响更加凸显。

 

  附1:抽水蓄能基础知识

 

目前的储能装置大体可分为机械储能(抽水蓄能、压缩空气、飞轮)、电磁储能(超导、电容器)和化学储能(电池)。相比于其它储能方式,抽水储能以其资金投入少、设备寿命长、储能规模大、转换效率高、技术成熟、运行条件简便、清洁环保等特点,因而得到了快速发展和广泛应用,是目前电力系统中最成熟、最实用的大规模储能方式。

 

一、抽水蓄能电站特点

 

抽水蓄能电站是通过把低处的水抽到高处来蓄集能量,待电力系统需要时再发电的水电站。它把电网负荷低谷时多余的电能转化为水的势能储存起来,在负荷高峰时将水的势能转化为电能,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。

 

由于它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,适合承担系统调频及快速跟踪负荷、备用、无功调节和黑启动等辅助服务。抽水蓄能电站的上、下水库水位随发电、抽水工况的转换而有所变动,在整个转换过程中基本不耗水,但损失部分能量。


  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,保障核电站平稳运行,延长核电机组运行寿命;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。

 

抽水蓄能电站可以分为不同的类型。按开发方式,电站可划分为纯抽水蓄能电站和混合式抽水蓄能电站;按调节周期可分为日调节、周调节、季调节抽水蓄能电站。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。

 

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。另外,抽水蓄能电站运行减少了系统燃料消耗,也就相应减少了污染物排放及其治理费用,不仅自身清洁,而且具有一定的环境效益;由于抽水蓄能电站具有调相功能,可相应减少系统需要配置的无功补偿设备,从而减少相应设备的建设费用。

 

  二、抽水蓄能电站结构

 

抽水蓄能电站通常由具有一定落差的上、下水库和输水发电系统组成。

 

上水库一般建在高程较高、库盆封闭性比较好、库周边平顺、库岸山体雄厚、库周边垭口少、库区开阔、坝址河谷较窄的地方。下水库一般由挡水建筑物和泄水建筑物组成,有时可利用已有的水库。连接上下水库的就是水道系统,一般由上水库进出水口、引水隧洞、引水调压室、高压管道、尾水隧洞、下水库进出水口等组成。水道一般沿着山体埋设在地下。

 

核心区是电站的厂房系统,一般包括主厂房、副厂房、主变压器室、开关站及出线场,以及母线洞、出线洞、进厂交通洞、通风洞、排水廊道等附属洞室等。主厂房、副厂房、主变压器室等常置于地下,开关站及出线场布置于地面或地下洞室。

 

  三、我国抽水蓄能电站发展

 

我国抽水蓄能电站的发展,始于20世纪60年代后期。经过20世纪70年代的初步探索,80年代的深入研究论证和规划设计,我国抽水蓄能电站的兴建逐步进入蓬勃发展时期。

 

目前,我国已积累了丰富的抽水蓄能电站建设经验,掌握了较先进的机组制造技术,电站的整体设计、制造和安装技术更是达到了国际先进水平。另外,蓄能机组设备的国产化进程正在加快,设备安装水平也在继续提高。

 

从地理分布来看,我国的第一批抽水蓄能电站主要分布在经济较为发达的东中部地区。随着我国西部、北部大型风电基地、太阳能发电基地的建设,迫切需要在送端地区也配套建设调峰能力强、储能优势突出、经济性好,且能提高输电线路经济性的抽水蓄能电站。同时,随着东中部地区的经济的继续发展,也对保障大电网安全稳定运行也提出了更高的要求。可以预见,我国抽水蓄能电站正在迎来新一轮的建设高潮。

 

  附2:陕西镇安抽水蓄能电站简介

 

陕西镇安抽水蓄能电站项目于2016年3月获得核准。站址位于陕西省商洛市镇安县月河镇,距西安市134公里,地理位置适中。镇安抽蓄是陕西电网第一座抽水蓄能电站。

 

电站项目总投资88.51亿元,总装机容量为140万千瓦,安装4台35万千瓦可逆式水泵水轮发电机组,设计年平均发电量23.41亿千瓦时,年抽水电量31.21亿千瓦时。电站由上水库、输水系统、地下厂房、地面开关站及下水库等建筑物组成。电站通过330千伏线路接入陕西电网。

 

电站建成后,将承担陕西电网的调峰、填谷、调频、调相和紧急事故备用任务,在提高系统安全可靠性和运行经济性的同时,促进风电等可再生能源的合理消纳和节能减排,同时,电站还可改善当地环境状况,发展旅游业,为当地创造劳动就业机会,从而带动当地经济发展。

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