抽水蓄能发电技术汇总

可逆式蓄能机组
蓄能机组的调节作用
如果只装设调峰热力机组、燃 气轮机或常规水电机组，所需调峰 的总装机容量为Pmax－Pmin。
如果这项调峰任务由抽水蓄能 机组来承担，则容量为 Pmax P' 。
P 线以上为蓄能机组发电部分，P 线以下为 蓄能机组抽水部分。抽水的动力要来自基荷火电， 所以这个系统的基荷容量可以提高到 。P
第二节 水泵水轮机的类型和发展
7.2.1 水泵水轮机的类型
组合式机组-卧式结构
组合式机组的优点是水泵和水轮机可分别按电站抽 水和发电的要求进行专门设计，保证高效率工作。组合 式机组在布置上有卧式和立式两种型式。
卧式机组通常将水泵和水轮机布置在电动发电机的 两端，同轴联接。在水泵和电动发电机之间装有一个联 轴器，机组作抽水运行时联轴器接通，水轮机转轮室内 打入空气，以减少转轮的阻力。作发电运行时，联轴器 断开，水泵即与电机脱离。在联轴器的外围装有一个小 型冲击式水轮机，是专为启动水泵之用，小水轮机将机 组加速到同步转速，电机并网后即行关闭。
预测日负荷图
经过抽水蓄能电站的调节后， 热力机组所承担的最大负荷减至 7580MW，最小负荷增至6820MW。
峰谷差由原来的2660MW减为 760MW，最小日负荷率由原来的 0.69增至0.90。
如果只装设与蓄能机组同容量 的热力调峰机组，则峰谷差只能减 至1540MW，最小日负荷率只能提 高到0.80。
第七章 抽水蓄能发电技术
第一节 概述 7.1.1 我国电网情况
能源结构是以燃煤为主。现代化的电力系统，需要有相 当规模的水力发电容量来承担电网的负荷调节。
华北、东北、华东电网水电装机容量在17％以下，华北系 统只有4.3％， 华中系统有37.6％ ，一些系统峰谷差大大超 过了水电机组容量。
目前能够担任调峰的设备有调峰火电机组、燃气轮机组、 内燃机组和抽水蓄能机组等。
电力系统的日负荷图
电力系统负荷分配
最大的负荷值为Pmax，最小的负 荷值为Pmin，按能量计算的平均负荷 为 P 。现在用负荷率来表征负荷波
动的程度。
最小负荷率 Pmin / Pmax
平均负荷率 P / Pmax
在以热力机组为主的电力系统 中，根据运行经济性的要求，希望 日最小负荷率不小于0.7～0.75，日 平均负荷率不小于0.85～0.9。
7.1.2 抽水蓄能电站 (Pumped Storage Power Station)
抽水蓄能电站利用电力负 荷低谷时的电能抽水至上水库， 在电力负荷高峰期再放水至下 水库发电的水电站。又称蓄能 式水电站。它可将电网负荷低 时的多余电能，转变为电网高 峰时期的高价值电能，还适于 调频、调相，稳定电力系统的 周波和电压，且宜为事故备用， 还可提高系统中火电站和核电 站的效率。
按1999年统计数据，奥地利达到16%，瑞士达12%，意 大利达11%，日本达10%。日本学者曾使用规划论方法分析 得出，抽水蓄能电站在系统中的合理比例为8%－14%之间。
我国抽水蓄能电站概况
六十年代后期才开始研究抽水蓄能电站的开发， 1968年和1973年先后在中国华北地区建成岗南和密云两 座小型混合式抽水蓄能电站。
1991年河北潘家口混合式抽水蓄能电站投产。1994 年广蓄一期纯蓄能电站投产。
至2005年底，全国（不计台湾）已建抽水蓄能电站 总装机容量达到6122MW，年均增长率高于世界抽水蓄 能电站的年均增长率，装机容量跃进到世界第5位,遍布 全国14个省市。在建的抽水蓄能电站装机约11400MW， 预计至2010年，这些电站都将建成，抽水蓄能电站的总 装机可到17500MW左右。
组合式机组-立式结构
立式结构适应了水泵和水 轮机两种工况对安装高度的不 同要求，将泵安装在水轮机的 下面，以获取更多的淹没深度。
水泵是双吸式，在泵的上 方也有一个联轴器，因为联轴 器不能传递轴向推力，故在泵 的下面还需装一个推力轴承。 水泵和水轮机都各有进出水管 道，在厂房的上游和下游分别 连接在一起，管道的高压侧均 装有球型阀。
抽水蓄能电站的建站地点力求水头高，发电库容 大、渗漏小，压力输水管道短，距离负荷中心近等。
我们为什么要大力发展抽水蓄能机组？
电力系统日负荷图
每天夜间是负荷的低 谷时段；上午负荷急速上 升；到午后达到顶点；到 晚间又逐渐下降，回到低 谷处，最低点负荷约为最 高点的44％。
此图累计了30多年的 负荷变化资料，电力系统 的总容量增加了10倍以上， 但是每天负荷的相对变化 规律却十分相象。
使用抽水蓄能机组的优点
提高了电力系统基荷发电量的比重， 降低调峰容量的比重；
蓄能机组在调节过程中有发电和抽水 两种运行方式，机组的使用率也比装 设调峰火电机组要高。
蓄能机组调节实例
图为某中型电力系统的预测日负荷图： 这个系统的最大负荷8700MW，最小 负荷6040MW。系统中只有少量的水电， 其余都是火电。 拟修建两个抽水蓄能电站： A电站的容量较大，每天发电一次， 抽水一次。利用后半夜多余的电能来承担 晚间的高峰负荷； B电站的容量小些，每天发电二次， 抽水三次，主要利用白天的多余电能来承 担上午和晚间的尖峰负荷。
抽水蓄能电站按上水库有无天然径流汇入分为：
纯抽水蓄能电站—上水库水源仅为由下水库抽 入的水流；
混合抽水蓄能电站—除抽入水流外还有天然径 流汇入上水库；
调水式抽水蓄能电站—由一河的下水库抽水至 其上水库，然后放水至另一河发电。
抽水蓄能电站的机组，早期是发电机组和抽水机 组分开的四机式机组，继而发展为水泵、水轮机、 发电-电动机组成的三机式机组，进而发展为水泵水 轮机和水轮发电电动机组成的二机式可逆机组。
预测日负荷图
7.1.3 抽水蓄能电站的发展概况
世界上抽水蓄能电站的建设与运行已有一百多年的历史， 上世纪六十年代后得到迅速发展。
1960年至2000年全世界抽水蓄能电站总装机容量从350万 千瓦发展到11328万千瓦，40年间增加了32倍，平均年增长 9.1%。
世界上抽水蓄能电站发展最快、装机容量最多的是日本， 其次是美国、意大利、德国、法国、西班Байду номын сангаас等。