抽水蓄能水电站
抽水蓄能电站
1.抽水蓄能电站的概念和基本原理抽水蓄能电站:具有上、下水库,利用电力系统多余的电能,把下水库的水抽到上水库内,以位能的形式蓄能,需要时再从上水库放水至下水库进行发电的水电站。
抽水蓄能电站的运行原理是利用可以兼具水泵和水轮机两种工作方式的蓄能机组,在电力负荷出现低谷时(夜间)做水泵运行,用基荷火电机组发出的多余电能将上水库的水抽到上水库存储起来,在电力负荷出现高峰(下午及晚间)做水轮机运行,将水放下来发电。
基本原理:电能转换原理2.抽水蓄能电站的开发方式和类型并说明其特点分类:可按开发方式、厂房内机组组成与作用、水库座数和位置、发电厂房形式、水头高低及水库调节周期分类按电站有无天然径流分:纯抽水蓄能、混合式抽水蓄能、调水式抽水蓄能电站按水库调节性能分:日调节、周调节、季调节、年调节按水头分:低水头、中水头、高水头按布置特点分:地面式、地下式和半地下式按站内安装的抽水蓄能机组类型分:四机式、三机式、可逆式、多级可逆式按布置特点分:首部式、中部式、尾部式水库座数和位置:两库式、三库式、地下下池式。
//纯抽水蓄能电站:专为电网调节修建的,与径流发电无关。
其上池没有水源或天然水流量很小,需将水由下池抽到上池储存,用于电力系统负荷处于高峰时发电。
水在上池、下池循环使用,抽水和发电的水量基本相等。
流量和历时按电力系统调峰填谷的需要来确定。
混合式抽水蓄能电站,其上水库有一定的天然水流量,下水库按抽水蓄能需要的容积在河道下游修建。
调水式抽水蓄能电站:①下水库有天然径流来源,上水库没有天然径流来源。
②调峰发电量往往大于填谷的耗电量。
如中国湖南省慈利县慈利跨流域抽水蓄能工程分置式(四机式)抽水蓄能电站。
水轮发电机组与电动机带动的水泵机组分开,而输水系统与输、变电系统共有。
特点:造价高、厂房大、水泵及水轮机效率高。
串联式(三机式)抽水蓄能电站。
水泵、水轮机共用一台发电电动机,水泵、水轮机、发电电动机三者共置在一根轴上。
抽水蓄能电站
目前抽水蓄能电站的投资机制、经营模式和电价政策方面还存在一些不尽合理的地方。
主要表现在以下几个方面:(一)抽水蓄能电站缺乏统一规划、统一管理,不利于社会资源的优化配置抽水蓄能电站投资巨大,百万千瓦级的抽水蓄能电站投资在40亿元左右。
由于建设抽水蓄能电站对地方经济的拉动和对GDP增长的推动,加之现行电价机制的影响,使得各地上马抽水蓄能电站项目的积极性极高。
据初步调查,目前全国绝大多数省区都有一定的抽水蓄能电站资源储备,可建抽水蓄能电站站址247处,规模约3.1亿千瓦,个别省仅选点就达三十几个,这些项目的前期开发投入,少则上百万元,多则上千万元甚至上亿元,造成资源的极大浪费。
(二)部分政策不到位、不明晰,影响了抽水蓄能电站综合效益的发挥。
通过近期对国内数座百万千瓦级的抽水蓄能电站的调研发现,采取“国家核定租赁费模式”的抽水蓄能电站在实际运营过程中还存在一定的问题,这些问题甚至已经影响到抽水蓄能电站综合效益的发挥。
这一点从各抽水蓄能电站的年利用小时数上可见一斑。
在已经转入商业运营的抽水蓄能电站中,执行“国家核定租赁费模式”的部分抽水蓄能电站年利用小时数较低,大多在100—200小时左右,最低的仅28小时,其主要作用体现在迎峰度夏、特殊时期保电和紧急备用上。
在调研过程中发现,执行“国家核定租赁费模式”的抽水蓄能电站问题主要有:一是抽水蓄能电站运行费用分摊原则不明。
由于抽水蓄能电站的能量转换过程中存在25%的能量损失,而且抽水蓄能电站启停次数越多,利用小时数越高,发挥的作用越大,产生的损耗自然也就越多。
“国家核定租赁费模式”保证了抽水蓄能电站的还本付息和合理收益,但没有明确规定抽水蓄能电站运行费用(主要为运行过程中产生的电能损耗)如何分摊,这个问题目前已经成为影响抽水蓄能电站发挥综合效益的一个重要因素。
目前,抽水蓄能电站运行费用有由发电企业承担和由电网企业承担两种方式。
发电企业认为按照国家有关规定承担租赁费外,额外承担运行费用违反国家有关规定,利益受损;由电网企业承担运行费用无形中增加了网损,影响调度使用抽水蓄能电站的积极性,由于目前电力调度机构归属电网公司,从经济利益出发,电力调度机构对抽水蓄能电站自然采用了“能不用就不用”的调用方式。
抽水蓄能电站的建设与环境问题
【抽水蓄能电站的建设与环境问题】抽水蓄能电站的水头一般较高,上下水库的容积较小,输水系统和厂房又常置于地下,故从总体来讲,抽水蓄能电站建设对自然环境的影响比多数的常规水电站要小。
抽水蓄能电站对环境的影响可能有以下几个方面:(1)水库的建造破坏了原有的自然景观,可能要淹没一些农田、房舍、森林、风景点和旅游点等。
由淹没所带来的问题下水库一般比上水库突出。
(2)水库的蓄水会引起附近地区地下水位的提高,可能危及山体的稳定。
已有建筑物的安全及低洼地区农作物和植被的生存,可能使某些地区盐碱化。
这些问题对上水库尤需注意。
(3)库水位的大幅度的急剧升降可能引起库岸坍滑,危及进出水口和挡、泄水等建筑物的安全,破坏自然景观。
(4)挡水、泄水和进出水建筑物的形式和色彩可能与周围自然环境不协调。
抽水蓄能电站的开关站面积较大,有时布置在离厂房不远的山坡上,对环境影响较大。
(5)施工过程中开挖废碴的堆放和道路的开挖对原有的自然景观可能有较大的破坏。
(6)对利用海湾为下库或利用咸水湖为水库的抽水蓄能电站,水质的污染是一个不容忽视的问题。
日本将在冲绳岛建造一个利用海水的抽水蓄能试验电站(装机容量30MW),对将下库的海水抽至上库所带来的环境影响进行专门的试验研究。
抽水蓄能电站的建设对自然环境的影响虽然较一般的常规水电站小些,但由于抽水蓄能电站多建在用电集中的大城市附近,可能位于风景区,其对周围环境的影响仍需极为重视。
如果处理得好,不但可使对自然环境的不利影响减小到最低限度,而且可使环境得到改善。
例如,上下水库及其周围可建成新的休养和旅游景点,水库的建成可能改善附近地区的气候和供水条件,为电站而建造的公路可为旅游提供方便等等。
【美化环境的措施】为了减小抽水蓄能电站的建设对自然环境的不利影响并尽量地美化环境,可采用以下措施:(1)将尽量多的建筑物置于地下,使其在地面不显露或减少显露。
开关站如采用先进的六氟化硫成套配电设备,需要的空间较小,亦可置于地下。
抽水蓄能电站简介
有效发电系数:在一次循环运行过程中, 抽水用电量Eb与发电量Ed的比值,亦称 综合效率或循环效率。 对非全高程抽水蓄能电站,效率可能大于1 对典型的抽水蓄能电站
η = η1 ⋅η2 Lη8
Ed HT = ηb ⋅ η d ⋅ η= Eb HP
为抽水、发电各环节的工作效率的乘积。Biblioteka 抽水蓄能电站的经济效益分析
典型抽水蓄能电站η=0.7~0.8,电量损失 较大,为什么还要建抽水蓄能电站? 一、静态效益 1. 容量效益 2. 能量转换效益 二、动态效益 1.调峰效益 2.备用效益
抽水蓄能电站的运行
一、动力特性曲线 有两种运行工况,从发电的角度看,抽水 工况下消耗的流量为负值,发出的电力 也为负值。由此可统一表示为 Q=Q(P,H), Pmin≦P≦Pmax
Q Pmin Pmax P
二、运行模型 1.厂内 问题更复杂,可分抽水和发电分别计算。 发电时与常规水电站类似,抽水时,有 n n max ∑ Qi ( Pi ) 或 min ∑ Pi (Qi )
i =1 i =1
s.t.∑ Pi = P
i =1
n
s.t.∑ Qi = Q
i =1
n
可得全厂动力特性曲线。
抽水蓄能电站简介
概述
抽水蓄能电站与常规水电站的不同 1. 有上、下两个水库将水循环利用 2. 机组既能发电,又能抽水,既发电又用 电。
电动机 电能 电网 变压器 电能 机械能 发电机 水泵 水体 下库 水体 水轮机 水能 上库 水能
抽水蓄能电站能量转换原理图
抽水蓄能电站的分类
一、按蓄能方式分 1. 纯抽水蓄能电站 上库无天然径流来源,上水库一般不大,选择空 间范围广,送、受电灵活。 2. 混合式抽水蓄能电站 又称常蓄结合式,上库有一定的天然径流,常结 合常规水电站建设。 3. 调水式抽水蓄能电站 抽水站和发电站分建两处,上库建在分水岭上, 又称分建式电站,可与调水工程结合修建。
中国抽水蓄能电站综述
中国抽水蓄能电站综述中国是世界上抽水蓄能电站建设最广泛的国家之一,拥有众多大型抽水蓄能电站。
抽水蓄能电站是一种利用电力将水从低处抽升到高处进行储能,当需要用电时,水再释放下来通过水轮发电机组产生电力的装置。
抽水蓄能电站不仅可以平衡电力系统的强弱电负荷,还可以利用水资源,提供可再生能源,促进可持续发展。
以下是中国抽水蓄能电站的综述。
1.龙虎山抽水蓄能电站位于湖南省湘潭市,是中国最早的抽水蓄能电站之一、建成于2024年,总装机容量369兆瓦。
该电站利用洞庭湖的差水位高度,将深夜和早晨的电力需求较小时抽水将水储存到高处,白天电力需求大时再释放水贮能发电。
2.大九湖抽水蓄能电站位于湖南省怀化市溆浦县,总装机容量253兆瓦。
该电站是中国最大的抽水蓄能电站之一,也是中国西南地区最大的水电站之一、电站利用大九湖与海拔700米的水库之间的高度差,通过抽水储能发电。
3.徐家坝抽水蓄能电站位于四川省广元市,总装机容量1,200兆瓦。
该电站是中国目前最大的抽水蓄能电站,也是世界上第三大抽水蓄能电站。
电站利用长江的高度差,通过将水抽升到海拔886米高的上汛水库进行储能,以满足电力系统的峰谷电需求。
4.平溪抽水蓄能电站位于安徽省巢湖市,总装机容量900兆瓦。
该电站是中国东部地区最大的抽水蓄能电站之一,也是全球最大的地下型抽水蓄能电站。
电站将白河的水抽升至地下深处的水库中,夜间再释放水贮能发电。
5.平原抽水蓄能电站位于山东省淄博市,总装机容量1,500兆瓦。
该电站是中国目前最大的抽水蓄能电站之一,也是世界上电力输送距离最长的抽水蓄能电站。
电站利用滨州平原的复杂地质条件,通过将水抽升到地下水库中进行储能,再通过长距离输电进行发电。
以上仅为中国部分抽水蓄能电站的综述,图中所示即是徐家坝抽水蓄能电站,可以看到巨大的水库和电站建筑。
随着中国经济的发展和对可再生能源需求的不断增长,抽水蓄能电站将在未来继续发挥重要作用,为电力系统提供稳定可靠的电力供应。
抽水蓄能电站
(1)日调节抽水蓄能电站:其运行周期呈日循环规律。蓄能机组每天顶一次(晚间)或两次(白天和晚上) 尖峰负荷,晚峰过后上水库放空、下水库蓄满;继而利用午夜负荷低谷时系统的多余电能抽水,至次日清晨上水 库蓄满、下水库被抽空。纯抽水蓄能电站大多为日设计蓄能电站。
特点
容量幅大,发展速率高
作用
国家电公司对抽水蓄能电站进行调度运行管理,确保电力系统安全稳定运行。
一是解决电力系统日益突出的调峰问题。浙江天荒坪、江苏宜兴等电站根据电调峰需要,每日基本运行方式 为“两发一抽”,夏天炎热高温时,天荒坪电站甚至“三发两抽”。
二是发挥调压调相作用,保证电电压稳定。2009年6月18日上午9点45分,华东电内琅琊山蓄能电站所处局部 电电压偏高,机组短时进相运行约两分钟,明显改善了局部电电压偏高的状况。
发展现状
据统计,至2009年底我国投产的抽水蓄能电站共22座,总容量MW,其中大型纯抽水蓄能电站11座(包括北京 十三陵、广东广州一期与二期、浙江天荒坪与桐柏、吉林白山、山东泰安、安徽琅琊山、江苏宜兴、山西西龙池、 河北张河湾)MW,其余11座1145MW,在建的8座,装机容量9360MW。我国已建、在建抽水蓄能电站见下表。
2006年8月,主体工程开工建设。2010年12月第一台机组投入运行,2011年12月全部机组投产发电。电站建 成后,属国家特大型企业,在东北电中担任调峰、填谷、调频和事故备用。
蒲石河抽水蓄能电站建成后为“无人值班、少人值守”的管理模式,生产调度中心、办公楼、职工住宅及生 活福利设施建在丹东市内鸭绿江畔,尚在建设中,预计2009年投入使用。丹东市依山傍水,气候宜人,交通便利, 距沈阳市约220公里,距大连市约245公里。
(2)混合式抽水蓄能电站:其上水库具有天然径流汇入,来水流量已达到能安装常规水轮发电机组来承担系 统的负荷。因而其电站厂房内所安装的机组,一部分是常规水轮发电机组,另一部分是抽水蓄能机组。相应地这 类电站的发电量也由两部分构成,一部分为抽水蓄能发电量,另一部分为天然径流发电量。所以这类水电站的功 能,除了调峰填谷和承担系统事故备用等任务处,还有常规发电和满足综合利用要求等任务。
抽水蓄能电站
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。
抽水蓄能电站按上水库有无天然径流汇入分为:上水库水源仅为由下水库抽入水流的纯抽水蓄能电站,除抽入水流外还有天然径流汇入上水库的混合抽水蓄能电站。
此外,还有由一河的下水库抽水至其上水库,然后放水至另一河发电的调水式抽水蓄能电站。
抽水蓄能电站的土建结构包括上水库、下水库、安装抽水蓄能机组的厂房和连接上下水库间的压力管道。
当有合适的天然水域可供利用时,修建上、下水库的工程可显著减小。
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,极大地减小了土建和设备投资,得以迅速推广。
抽水蓄能电站的修建要视可供蓄能的低谷多余电量和水量的多少。
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。
世界上第一座抽水蓄能电站是瑞士于1879年建成的勒顿抽水蓄能电站。
世界上装机容量最大的抽水蓄能电站是装机210万千瓦,于1985年投产的美国巴斯康蒂抽水蓄能电站。
中国台湾省明潭抽水蓄能电站装机100万千瓦,是亚洲最大的抽水蓄能电站。
中国广州抽水蓄能电站,第一期工程装机120万千瓦,计划在90年代竣工。
我国近年来抽水蓄能电站发展呈现以下几个特点:1.容量增幅大,发展速率高世界上第一座抽水蓄能电站于1882年诞生在瑞士的苏黎士,至今已有一百二十五年的历史。
但世界上抽水蓄能电站得到迅速发展,是在六十年代以后的事,也就是说从第一座抽水蓄能电站建成到迅速发展,中间相隔了近80年。
中国抽水蓄能电站建设起步较晚,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。
抽水蓄能电站的运行方式与及常规水电机组的不同
抽水蓄能电站的运行方式与及常规水电机组的不同一、简介抽水蓄能电站是一种新型的水电站,它不同于传统的常规水电机组,具有安全、环保、高效等优点,在未来的发电领域中有着广泛的应用前景。
本文将介绍抽水蓄能电站的运行方式以及其与常规水电机组的不同点。
二、运行方式1. 抽水抽水蓄能电站首先需要把下游水库的水抽到上游的蓄水池中,蓄盛越多水量,发电就能越多。
抽水的过程通常依靠正常运行的电网,通过发电机将电能转换成动能,再通过水泵将水抽到上游储能池中。
2. 放水当需要发电时,将上游储能池中的水释放下来,通过下游的水轮发电机发电。
这个过程是比较复杂的,需要判断下游的水位,上游的水位和时间等因素,以确保水能够充分利用,并最大化发电。
三、与常规水电机组的不同点1. 储能抽水蓄能电站最大的优势在于“储能”这一点,将电能储存在上游储能池中,有助于电网的平稳运行,并能够实现“用电储电”,减轻发电负荷。
而常规水电机组并没有储能功能,需要根据用电量实时发电,不灵活且供应难以协调。
2. 发电效率抽水蓄能电站在抽水和发电的过程中,电能可以转换成动能,再转换回电能,其效率要比常规水电机组要高。
在峰谷电价不同的情况下,通过抽水蓄能电站储存低谷电,使用高谷电发电,能够实现高效利用电网的资源。
3. 环保抽水蓄能电站的环保优势也是不可忽视的,由于其使用的是再生能源,且不会产生任何空气和水污染,不会对环境造成不良影响。
相比之下,常规水电机组的建设和运行需要消耗大量的水资源,同时对水环境造成一定的压力与负面影响。
四、抽水蓄能电站作为一种新型的水电站,具有很好的发展前景。
其储能和高效的发电方式,以及环保等优越特性,都是常规水电机组所没有的。
尽管抽水蓄能电站建设成本较高、技术难度较大,但随着环保意识的普及和水电发展的趋势,将有望成为未来电力领域的主流方向。
抽水蓄能电站技术
抽水蓄能电站概念:具有上、下水库,利用电力系统多余的电能,把下水库的水抽到上水库内,以位能的形式蓄能,需要时再从上水库放水至下水库进行发电的水电站。
抽水蓄能电站分类,按上水库调节水量、调节性能、机组类型和布置特点按上水库调节水量分:纯抽水蓄能电站、混合式抽水蓄能电站、调水式抽水蓄能电站按调节性能分:日调节、周调节、季调节、年调节按机组类型分:四机分置式、三机串联式、两机可逆式按布置特点分:地面式、地下式、半地下式、特殊布置形式按水头分:低水头、中水头、高水头混合式抽水蓄能电站一般不超过200m纯抽水蓄能电站一般认为在150-200m。
考虑到水头对机组选择的影响,可分为水头低于600m和水头超过600m两种情况。
<600m单级可逆式混流式水泵水轮机;>600m多级式机组或三机式机组抽水蓄能电站的基本原理抽水蓄能电站的基本原理是利用可以兼具水泵和水轮机两种工作方式的蓄能机组,在电力负荷出现低谷时(夜间)做水泵运行,用基荷火电机组发出的多余电能将上水库的水抽到上水库存储起来,在电力负荷出现高峰(下午及晚间)做水轮机运行,将水放下来发电。
抽水蓄能电站所具备的功能发电、调峰填谷、调频调相、紧急事故备用、黑启动提高水(火、核)电站的综合利用率、降低系统的能耗、提高电力系统的灵活性和可靠性抽水蓄能电站在电力系统中的作用1.改善电网运行的作用:(1)抽水蓄能机组启动快速,适用负荷范围广,可担任调峰作用。
(2)在电网中可起调频作用。
(3)可以作为系统的备用机组。
2.在能源利用上的作用:(1)降低电力系统燃料消耗。
(2)改变能源结构,提高火电设备利用率,降低运行消耗3.在提高水电效益方面的作用缓解发电与灌溉的用水矛盾。
调节长距离输送的电力,充分利用水力资源,对环境没有不良的影响抽水蓄能电站的特点1.需要水但基本上不耗水,故其规模不象常规水电那样取决于所在站址的来水流量和落差,而主要取决于上下池容积和落差,更主要的是取决于所在电网可供低谷时抽水的电量。
抽水蓄能电站概念、工作原理及发展前景分析
抽水蓄能电站概念、工作原理及发展前景分析抽水蓄能电站概念利用电网中负荷低谷时的电力, 由下水库抽水到上水库蓄能, 待电网高峰负荷时, 放水回到下水库发电的水电站。
又称蓄能式水电站。
适用条件: 在许多电网中因峰谷差扩大和多种经济原因, 迫切要求调峰电源。
抽水蓄能电站既是良好的调峰电源又具有电网调度上的高度灵活性。
它与常规水电站相比, 除了具有相同的调峰、调相和备用的功能外, 还能利用电网低谷时的电力(称填谷) , 把电网内成本低的电能, 转换为成本高, 售价也高的峰荷电能, 故可为整个电网带来经济效益。
抽水蓄能电站发展前景分析1 我国电源长期发展的必然选择抽水蓄能电站建设规模与一次能源开发利用和电源结构有关。
从我国今后电源发展看,预计2020 年将达到13 亿kw 以上。
我国以煤为主的能源格局决定了未来的装机构成中仍将以煤电为主。
从系统经济性和安全性的角度考虑, 系统需要配置3 % 一5 % 的抽水蓄能电站, 因此, 到2020 年我国需要建设4 0 0 万一6 00 万k w 的抽水蓄能电站。
2 电源结构优化调整的必然选择为减少化石能源消耗, 控制大气污染物排放,应积极优化我国的电源结构。
长远来看, 国家将大力发展核电、风电及其他可再生能源发电?从经济与安全运行的角度, 核电应当尽可能避免调峰, 主要承担基荷。
风电等可再生能源发电的可控性较差, 具有反调节特性, 往往给调峰带来更大的困难。
因此, 随着核电?风电及其他可再生能源发电比重的不断提高, 为提高系统运行的安全性与灵活性,必须配置相应规模的调峰电源。
我国水电资源丰富但存在地区上分布不均的特点, 80 % 集中在西部地区, 中东部负荷中心水电资源较少, 且大部分已开发完毕, 我国天然气资源并不十分丰富, 加之优先满足居民与化工应用, 发电用气供应将非常有限, 另一方面, 随着燃气价格的不断上涨, 天然气发电的市场竞争力也受到很大影响, 因此, 未来我国大规模建设天然气电站的不确定性较大。
抽水蓄能电站演示
2、抽水蓄能电站的功能
调相功能:调相运行的目的是为稳定电网电压, 包括发出无功的调相运行方式和吸收无功的进相 运行方式。 事故备用功能:有较大库容的常规水电站都有事 故备用功能。 黑启动功能:黑启动是指出现系统解列事故后, 要求机组在无电源的情况下迅速起动。
地下发电系统构成
3、抽水蓄能电站的主要施工方法
3、抽水蓄能电站的主要施工方法
地厂主要施工方法:
主厂房顶拱开挖
地下厂房支护 岩锚梁浇筑
主厂房第二层开挖完成
3、抽水蓄能电站的主要施工方法
3、抽水蓄能电站的主要施工方法
上下库及引水系统施工方法:
利用天然地形或现有水利建 筑物改建形成上下水库。水 库均设有挡水建筑物,通常 较多采用土石坝的形式。
⑴土方开挖:直接采用反铲、 装载机挖装,自卸车运输至 渣场。 ⑵石方开挖:采用常规钻爆法, 按自上而下、自外而内、分 层原则进行。
3、抽水蓄能电站的主要施工方法
⑶石方洞挖:开挖时分台阶法和全 断面法施工。岩性较差时上部采用 中间导洞掘进,两侧跟进的方式开 挖;中间层开挖先中间槽,两侧跟 进开挖;保护层为全幅掘进。上部 开挖与中、下部开挖错开进行,开 挖后及时强支护支护措施采取先柔 后刚,即爆破后先喷素混凝土封闭 岩石,控制围岩变形,再安插锚杆、 挂网、喷混凝土、架钢支撑等联合 支护手段。
抽水蓄能电站枢纽布置及施工 方法介绍
中国水电四局市场营销中心
目 录
1、抽水蓄能电枢纽的组成及工作原理
2、抽水蓄能电站的功能 3、主要的施工方法
1、抽水蓄能电站工作原理示意图
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。
抽水蓄能电站ppt课件
抽水蓄能电站的工程设计需要考虑到地形、地质、水文等多种因 素,设计技术的难度较大。
运行管理技术
抽水蓄能电站的运行管理需要依靠先进的监测和控制技术,以保 证电站的安全和稳定运行。
政策与市场环境挑战
政策支持不足
目前,抽水蓄能电站的发展政策支持力度不够, 缺乏明确的政策引导和支持措施。
市场竞争激烈
社会效益分析
提高能源利用效率
抽水蓄能电站可以利用水力资源 ,实现水力发电和电力储存,提
高能源利用效率。
减少环境污染
相比燃煤发电等传统能源,抽水蓄 能电站不产生废气和固体废弃物, 对环境影响较小。
提高应急救援能力
抽水蓄能电站可以在突发电力事件 时提供应急电力供应,保障重要设 施和居民用电需求。
抽水蓄能电站对能源结构的贡献
放出电能。
抽水蓄能电站的历史与发展
19世纪初,抽水蓄能电站的概念就已经提出,但由于技术和经济等方面 的限制,直到20世纪中叶才开始建设。
随着经济的发展和电力需求的增长,抽水蓄能电站在世界范围内得到了 广泛应用。
目前,抽水蓄能电站已经成为世界上最重要的储能方式之一,尤其在能 源转型和可再生能源大规模并网的情况下,抽水蓄能电站的作用更加突 出。
随着电力市场的开放和可再生能源的发展,抽水 蓄能电站面临着激烈的市场竞争。
环保压力大
抽水蓄能电站的建设和运行过程中会对环境造成 一定的影响,环保压力日益增大。
06
案例分析:某抽水蓄Biblioteka 电 站的建设与应用项目背景介绍
地区能源需求增长,需要提高 电力供应的稳定性和可靠性。
抽水蓄能电站作为一种大规模 、高效率的储能技术,具有调 节电力负荷、促进新能源消纳 等优势。
知识百科-抽水蓄能电站的那些事儿
知识百科|抽水蓄能电站的那些事儿目前的储能装置大体可分为机械储能(抽水蓄能、压缩空气、飞轮)、电磁储能(超导、电容器)和化学储能(电池)。
相比于其他储能方式,抽水蓄能具备资金投入少、设备寿命长、储能规模大、转换效率高、技术成熟、运行条件简便、清洁环保等特点,因而得到了快速进展和广泛应用,是目前电力系统中最成熟、最有用的大规模储能方式。
一、抽水蓄能电站特点抽水蓄能电站是通过把低处的水抽到高处来蓄集能量,待电力系统需要时再发电的水电站。
它把电网负荷低谷时多余的电能转化为水的势能储存起来,在负荷高峰时将水的势能转化为电能,实现了电能的有效存储,并将电能在时间上重新安排,有效调整了电力系统生产、供应、使用之间的动态平衡。
由于它是以水为介质的清洁能源电源,并具备启停快速、运行敏捷牢靠、可快速响应负荷变化的优势,因而适合担当系统调频、调相、备用、无功调整和黑启动等帮助服务。
抽水蓄能电站的上、下水库水位随发电、抽水工况的转换而有所变动,在整个转换过程中基本不耗水,但损失部分能量。
抽水蓄能电站一般与火电、核电、风电等协作运行,因其有调峰、填谷和担当旋转备用的作用,可削减火电机组开停机次数,节约额外的燃料消耗,相应削减了污染物排放及其治理费用;保障核电站平稳运行,延长核电机组运行寿命;提高系统对风电、太阳能发电等波动性电源的消纳力量,充分利用清洁的可再生能源。
抽水蓄能电站可以分为不同的类型。
按开发方式,电站可划分为纯抽水蓄能电站和混合式抽水蓄能电站;按调整周期可分为日调整、周调整、季调整抽水蓄能电站。
抽水蓄能电站造价不高,依据电力系统负荷、电源的分布状况,合理配置抽水蓄能电站,可减小电网潮流,在降低系统事故率、提高供电牢靠性的同时,节约电力系统总运行费用。
二、抽水蓄能电站结构抽水蓄能电站通常由具有肯定落差的上、下水库和输水发电系统组成。
上水库一般建在高程较高、库盆封闭性比较好、库周边平顺、库岸山体雄厚、库周边垭口少、库区开阔、坝址河谷较窄的地方。
抽水蓄能电站技术简介
抽水蓄能电站技术简介
抽水蓄能电站又称抽水蓄能水电站,是将水库作为蓄能器,采用水位
涨落(升降)调节抽水机组的发电方式。
它将水库的上游水位作为发电水位,下游水位作为补水水位,经过水轮机发电。
在夜间负荷较低,利用水
库上游的高水位补充水库库容,抽出水轮机发电;在日间负荷较高的时候,水位下降,水轮机组正常发电,补充负荷。
由于使用上游下游水位差来提
供发电的能力,抽水蓄能电站比其它水力发电机组拥有更好的发电能力,
且不受汛期行程的影响,投资更少,安装速度快,用途更广,所以目前备
受关注。
1.水位的控制:水位的控制是抽水蓄能电站最重要的技术,在发电期间,水位采用升降调节,在水轮机发电时,把水位降到最低水位,使水轮
机发挥最大的功率。
2.水泵机组:水泵机组的选择和正确安装是抽水蓄能电站的发展关键,水泵机组有多种,如单级叶片泵、双级叶片泵、搅拌式泵、离心泵等,根
据使用情况选择合适的泵组,以节约能源。
3.水轮机组:水轮机是发电核心环节,选择水轮机要计算水头、流量、扭矩和功率等参数,以保证水轮机的正常运行。
抽水蓄能水电站
抽水蓄能电站摘要:抽水蓄能电站,是一种具有启动快、负荷跟踪迅速和快速反应的特殊电源它既是一个电站又是一个电网管理工具,它有发电、调峰、调频、调相、事故备用、黑启动等诸多功能,同时还有节约能源和保护环境等特点。
抽水蓄能电站有利于“全国电网”的稳定运行;有利于经济地进行“西电东送”;有利于节能减排,优化电源结构。
关键词:抽水蓄能电站、顶峰填谷、静态效益、动态效益一、抽水蓄能电站概述1、抽水蓄能电站定义抽水蓄能电站是装设具有抽水及发电两种功能的机组,利用电力机组低谷负荷期间的剩余电能向上水库抽水储蓄水能,再在系统高峰负荷期间从水库放水发电的水电站。
2、抽水蓄能电站介绍抽水蓄能电站不同于一般水力发电站。
一般水力发电站只安装有发电机,将高水位的水一次使用后弃之东流,而抽水蓄能电站安装有抽水——发电可逆式机组,既能抽水,又能发电。
在白天或前半夜,水库放水,高水位的水通过机组发电,将高水位的水的机械能转化为电能,向电网输送。
缓解用电高峰时电力不足问题;到后半夜,电网处于低谷,电网中不能储存电能,这时机组作为抽水机,将低水位的水抽向高水位,注入上库。
这样,用电低谷电网中多余的电能转化为水的机械能储存在水库中,解决了电能不能储存的问题。
抽水蓄能电站包括上水库、高压引水系统、主厂房、低压尾水系统和下水库。
按电站有无天然径流分为纯抽水蓄能电站和混合式抽水蓄能电站。
(1)、纯抽水蓄能电站:没有或只有少量的天然来水进入上水库来补充蒸发、渗漏损失,而作为能量载体的水体基本保持一个定量,只是在一个周期内,在上、下水库之间往复利用;厂房内安装的全部是抽水蓄能机组,其主要功能是调峰填谷、承担系统事故备用等任务,而不承担常规发电和综合利用等任务。
(2)、混合式抽水蓄能电站:其上水库具有天然径流汇入,来水流量已达到能安装常规水轮发电机组来承担系统的负荷。
因而其电站厂房内所安装的机组,一部分是常规水轮发电机组,另一部分是抽水蓄能机组。
抽水蓄能电站介绍
抽水蓄能电站介绍一、抽水蓄能电站简介我们知道,电力具有发、供、用同时完成的特性。
在负荷低谷时,发电厂的发电量可能超过了用户需要,电力系统有剩余的电能。
而在负荷高峰时,又可能出现满足不了用户需要的情况。
建设抽水蓄能电站能够较好地解决这个问题。
抽水蓄能电站有一个建在高处的上水库和一个建在电站下游的下水库。
抽水蓄能的机组能起到作为一般水轮机的发电作用和作为水泵将下库的水抽到上库的作用。
在电力系统低谷负荷时,抽水蓄能电站的机组作为水泵运行,往上库蓄水。
在高峰负荷时,作为发电机组运行,利用上库的蓄水发电,送到电网。
世界抽水蓄能电站的运行实践证明,它的能量转换比率达75%,即深夜低谷抽水耗电4kW·h,可在高峰期间发出电力3 kW·h。
一些发达国家的实践表明,电网发展到了一定的阶段,必须建设一定数量的抽水蓄能电站来改善和平衡电力系统的负荷能力,提高系统的供电质量和经济效益。
二、抽水蓄能电站在电网中的作用既能调峰又能填谷,具有双倍容量功能。
抽水蓄能电站的机组从备用达到满负荷运行仅需120 s到150s,这是火电机组所望尘莫及的。
且这种电站具有削峰和填谷的双重作用,因此它的调峰能力为其装机容量的2倍,比常规水电站和调峰机组的调峰能力要好得多。
起停迅速,是理想的紧急事故备用电源。
抽水蓄能机组起停迅速,改变工况快,是良好的事故备用机组。
在日本、意大利等国家,有些抽水蓄能电站年利用仅500 h,绝大部分处于备用状态。
改善火电和核电运行条件。
抽水蓄能电站与核电配合运行所发电量成为可满足电网负荷变化要求的优质电能。
如电力系统日最小负荷率为0.6,系统为纯火电机组时,还得一些机组频繁地起停运行。
如果加入10%的抽水蓄能机组,则火电机组的调荷能力只需20 %或稍多一点即可,同时“解放”了绝大部分火电机组,让它们在高效率区间运行。
对于核电站而言,尤其需蓄能电站配合改善其运行条件。
提高电网运行效益。
在水电比重较大的电网中,抽水蓄能电站可利用水电的低谷电能抽水转换成高峰电量,从而削减水电弃水量或火电耗煤量。
抽水蓄能电站的发展趋势与未来展望
抽水蓄能电站的发展趋势与未来展望摘要:抽水蓄能电站是目前技术最成熟、最经济、发展条件最大的电力系统,绿色、低碳、清洁、调节灵活的供电方式,加快发展抽水蓄能是建设以新能源为主体的新型电力系统的迫切要求,是确保电力系统安全稳定运行的重要支撑。
是可再生能源大规模发展的重要保障。
抽水蓄能电站技术成熟、启停时间短、调节速度快、运行经济可靠,具有双倍调节能力,是构建以新能源为主体的新型电力系统的重要组成部分。
关键词:抽水蓄能电站;发展趋势引言抽水蓄能电站是一种利用电力负荷低谷时的电能向上水库抽水,再在电力负荷高峰时向下水库放水发电的水电站,被称为“超级充电宝”。
加快发展抽水蓄能是建设新型电力系统的迫切要求,是保障电力系统安全稳定运行的重要支撑。
1.抽水蓄能电站结构抽水蓄能电站的主体建筑一般包括:上水库、下水库、输水系统、车间等特殊建筑。
与常规水电站相比,抽水蓄能电站水工结构具有以下主要特点:有两个水库。
与同等装机容量的常规水电站相比,抽水蓄能电站的库容通常相对较小。
水库防渗要求高。
如果一个纯抽水蓄能电站由于上部水库渗漏造成大量的失水,就会降低电站的发电量,因此需要对水库进行防渗。
同时,为了防止渗水对工程区水文地质条件造成恶化、产生渗透破坏和集中渗漏,也对水库防渗提出较高要求。
水头较高。
抽水蓄能电站的水头一般较高,多为200~800米。
总装机容量为180万千瓦的绩溪抽水蓄能电站是我国首个650米水头段项目,总装机容量为140万千瓦的敦化抽水蓄能电站是我国首个700米水头段项目[1]。
2.抽水蓄能电站建设关键技术2.1创新研发抽水蓄能智能规划技术集,包括基于智能空间分析的自动定位、新型电力系统运行模拟、“风水火蓄”多能互补一体化规划等,实现科学高效布局,有效发挥规划引领作用。
2.2针对水库地形不整齐、岩体风化深厚、岩性复杂、陡斜坡河谷等复杂地形地质条件,研发了精细定制化筑坝成库成套关键技术,包括就地取材筑坝、陡坡沟基筑坝、土石坝体筑坝和小流量控制。
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抽水蓄能电站论文
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摘要:抽水蓄能电站,是一种具有启动快、负荷跟踪迅速和快速反应的特殊电源它既是一个电站又是一个电网管理工具,它有发电、调峰、调频、调相、事故备用等诸多功能,同时还有节约能源和保护环境等特点。
抽水蓄能电站有利于“全国电网”的稳定运行;有利于经济地进行“西电东送”;有利于节能减排,优化电源结构。
关键词:抽水蓄能电站、顶峰填谷、静态效益、动态效益
一、抽水蓄能电站概述
1、抽水蓄能电站定义
抽水蓄能电站是装设具有抽水及发电两种功能的机组,利用电力机组低谷负荷期间的剩余电能向上水库抽水储蓄水能,再在系统高峰负荷期间从水库放水发电的水电站。
2、抽水蓄能电站介绍
抽水蓄能电站不同于一般水力发电站。
一般水力发电站只安装有发电机,将高水位的水一次使用后弃之东流,而抽水蓄能电站安装有抽水——发电可逆式机组,既能抽水,又能发电。
在白天或前半夜,水库放水,高水位的水通过机组发电,将高水位的水的机械能转化为电能,向电网输送。
缓解用电高峰时电力不足问题;到后半夜,电网处于低谷,电网中不能储存电能,这时机组作为抽水机,将低水位的水抽向高水位,注入上库。
这样,用电低谷电网中多余的电能转化为水的机械能储存在水库中,解决了电能不能储存的问题。
抽水蓄能电站包括上水库、高压引水系统、主厂房、低压尾水系统和下水库。
按电站有无天然径流分为纯抽水蓄能电站和混合式抽水蓄能电站。
(1)、纯抽水蓄能电站:没有或只有少量的天然来水进入上水库来补充蒸发、渗漏损失,而作为能量载体的水体基本保持一个定量,只是在一个周期内,在上、下水库之间往复利用;厂房内安装的全部是抽水蓄能机组,其主要功能是调峰填谷、承担系统事故备用等任务,而不承担常规发电和综合利用等任务。
(2)、混合式抽水蓄能电站:其上水库具有天然径流汇入,来水流
量已达到能安装常规水轮发电机组来承担系统的负荷。
因而其电站厂房内所安装的机组,一部分是常规水轮发电机组,另一部分是抽水蓄能机组。
相应地这类电站的发电量也由两部分构成,一部分为抽水蓄能发电量,另一部分为天然径流发电量。
所以这类水电站的功能,除了调峰填谷和承担系统事故备用等任务处,还有常规发电和满足综合利用要求等任务。
3、中国抽水蓄能电站的发展
1968年和1973年分别建成两座小型混合式抽水蓄能电站。
我国抽水蓄能电站建设起步较晚,由于后发效应,起点较高,近几年建设的几座抽水蓄能电站技术已达到世界水平。
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,装机容量跃居世界第五位,遍布全国14个省市。
二、抽水蓄能水电站的静态效益和动态效益
1、抽水蓄能电站的静态效益
抽水蓄能电站的静态效益是由其在电网中顶峰填谷而产生的经济效益,包括:
(1)、容量效益:抽水蓄能电站是调节电网负荷曲线和低谷之间差距的有效措施。
负荷高峰时段,它可以作为水电站发电,担负电网尖峰容量;用电低谷时段,它可以作为电网用户,吸收低谷电量抽水蓄能,减少负荷谷差。
因此抽水蓄能水电站可以减少火电站机组日出力变幅,使其在高效区运行,增加发电量,并使核电站和大型火电机组稳定运行。
抽水蓄能电站一般无防洪、灌溉、航运等综合利用要求,建设成本低,建设周期比常规水电站要短,运行费用比火电站低。
在电网中缺少调峰电源时,建设抽水蓄能电站可减少火电或其他类型电源的装机容量,改变能源结构,减少总的电力建设投资。
(2)、能量转换效益:抽水蓄能水电站通过能量转换,将成本低的低谷电能转换为价值高的峰荷电能。
峰谷电价相差较大抽水蓄能电站经济效益明显。
如天荒坪抽水蓄能电站向华东电网收购低谷电,每千瓦时我0.21元,全年能耗42.86kW﹒h,白天向华东供电,每千瓦时0.7
元,年供电量31.6亿kW﹒h,全年增值13.12亿元。
(3)、节煤效益:抽水蓄能机组的投入,使电网负荷分配得到调整,火电尽量担负基荷和腰荷,从而使得火电总平均耗煤下降。
2、抽水蓄能电站的动态效益
抽水蓄能电站具有调峰、调频和调相等作用,还可以承担事故备用,保证电网安全、稳定运行。
这些动态效益高于其静态效益,主要包括:
(1)、调峰效益:抽水蓄能电站因为结构简单,控制方便,可以随需要增加功率或减少功率,因而有效地减轻了火电机组(包括燃气轮机组)的调峰负担。
(2)、调频效益:抽水蓄能机组调节灵活,出力变化可以从0到100%,可以快速启动,随时增荷减荷,起到调整周波的作用,有助于保持频率并提高电网的稳定性。
常规水电站和抽水蓄能电站都有调频功能,但在负荷跟踪速度和调频容量变化幅度上抽水蓄能电站更为有利。
常规水电站自启动到满载一般需要数分钟。
而抽水蓄能电站可在一两分钟内从静止达到满载,增加出力的速度可达每秒1万kW,并能够频繁转换工况。
最突出的例子是英国的迪诺威克抽水蓄能电站,其6台300MW机组设计能力为每天启动3~6次;每天工况转换40次;6台机组处于旋转备用时,可以在10s内达到全厂出力1320MW。
(3)、负荷跟随效益:电网负荷总是在不断变化,当负荷急剧变化时,抽水蓄能机组与火电或其他类型机组相比,其负荷跟随很快,爬坡能力较强,。
(4)、事故备用效益:电网一般需要准备20%以上的备用容量,为此系统往往付出很大的代价。
而抽水蓄能机组作为水电机组可以方便地处于旋转备用状态,以利快速地承担事故备用。
抽水蓄能水电站能够快速启动机组,迅速转换工况,可节省机组启动费用,代替备用热能机组低出力期间运行费用。
例如2001年3月8日15时58分,天广交流天平两回线路同时跳闸,输送功率由1460MW减至0,广东电网频率由事故前的50Hz下降到49.44Hz,广东紧急抢开广州抽水蓄能电
站香港1台机组,使系统在16时4分恢复到50Hz。
(5)、调相效益:抽水蓄能机组由于其结构上的优点,可以方便地做调相运行。
不但空闲时可供调相,在发电和抽水时也可以调相,既可以发出无功功率提高电力系统电压,也可以吸收无功功率降低电力系统电压,尤其是在抽水工况调相时,经常进相吸收无功功率,有时进相很深,持续时间很长,这种情况是其他发电机组达不到的,只有抽水蓄能机组才能做到。
另外,抽水蓄能机组在调相运行完成后可以快速地转为发电或抽水。
(6)、黑启动效益:黑启动是指整个系统因故障停运后,系统全部停电(不排除孤立小电网仍维持运行),处于全黑状态,不依赖别的网络帮助,通过系统中具有自启动能力的发电机组启动,带动无自启动的发电机组,逐步扩大系统恢复范围,最终实现整个系统的恢复。
其关键是电源点的启动,水轮发电机组,与火电、核电机组相比,具有辅助设备简单、厂用电少启动快速等优点。
但水电站需要直流系统蓄电池储存的电能和液压系统储存的液压能量,而抽水蓄能电站凭借上水库水的位能就可启动,这是其他电站不具备的优势。
三、抽水蓄能电站提高能源利用率
抽水蓄能电站的调峰填谷效益主要体现在提高电网中火电及其他电源的负荷率,使得火电和其他电源的能量得到充分利用。
电网中有了抽水蓄能电站,可使火电机组安全、稳定地运行,提高了利用小时,并减少频繁启动,节约能源,降低能耗;核电站可担任基本负荷稳定运行,借以提高电网和核电站本身的经济性和安全性;水电比重较大的电网可减少常规水电站汛期的弃水调峰,借以提高水能资源的利用率;风电比重较大的电网,可增加系统吸收的风电电量,使随机的不稳定电能变成可随时调用的可靠电能。
总之,抽水蓄能电站使得火电和其他类型电源发电量的利用率都得到提高,也使电能的质量提高了。
四、中国发展抽水蓄能电站的必要性
1、从安全上看,“全国联网”后远距离大容量输电,线路故障在所难免。
华中电网与川渝电网联网后就曾多次发生故障,说明电网规模越大,保证电网稳定和安全运行就越重要、也越困难。
因此,在电力联络点配置一定规模的启动、爬坡速度快的抽水蓄能电站作为保安电源,对电能输送过程中的故障做出快速反应,有利于电网的安全稳定运行。
2、从经济上看,“西电东送”输电距离远,送基荷比送峰荷电经济性好。
三峡水电站一带建设适量的抽水蓄能电站,可以利用其地理位置优势对“西电东送”中的低谷电或季节性电能进行“来料加工”,将其转化为优质的峰荷电能供给华中地区;另外,还可以与三峡、葛洲坝、水布垭等常规水电站配合运行,取得一定的补偿效益。
3、从节能减排上看,我国已进入能源结构调整快车道,发展可再生清洁能源如核电、风电、水电、太阳能已成为我国今后一段时期电力发展的主要方向,并要求电网有足够的调峰能力配套运行,但这些清洁可再生能源不具备或有较弱的调峰能力。
预计到2020年,我国总装机容量将超过16亿kW。
其中,火电比重下降到61.1%。
水电比重下降到17.7%,核电比例提高到5.1%,风电比重提高到8.8%,大量清洁可再生能源的建设,降低了电网综合调峰能力。
由此,建设适当规模的抽水蓄能电站配套运行,可提高系统调峰能力、促进电源结构优化调整,是我国新能源发展的重要组成部分。
五、结语
进入新世纪,我国电力行业“西电东送”、“南北互供”、“全国联网”使得电网稳定、安全运行越来越重要,也越来越困难。
抽水蓄能电站优越的顶峰平谷、调频、调相、事故备用、黑启动等性能对电网的稳定运行起到至关重要的作用,必将达到进一步的发展。
同时抽水蓄能电站促进了无调峰作用的清洁可再生能源发电站的建设,有利于节能减排,保护环境。