国外抽水蓄能电站的发展概况和经验

二、国外抽水蓄能电站的发展概况和建设经验

（一）抽水蓄能电站的前期发展过程

抽水蓄能电站自1882年在瑞士苏黎世问世以来，已有近130年的历史，但是具有近代工程意义的建设则是近四五十年才出现的。

早期的抽水蓄能电站多数以蓄水为目的，即在汛期利用工业多余电能把河水抽到山上的水库贮存起来，到枯水季节再放下来发电。这些是季调节型的抽水蓄能工程，电站中使用的机组多属四机分置式，有的电站甚至将两种机组分别装在两座厂房内，抽水和发电各有其独立的运行规律。后来出现了将水泵、水轮机和电动发电机三者通过联轴器联接在同一轴上的三机串联式机组，这在结构布置上前进了一大步。到20世纪40年代中期，世界上约有50座抽水蓄能电站在运行，其中多数使用的是三机串联式机组。

第二次世界大战以后，各国的电力系统迅速扩大和发展，电力负荷的波动幅度不断加大，调节峰谷负荷的任务日趋迫切，抽水蓄能电站进而以调峰、调频、承担系统事故备用为主要任务，其运行方式为日循环或周循环，抽水蓄能电站从此进入了一个新的发展阶段。与此同时，随着抽水蓄能机组水力研究的进展，出现了将水泵和水轮机合并为一体的可逆式水泵水轮机，到20世纪60年代可逆式蓄能机组已成为主要的机型，得到了广泛的应用，而且由于可逆式机组制造水平的不断提高，抽水蓄能电站的综合效率从初期的40%提高到目前的70%～75%，而抽水蓄能电站的建设规模和单机容量也迅速增大，高水头大容量的机组具有运行灵活、造价低等特点，进一步推动了抽水蓄能电站的发展。

根据国内外统计，从20世纪60年代起的30多年间全世界抽水蓄能电站的机组装机容量增加了25倍。到1996年，全球已有46个国家共建成抽水蓄能电站290余座，总容量82800MW，相当于全世界水电总装机容量的13.4%；在建设中的抽水蓄能电站有42座，共有容量27400MW。

（二）近代的发展特点和经验

1.发展特点

（1）20世纪70—80年代是国外抽水蓄能电站发展最快的时期。在这一时期兴建抽水蓄能电站已由欧美日等工业发达国家扩展到世界各国。

（2）抽水蓄能电站的最初概念是将火电站非峰荷时的低价电能转化为峰荷时的高价电能，这一概念已发展到利用抽水蓄能电站来控制电力系统中电能质量的潮流趋势。抽水蓄能电站已成为现代大型电力系统构成中不可缺少的一个组成部分。近年来世界各国的抽水蓄能电站建设以每年大于10%的速度发展。(www.xing528.com)

（3）总的发展趋势是兴建高水头、大容量、大机组的抽水蓄能电站，以提高蓄能电站的经济性和可靠性。

2.国外建设抽水蓄能电站的经验

（1）抽水蓄能机组已经证明是各种调峰机组中经济效益最好的一种。

（2）单机容量超过1000MW的燃油机组和单机容量达1600MW的核电机组，它们的调节能力都很差，需要大容量的抽水蓄能机组与之配合使用，有些抽水蓄能电站是与核电站同时修建的。

（3）抽水蓄能机组比之其他调峰机组的优点是在调峰之外还可以填充负荷的低谷，这样就允许提高系统里基荷的比重、降低调峰容量的比重。某些水电装机容量比较高的国家，如挪威、巴西、瑞典等国，水电已占基荷中重要部分，但仍需另外安装蓄能机组来调节热力发电机组。

（4）水电资源已开发得比较充分的国家，如法国、瑞士、日本等不能再从常规水电中开发更多的调节容量，而抽水蓄能的发展则完全不受水利资源的限制。

（5）电力系统的运行经验证明，事故备用容量是十分重要的，只有水力机组才能在事故发生后的很短时间内发出足够出力来防止系统产生过大振荡。在没有合适条件开发常规水电时，要增加事故备用容量就应首先修建抽水蓄能电站。

（6）多数国家的供电在一天之内的不同时间价格不同，高峰时电价高，低谷时电价低。国外高、低电价比值多为3∶1～4∶1，意大利为5∶1，法国曾为10∶1。修建抽水蓄能电站用低价的电力抽水，发出电力以高价售出，因而工程建设的投资可以较快收回。

（7）在电力系统中应该装设多少抽水蓄能容量就能达到最佳的效果，要根据电力系统的现状和特点而定，不能一概而论。但一般提法是抽水蓄能容量在电力系统中应占的比例大致为总装机容量的5%～10%。从一个典型的负荷图来看，如果抽水蓄能容量能达到峰谷差的1/3左右，其调峰和填谷的功能可以平衡掉峰谷差的2/3，则剩余的1/3负荷波动就容易由热力机组来应付了。