12月20日,随着白鹤滩水电站最后一台机组正式投产发电。标志着我国全面建成世界最大清洁能源走廊。6座巨型梯级水电站总装机容量达7169.5万千瓦,创造了无数个世界第一。其实,在我们身边正在建设的水电站,其重要意义比这六座“巨无霸”也毫不逊色。这就是抽水蓄能电站,它是水电站中的异类,并不会自己发电,而是将电能储存起来,并在需要时将电量释放出来,就跟我们日常生活中使用的充电宝一样。并且它的发电量远远没有消耗的电多,那么,我国为何还要大力发展抽水蓄能电站,这样做有什么好处呢?

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在江苏省镇江市西南的宁镇山脉中,这里正在打造世界上数量最多、规模最大、总装机容量超六百万千瓦的抽水蓄能产业集群。目前在建、已签约和在研究的抽水蓄能电站已有五个,分别是青山湖一期、青山湖二期、永兴坝、伦山湖、石砀山。

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国网新源江苏句容抽水蓄能有限公司副总工程师 徐剑飞
一是电网因素,华东负荷中心电能需求量大,接受省外特高压来电多;二是地形因素,抽水蓄能电站必须具备上水库、下水库等水工建筑,结合水库成型条件、控制开发成本等要求。

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镇江市国资委央企招商办主任 杨春潮
抽水蓄能当前最为成熟最为可靠的储能技术,具有容量大、寿命长、成本低等特点,能够提升电网调峰、调频、调压能力,对于保障电力系统安全、促进新能源大规模发展意义重大。

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抽水蓄能电站:经济账本的最优解!

抽水储能电站的好,首先需要明确的是它的储能效果。众所周知,人们的生产活动主要集中在白天,而生活用电主要集中在夜晚,这也导致了白天的用电量要远大于夜晚。若是此时发电站保持与白天相同的发电效率,则会造成巨大的浪费,而若是彻底关停发电机,则又无法保证居民的正常用电。既然如此,那么为何不把夜晚多余的电储存起来呢?抽水蓄能电站的工作原理就是在电网电量富裕时,用电网多余的电将水从下水库抽到上水库,将电能转化为水的势能存放,当电网内电量吃紧时开闸放水,利用水轮发电机组进行发电,再把电能注入电网。诚然,目前我国抽水蓄能电站转换效率在75%到80%之间,也就是说,花5度电抽水,只能产生3.5到4度左右的电,但相比增建煤电发电设备来满足高峰用电,同时在低谷时压荷、停机减少发电的做法,是最具性价比的选择。

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浙江大学建筑工程学院水利工程系 主任 万五一
以江苏句容抽水蓄能电站为例,该电站装机容量135万kw,年发电量18亿度,可替代火电装机142万kw,在电网中承担调峰填谷任务,每年可从电网吸纳24亿度低谷电量,提供18亿度高峰电量,可节约发电燃煤20万吨,按每吨800元考虑,可节约燃料费1.6亿元,相应减少排放二氧化碳约40万吨、氮氧化合物约1000吨、二氧化硫约2700吨。

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国网新源江苏句容抽水蓄能有限公司副总工程师 徐剑飞
我简单做个比喻,一个家庭需要2000W的电,我们可以只要建1800W煤电机组,再建200W抽水蓄能机组,高峰的时候我们跟煤电一起发,2000W给这家居民供电,那么这家居民最低谷的时候,1600W的时候,我们煤电机组也是发的1800W,多的200W我们抽水蓄能作为发电来存储在那。

抽水蓄能电站:安全可靠的万能解!

其次,抽水蓄能电站可以充分提高电力系统安全性、可靠性。目前,我国已成为世界上光伏发电装机容量最大的国家,同时也是世界第一风电大国,然而在实际生活中,太阳能和风能所发的电具有不稳定性,比如太阳能只能白天发电,风能只有在有风状态下发电,发电量不稳定同样会影响到电网的稳定运行。

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浙江大学建筑工程学院水利工程系 主任 万五一
我们国家的标准是,交流电的相电压是220伏,线电压是380伏,频率是50赫兹。抽水蓄能电站能够在频率降低时通过增加发电了提升频率,频率升高时减少或吸收电量来降低频率,使其维持在额定的50hz。而调相的过程,则是在电网中通过对无功进行调节以维持用电设备在额定电压下工作。

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此外,当电力系统发生紧急故障或灾难性事故时,抽水蓄能电站本身具有的开机时间短、响应速度快的特点还能承担事故备用作用,被誉为电网最后一根火柴。

国网新源江苏句容抽水蓄能有限公司副总工程师 徐剑飞
抽水蓄能够很灵活的、很快启动,给电网送电,这样我们相关的一些煤电等项目就可以启动起来,然后把电网整个带动起来。

抽水蓄能电站:战略计划的破题解!

最后,抽水蓄能电站对我国能源转型发展起到战略支撑作用。能源对于一个国家来说,关系到国计民生和国家安全。但在当今世界,我国能源并不拥有绝对安全,不仅石油对外依存度高达70%以上,而且在能源进口通道中,有80%的能源进口都要经过马六甲海峡,时刻有被他国掣肘的风险。国家想从本质上破解这个困局,只有一个办法,就是用电能取代石油,打破现有的世界能源格局。

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实现这一梦想,就不得不提我国特高压电网技术和抽水蓄能电站,两者在其中都扮演着重要角色,其中特高压电网解决了电力大范围输送问题,而抽水蓄能电站则解决了太阳能、风能及电网富裕电能的消纳和电力系统调节问题,在二者的配合之下,不仅可以极大的节约能源成本,大幅降低对海外能源的依赖,确保我国的能源安全,还为能源的高效开发、优化配置和有效利用,实现电力跨大洲、大规模、高效率配置提供了解决方案。2015年9月,在联合国发展峰会上我国倡议探讨构建全球能源互联网,推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求,目前,我国正积极谋划与中亚五国及俄罗斯、蒙古、巴基斯坦实现电力联网,将这种坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的电力供应体系推广至全球。

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参考文献:

《联合运行式抽水蓄能电站的建设运行现状和发展思考》 卢兆辉,张盛勇,张正平

《调峰市场下考虑煤电深度调峰成本的火电商报价模型》 王淑云

《中国加快抽水蓄能电站建设 促进特高压跨区输送清洁能源》 人民网

《抽水蓄能电站在特高压电网中的作用》 陈尚发

《以石油为主导的世界能源格局浅析》 李艳鹍

《新疆与中亚五国及巴基斯坦电网互联基础条件分析》 李恒,孙伟卿

《构建全球能源互联网推动世界能源变革转型》刘振亚

编辑:柚子

责任编辑:黑白

终审:杏林

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