《抽水蓄能技术课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《抽水蓄能技术课件（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、抽水蓄能机组抽水蓄能机组原理与运行原理与运行1-2抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能电站是一种具有储能功能的发电方式，兼有发电与储能的特性。与抽水蓄能电站是一种具有储能功能的发电方式，兼有发电与储能的特性。与常规发电方式相比，抽水蓄能不能利用一次能源发电，不能增加电力系统的电能常规发电方式相比，抽水蓄能不能利用一次能源发电，不能增加电力系统的电能供给，具有其他发电方式没有的储能功能。与其他储能方式相比，抽水蓄能是当供给，具有其他发电方式没有的储能功能。与其他储能方式相比，抽水蓄能是当前技术最成熟、最经济的大规模电能储存装置。抽水蓄能与其他主要发电方式和前技术最成熟、最经济的大规模电能储存装置。抽
2、水蓄能与其他主要发电方式和储能装置的具体比较如下：储能装置的具体比较如下： 表表1 抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术1 1 抽水蓄能抽水蓄能从从表表1中可以看出，在所有发电方式中，抽水蓄能的最大调峰能力最大，启动中可以看出，在所有发电方式中，抽水蓄能的最大调峰能力最大，启动升负荷速度最快，是唯一具有填谷功能的电源，抽水蓄能是各种电源中运行方升负荷速度最快，是唯一具有填谷功能的电源，抽水蓄能是各种电源中运行方式最灵活的发电方式。式最灵活的发电方式。抽水蓄能具有储能功能，解决了电能发供用同时进行、不易存储的矛盾，有效抽水蓄能具有储能功能，解决了电能发供用同时进行、不易存储的矛盾，有
3、效调节了电力系统发供用的动态平衡。储能功能是抽水蓄能电站调峰填谷、调频、调节了电力系统发供用的动态平衡。储能功能是抽水蓄能电站调峰填谷、调频、调相、事故备用、黑启动等功能和在电力系统中多种作用发挥的基础。电力系调相、事故备用、黑启动等功能和在电力系统中多种作用发挥的基础。电力系统中的主要储能技术详见统中的主要储能技术详见图图1，技术特点比较详见，技术特点比较详见表表2。从以上数据可以看出，目前大规模的储能装置除抽水蓄能外，仅有压缩空气储从以上数据可以看出，目前大规模的储能装置除抽水蓄能外，仅有压缩空气储能、部分化学电池储能装置。大规模压缩空气储能，对地下洞室的地质条件、能、部分化学电池储能装置
4、。大规模压缩空气储能，对地下洞室的地质条件、严密性等要求严密性等要求比较苛刻，同时需要燃气轮机配合运行，比较苛刻，同时需要燃气轮机配合运行，在国外处于示范运行阶在国外处于示范运行阶段，段，在我国尚没有应用实例。在我国尚没有应用实例。化学储能存在深度充放电时间长、效率衰减快和化学储能存在深度充放电时间长、效率衰减快和单位投资高、在作环境要求较高等问题，单位投资高、在作环境要求较高等问题，且目前批量生产能力有限。且目前批量生产能力有限。 抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术图图1电力系统主要储能技术分类图电力系统主要储能技术分类图抽水蓄能
5、技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术表表2抽水蓄能与各储能方式技术特点对比表抽水蓄能与各储能方式技术特点对比表各化学储能电池的单位千瓦造价：液流电池各化学储能电池的单位千瓦造价：液流电池2.5万元万元/kW，钠硫电池，钠硫电池2.8万元万元/kW，锂电池，锂电池1万元万元/kW，寿命周期与充放电次数有关，一般不大于，寿命周期与充放电次数有关，一般不大于15年年;工作工作过程中对环境温度有较高要求，必须配备空调降温。与这些储能装置相比，抽过程中对环境温度有较高要求，必须配备空调降温。与这些储能装置相比，抽水蓄能电站投资较低，单位千瓦造价水蓄能电站投资较低，单位千瓦造价3000-5000元元;
6、使用寿命长，机组使用寿命使用寿命长，机组使用寿命25年，水工建筑物使用寿命达百年以上年，水工建筑物使用寿命达百年以上;能量转换效率稳定，不存在衰减问题。能量转换效率稳定，不存在衰减问题。因此，抽水蓄能是目前电力系统中最成熟、最实用的大规模储能方式。因此，抽水蓄能是目前电力系统中最成熟、最实用的大规模储能方式。抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术 2新形势下我国抽水蓄能的作用新形势下我国抽水蓄能的作用近年来，世界政治经济形势和能源格局深刻变化，以电力为中心的新一轮能近年来，世界政治经济形势和能源格局深刻变化，以电力为中心的新一轮能源革命的序幕已经拉开。电网被赋予更多新的功能定位，除传
7、统的输送功能源革命的序幕已经拉开。电网被赋予更多新的功能定位，除传统的输送功能之外，电网更是资源优化配置的载体，是现代综合运输体系和网络经济的重之外，电网更是资源优化配置的载体，是现代综合运输体系和网络经济的重要组成部分，电网发展面临新的挑战，见要组成部分，电网发展面临新的挑战，见图图2。为应对新的挑战，迫切需要提。为应对新的挑战，迫切需要提高电网运行的灵活性，保障电网安全稳定经济运行。受一次能源条件制约，高电网运行的灵活性，保障电网安全稳定经济运行。受一次能源条件制约，我国油气资源短缺，常规水电多为泾流式且受季节性影响，地处西南，远离我国油气资源短缺，常规水电多为泾流式且受季节性影响，地处西
8、南，远离负荷中心，以煤电为主的电力系统调峰有最低负荷限制，负荷调节速度慢。负荷中心，以煤电为主的电力系统调峰有最低负荷限制，负荷调节速度慢。大规模开发抽水蓄能已成为我国当前的必然选择。大规模开发抽水蓄能已成为我国当前的必然选择。抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术图图2电网发展面临的挑战电网发展面临的挑战配合火电机组运行，实现电力系统节能减排配合火电机组运行，实现电力系统节能减排抽水蓄能电站调峰填谷具有明显的节煤作用，一是减少了火电机组参抽水蓄能电站调峰填谷具有明显的节煤作用，一是减少了火电机组参与调峰启停次数，提高火电机组负荷率并在
9、高效区运行，降低机组的与调峰启停次数，提高火电机组负荷率并在高效区运行，降低机组的燃料消耗。二是在经济调度情况下，低谷电由系统中煤耗最低的基荷燃料消耗。二是在经济调度情况下，低谷电由系统中煤耗最低的基荷机组发出，而高峰电由系统中煤耗最高的调峰机组发出。抽水蓄能电机组发出，而高峰电由系统中煤耗最高的调峰机组发出。抽水蓄能电站用高效、低煤耗机组发出的电，来替代低效高煤耗机组发出的电。站用高效、低煤耗机组发出的电，来替代低效高煤耗机组发出的电。目前国内先进超超临界机组的供电煤耗在目前国内先进超超临界机组的供电煤耗在270克克/千瓦时以下，考虑抽千瓦时以下，考虑抽水蓄能机组的效率水蓄能机组的效率(75
10、%以上以上)影响，如果替代火电调峰机组的煤耗在影响，如果替代火电调峰机组的煤耗在360克克/千瓦时以上，就可以实现电力系统有效节能减排。千瓦时以上，就可以实现电力系统有效节能减排。抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术据测算，泰安抽水蓄能电站装机据测算，泰安抽水蓄能电站装机100万千瓦，每年调峰填谷节煤万千瓦，每年调峰填谷节煤24万万吨，减少吨，减少SO2（二氧化硫）排放（二氧化硫）排放1.5万吨，减少氮氧化物排放万吨，减少氮氧化物排放2475吨，吨，减少烟尘排放减少烟尘排放7吨，减少吨，减少CO（一氧化碳）排放（一氧化碳）排放55吨，减少燃油消耗吨，减少燃油消耗13.3万吨，每年节
11、省投资及运行费用万吨，每年节省投资及运行费用5010万元。如果由泰安抽水蓄能万元。如果由泰安抽水蓄能电站来替代山东电力系统的事故备用容量，则仅此一项年节煤量电站来替代山东电力系统的事故备用容量，则仅此一项年节煤量44000吨，减少吨，减少SO2排放排放25.32吨，减少氮氧化物排放吨，减少氮氧化物排放326吨，减少烟吨，减少烟尘排放尘排放1吨，减少吨，减少CO排放排放7.3吨。吨。抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术保证电力系统安全稳定运行水平，提高供电质量保证电力系统安全稳定运行水平，提高供电质量我国电力系统装机以煤电为主。煤电机组的调峰幅度相对较小、调峰我国电力系统装机以煤电为
12、主。煤电机组的调峰幅度相对较小、调峰能力相对较差，虽能满足系统正常运行要求，但远不能保障电力系统能力相对较差，虽能满足系统正常运行要求，但远不能保障电力系统事故情况下的快速调节要求。抽水蓄能电站具有适应负荷快速变化的事故情况下的快速调节要求。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特性，从抽水工况到满负荷运行一般只有2-3min，可以快速大范围调，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。电质量具有重要作用。抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能
13、技术一是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稳定运行水平。稳定运行水平。二是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网运行频率、电压稳定性，更好
14、地满足广大电力用户对供电质量和可靠性的更高要求靠性的更高要求;三是三是抽水蓄能电站利用其调峰填谷性能可以降低系统峰谷差，提高电抽水蓄能电站利用其调峰填谷性能可以降低系统峰谷差，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。等广大电力用户生产和生活的影响。抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术配合风电等可再生能源大规模发展，提高电力系统对风电配合风电等可再生能源大规模发展，提高电力系统对风电等可再生能源的消纳能力等可再生能源的消纳能力根据国家风电发展规划，根据国家风电发展规划
15、，2020年我国将建成哈密、酒泉、河北、吉林、年我国将建成哈密、酒泉、河北、吉林、江苏沿海、蒙东、蒙西七个千万千瓦风电基地，各基地规划情况详见江苏沿海、蒙东、蒙西七个千万千瓦风电基地，各基地规划情况详见表表3。预计到。预计到2020年，我国风电、太阳能的发展规模将达到年，我国风电、太阳能的发展规模将达到1.5亿千瓦、亿千瓦、2000万千瓦。我国新能源资源与能源需求在地理分布上存在巨大差异，万千瓦。我国新能源资源与能源需求在地理分布上存在巨大差异，风电、光伏发电等新能源电源远离负荷中心，必须远距离大容量输送，风电、光伏发电等新能源电源远离负荷中心，必须远距离大容量输送，新能源发电集中开发和集中接
16、入的特点非常明显，风电消纳情况详见新能源发电集中开发和集中接入的特点非常明显，风电消纳情况详见表表4。风电受当地风力变化影响，发电极不稳定，对系统冲击非常大。风电受当地风力变化影响，发电极不稳定，对系统冲击非常大。抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术抽水蓄能技术电力系统建设适当规模的抽水蓄能电站，可以充分发挥抽水蓄能与风电力系统建设适当规模的抽水蓄能电站，可以充分发挥抽水蓄能与风电运行的互补性，利用抽水蓄能电站既平滑风电、太阳能发电出力，电运行的互补性，利用抽水蓄能电站既平滑风电、太阳能发电出力，减小其随机性、波动性，提高输电线路的经济性，又可以平衡风电发减小其随机性、波动性，提高输电线路的经济性，又可以平衡风电发电量的不均衡性、参加电网运行调频的优点，减少风电对电网的冲击，电量的不均衡性、参加电网运行调频的优点，减少风电对电网的冲击，解决当前风电开发送出困难的实际问题。据了解，为适应风电等清洁解决当前风电开发送出困难的实际问题。据了解，为适应风电等清洁能源发展，我国计划能源发展，我国计划2020年投运抽水蓄能年投运抽水蓄能5300万千瓦，其中国家电万千瓦，其中国家电网公司经营区域内网
