抽水蓄能电站是电力系统中最可靠、最经济、容量大、技术最成熟、寿命周期长的储能装置,也是新能源发展的重要组成部分,其在电力系统中的重要作用日益凸现。
(1)提升电力系统总体运行效能。
一是降低电力系统能源消耗。煤电机组和核电机组在高负荷状态下效益最优,在低负荷状态的单位燃料消耗增加。与抽水蓄能电站联合运行,可以提高火电机组和核电机组负荷率并在高效区运行,降低单位燃料消耗。二是改变能源结构。抽水蓄能机组代替调节性能较好的燃气机组、燃油机组,抽水蓄能电能来源于燃煤,使用抽水蓄能就起到了以煤代油代气的作用,对改变能源结构有重要意义,特别对油气资源对外依存度较高的国家。三是提高火电设备利用率。用火电机组调峰时要经常改变运行方式或频繁开机停机,因此而导致设备加速磨损和事故频率上升,采用抽水蓄能机组调峰,可让火电机组担负更稳定的负荷,设备寿命周期可以延长,利用率可以提高。
(2)提高电力系统可靠性、稳定性和供电质量。
抽水蓄能电站具有适应负荷快速变化的特性,从抽水工况到满负荷运行一般只有2min~3min,可以快速大范围调节出力。抽水蓄能电站对于提高电力系统安全稳定运行水平,保证供电质量具有重要作用。一是抽水蓄能电站启停灵活、反应快速,具有在电力系统中担任紧急事故备用和黑启动等任务的良好动态性能,可有效提高电力系统安全可靠性。二是抽水蓄能电站跟踪负荷迅速,能适应负荷的急剧变化,是电力系统中灵活可靠的调节频率和稳定电压的电源,可有效地保证和提高电网运行频率、电压稳定性,更好地满足广大电力用户对供电质量和可靠性的更高要求。三是抽水蓄能电站利用其调峰填谷性能降低系统电能峰谷差,提高电网运行的平稳性,有效地减少电网拉闸限电次数,减少对企业和居民等广大电力用户生产和生活的影响。
(3)保障和促进新能源的迅速发展。
核电、风电、太阳能发电、地热、潮汐发电和生物燃料等新能源发展是人类能源建设发展方向,风电、太阳能发电作为清洁的可再生资源是国家鼓励发展的产业,核电是国家大力发展的新型能源,这些新能源的大力发展,对实现我国能源结构优化、可持续发展有着不可替代的作用。(www.xing528.com)
风电、太阳能发电具有随机性、间歇性,发电稳定性和连续性较差,并网后对电力系统实时平衡、保持电网安全稳定运行带来巨大挑战,特别是风力发电极不稳定对系统冲击非常大,其运行方式必将受到电力系统负荷需求的诸多限制。抽水蓄能电站具备储蓄电能、启动灵活、爬坡速度快等卓越性能,能很好平衡风电、太阳能发电给电力系统带来的不利影响,同时大幅减少弃风弃电,提高经济效益,是大规模发展风电、太阳能发电的可靠保障。预计到2020年,我国风电、太阳能的发展规模将达到1.5×108kW、0.2×108kW。
核电适宜长期稳定带基荷运行,大规模发展核电有利于减排,但将给以煤电为主的电力系统调峰带来极大压力;由于核电机组单机容量较大,一旦停机对电网冲击很大,甚至可能引发电网崩溃。建设适当规模的抽水蓄能电站与核电配合运行,可解决核电在基荷运行时的调峰问题,提高核电站的运行效益和安全性。广州抽水蓄能电站对大亚湾核电站的调节是当前我国抽水蓄能与核电配合运行的成功范例。根据目前电力发展趋势,预计2020年我国核电装机将超过0.7×108kW。
(4)是特高压电网、智能电网的安全保障和有机组成。
特高压电网是优化能源资源配置、提升电能输送效益、保障能源安全的重要工具。特高压在交流输电系统的无功平衡和电压控制上问题更为突出,利用大型抽水蓄能电站的有功功率、无功功率双向、平稳、快捷的调节特性,承担特高压电力网的无功平衡和改善无功调节特性,对电力系统可起到非常重要的无功/电压动态支撑作用,是一项安全又经济的技术措施,能有效防范电网发生故障的风险,防止事故扩大和系统崩溃。
智能电网就是电网的智能化。与传统电网相比,智能电网以特高压电网为骨干网架,能够提供满足用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、包容激励用户积极参与、可对系统干扰做出预测和响应(自愈)、受攻击和自然灾害时可快速恢复运行等。智能电网需要足够容量的蓄能电站组网为基础,抽水蓄能电站启停迅速,运行方式灵活,是实现高度智能化电网调度的可靠保证,是坚强智能电网建设的重要有机组成部分。坚强智能电网建设,迫切需要在不同电压等级、不同电网结构、发输配用的各个环节配置不同调节性能、不同规模大小的抽水蓄能,满足电力系统新的需要。
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