1、抽水蓄能發(fā)電技術,羅遠福,課堂紀律,課程介紹,什么是抽水蓄能電站？,什么是抽水蓄能電站？,在電網用電高峰時，將海拔高的上水庫水放至下水庫，將水勢能轉化為電能輸送電網； 用電低谷時將下水庫的水抽到上水庫，將電能以勢能形式存儲下來，消納電網中多余的電量。 發(fā)揮“調峰填谷”作用的水電站。,為什么需要抽水蓄能電站？,一種特殊的商品。,1、了解電能。,為什么需要抽水蓄能電站？,電力系統(tǒng)中所有電氣設備（包括電動機、電爐、照明等）所使用的功率總和組成系統(tǒng)負荷。 由于系統(tǒng)負荷涉及到廣大地區(qū)的各類用戶，而每類用戶的用電情況很不相同，因而實際系統(tǒng)負荷是隨著時間在不斷變化的。 雖然這種變化帶有隨機的性質，很難確切地

2、預計負荷變化的情況，但它呈現(xiàn)周期性的規(guī)律。,2、電力系統(tǒng)負荷特性,為什么需要抽水蓄能電站？,電力系統(tǒng)的電力負荷隨時間的變化常用負荷曲線來描述。 應用最廣的負荷曲線： （1）電力系統(tǒng)負荷日變化負荷曲線 （2）電力系統(tǒng)負荷周變化負荷曲線 （3）電力系統(tǒng)負荷年變化負荷曲線,2、電力系統(tǒng)負荷特性,為什么需要抽水蓄能電站？,日變化負荷曲線：,表示系統(tǒng)負荷在一晝夜24h內的變化情況。 把系統(tǒng)內備用戶負荷疊加就可綜合成系統(tǒng)的日負荷曲線。,為什么需要抽水蓄能電站？,日負荷圖具有一定的變化規(guī)律，有一個低谷（午夜1時前后）和兩個高峰（上午9時前后和晚上19時前后），晚上的高峰比上午的高峰大。,日變化負荷曲線：,為

3、什么需要抽水蓄能電站？,日負荷圖上的最高負荷、最低負荷等，是分析和研究系統(tǒng)運行情況的重要數(shù)據(jù)。 基荷、腰荷、峰荷的特點？,日變化負荷曲線：,為什么需要抽水蓄能電站？,日負荷變化的特點。 （峰8:30-11:30 18:00-23:00） （尖10:3011:30 19：00-21:00） （谷23:00-7:00） （與檢修時間安排的關系）,為什么需要抽水蓄能電站？,周、年負荷變化的特點？,為什么需要抽水蓄能電站？,3、風能、太陽能等新能源存在間歇性、隨機性以及接入電網困難等問題。 4、用火電、核電負荷調整能源消耗高，能源利用效率降低，碳排放增加。,抽水蓄能電站的作用？,1、抽水蓄能電站是為了

4、解決電網高峰、低谷之間供需矛盾而產生的（調峰）。 2、是間接儲存電能的一種方式。 3、它利用下半夜過剩的電力驅動水泵抽水，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。,抽水蓄能電站的作用？,4、在整個運作過程中，雖然部分能量會在轉化間流失，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。 可使其他能源如火電、核電等利用率提高，在低谷時可在較高負荷下平穩(wěn)運行。,抽水蓄能電站的綜合效率：發(fā)電所得電能與抽水所用電能之比。 早期在65左右，近來已提高至75左右,抽水蓄能電站的作用？,5、抽水蓄能電站還

5、能擔負調頻、調相和事故備用等動態(tài)功能。,總結：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、經濟和穩(wěn)定生產的支柱。,核電站的負荷 特點,核電機組處于完好的技術狀況是核電站安全的充分和必要條件，要具備這個充分和必要條件是核電機組必須長期帶基荷穩(wěn)定運行。,因為核電站設計適宜帶穩(wěn)定的基荷運行，如果機組運行頻繁地加載和減載，容易引起操作上的失誤，并增加機件磨損,縮短機組壽命，對安全很不利。,核電具有建設成本高、燃料費用等運行成本低的特點，調峰運行不具經濟性。核電反應堆控制具有較高要求，機組發(fā)電負荷的頻繁變動具有一定的技術限制。,核電參與調峰主要的弊端包括：運行

6、操作困難，人為失誤及違反技術規(guī)范風險大；溫度變化多，瞬態(tài)多，金屬疲勞影響設備壽命；硼化稀釋操作多，產生更多廢氣、廢液和固體廢棄物，增加環(huán)境負擔和社會風險；功率頻繁變化影響燃耗分布，給燃料設計和后處理造成困難。,抽水蓄能與核電站,增強安全性 根據(jù)蓄能機組在電網中的靜態(tài)和動態(tài)作用，蓄能機組配合核電機組運行，避免了核電機組頻繁升降負荷進行電網調峰，基本保證了核電機組長期帶基本負荷穩(wěn)定運行，減少了瞬時變化，使核電機組長期處于完好的技術狀況，也就大大提高了核電站的安全裕度。 廣東大亞灣核電站與抽水蓄能電站,提高經濟效益 利用蓄能電站在電網中的作用，配合核電站運行，使核電機組長期帶基本負荷穩(wěn)定運行，使核電

7、站有了多發(fā)穩(wěn)發(fā)電的可能性。,抽水蓄能電站不僅為核電創(chuàng)造了良好的運行環(huán)境，使核電實現(xiàn)穩(wěn)定運行，還配合單機容量較大的核電機組在投產前做100 甩負荷試驗，效果良好。 大亞灣核電站2900 MW、沙角C電廠3 X 660 MW機組做甩負荷試驗，均由廣州蓄能水電廠機組運行于水泵工況來配合完成，效果十分理想。,核蓄聯(lián)營的基本原理及模式選擇,核蓄聯(lián)營模式設計的基本思路是核電不參與調峰，充分發(fā)揮抽水蓄能的調節(jié)作用，使二者聯(lián)合運行后的出力曲線能有效跟蹤日負荷曲線變化。,抽水蓄能電站的分類？,抽水蓄能電站按水流情況可分為3類： （1）純抽水蓄能電站：上水庫沒有天然徑流來源，抽水與發(fā)電的水量相等，循環(huán)使用； （2

8、）混合式抽水蓄能電站：上水庫有天然徑流來源，既利用天然徑流發(fā)電，又利用由下水庫抽水蓄能發(fā)電； （3）調水式抽水蓄能電站：從位于一條河流的下水庫抽水至上水庫，再由上水庫向另一條河流的下水庫放水發(fā)電。,抽水蓄能電站的特點, 需要水但基本上不耗水，故其規(guī)模不象常規(guī)水電那樣取決于所在站址的來水流量和落差，而主要取決于上下池容積和落差，更主要的是取決于所在電網可供低谷時抽水的電量., 電站型式很多，適應性強，可視情況選定，在山區(qū)、江河梯級、平原均可修建抽水蓄能電站 ，關鍵在于因地制宜擇優(yōu)選擇。,抽水蓄能電站的特點,抽水蓄能電站的發(fā)展,抽水蓄能電站1982年在瑞士首先誕生，至今已有125年歷史。 早期以抽

9、水為主要目的，主要用于調節(jié)常規(guī)水電站出力的季節(jié)性不均衡，大多是汛期抽水，枯水期發(fā)電。,2O世紀5O年代開始，抽水蓄能電站迅速發(fā)展； 隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，抽水蓄能電站進而以調峰和調頻等為主要任務。,20世紀6O8O年代，抽水蓄能電站建設處于發(fā)展的黃金時期，裝機容量年均增加1259MW (60年代)、3015MW (70年代)和4036MW (80年代)。 重慶市夏季日平均負荷8000MW 到1990年，全世界抽水蓄能電站裝機容量增加至86879MW，已占裝機容量的3.15%。,美國抽水蓄能電站,1960年繾成4座抽水蓄能電站，總裝機容量僅87MW，至1980年擁有30座，裝機容量已發(fā)展到1327

10、0MW，20年內平均年增長率達28.6%。 1985年抽水蓄能電站裝機容量為16360MW，當時居世界第一位。 2000年達49800MW左右，已經投入運行的裝機容量超過1000MW的電站有7座。 1974年建成的拉丁頓(Ludinglon)抽水蓄能電站裝機容量為1872MW，1985年投入運行的巴斯康蒂(Bath County)電站裝機容量為2100MW，是當今世界上已建成的最大的抽水蓄能電站。,美國抽水蓄能電站,2010年，對抽水蓄能電站的投資相當大，超過20萬kw的抽水蓄能電站有20多座，并確定了1700萬kw的開發(fā)計劃。,美國抽水蓄能電站,蓄能電站迅速發(fā)展的主要原因：系統(tǒng)核電、火電容量

11、大，極需抽水蓄能填谷調峰。 美國近30年來所興建的抽水蓄能電站，絕大部分是利用已建的水庫作下水庫，而在附近高處利用有利地形筑壩，形成上水厙。 少數(shù)利用天然湖泊作下水庫，或攔河筑壩作下水庫，或不筑壩而直接以天然河流作下水庫。,國家發(fā)展改革委于2004年1月發(fā)布的發(fā)改能源200417l號文指出： 抽水蓄能電站主要服務于電網， 為了充分發(fā)揮其作用和效益抽水蓄能電站原則上由電網終營企業(yè)建設和管理 發(fā)電企業(yè)投資建設的抽水蓄能電站，要服從于電力發(fā)展規(guī)劃，作為獨立電廠參與電力市場競爭。,中國抽水蓄能電站,到2005年底，我國建成投產的抽水蓄能電站共l3座，裝機容量584.5萬kW僅占全國總發(fā)電裝機容量的1.15 。 2010年我國抽水蓄能電站占全國發(fā)電裝機總量的比例提高到了26左右。,中國抽水蓄能電站,2011年6月，世界在建最大抽水蓄能電站在廣東惠州全面投產