以电力系统低谷电能抽水,并以位能形式储存电能的水电站。抽水蓄能电站设有上、下两个水库,利用电力系统用电低谷时的剩余电力,将下水库的水抽存到上水库中,到电力系统的高峰负荷时,再从上水库放水发电。
抽水蓄能电站是电力系统惟一能填谷的调峰电源。对峰谷差大、调峰能力不足的电力系统,设置一定规模的此类电站是必要的。
具有上下水库,利用电力系统中多余的电能、把下水库(下池)的水抽到上水库(上池)内,以位能的的方式蓄能;系统需要电力时,再从上水库至下水库进行发电的水电站。在抽水和发电能量转换(由电能变为水能,再由水能变为电能)过程中,输水系统和机电设备都有一定的能量损耗。
发电所得电能与抽水所用电能之比,是抽水蓄能电站的综合效率,早期在65%左右,近来已提高至75%左右。抽水蓄能是利用电力系统多余的低价电能,转换成电力系统十分需要的高价峰荷电能,并具有紧急事故备用、调峰、调频、调相的效用,可以提高电力系统的可靠性。
抽水蓄能电站按水流情况可分为3类:
(1)纯抽水蓄能电站,上水库没有天然径流来源,抽水与发电的水量相等,循环使用;
(2)混合式抽水蓄能电站,上水库有天然径流来源,既利用天然径流发电,又利用由下水库抽水蓄能发电;
(3)调水式抽水蓄能电站,从位于一条河流的下水库抽水至上水库,再由上水库向另一条河流的下水库放水发电。
抽水蓄能电站的主要作用
①利用用电低谷(用电量小的时候)抽水蓄能,待用电高峰时冲锋,高峰低谷互相弥补。
②低谷时,发电机组也可以满负荷出力(自发自用提供给抽水机抽水蓄能),提高了机组利用小时,同时可以更多的在电价高的时候多发多供,提高经济效益。
③抽水蓄能电站多建在两河交回的地方,其可以不受上游来水了的影响,可以把另一条河的水抽至自己的蓄水库区,待发,水力资源充分利用。
抽水蓄能电站的特点
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世,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。在近40年中,前20多年蓄能电站的发展几乎处于停顿状态,九十年代初才开始有了新的发展。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,到时抽水蓄能电站的总装机可到17500MW左右。
在系统中发挥了重要作用
抽水蓄能电站运行具有几大特性:它既是发电厂,又是用户,它的填谷作用是其它任何类型发电厂所没有的;它启动迅速,运行灵活、可靠,除调峰填谷外,还适合承担调频、调相、事故备用等任务。中国已建的抽水蓄能电站在各自的电网中都发挥了重要作用,使电网总体燃料得以节省,降低了电网成本,提高了电网的可靠性。现举几个电站的运行情况,说明抽水蓄能电站在系统中的作用。
具有了较为成熟的设计、施工和管理经验
中国抽水蓄能电站建设虽然起步较晚,但有以往大规模常规水电建设所积累的经验,加上近十几年来引进的国外先进技术和管理经验,使中国抽水蓄能电站有较高的起点。尽管己建的抽水蓄能电站数目不多,总装机规模也不大,但单个电站规模已居世界前列。如:广州抽水蓄能电站,已是当今世界上装机规模最大的抽水蓄能电站;在建设速度方面,广蓄一期工程全部竣工仅58个月,广蓄二期、十三陵和天荒坪电站主体工程的实际施工工期,与世界经济发达国家相比并不逊色;在单位千瓦装机容量投资方面,一般都不太高,而广蓄电站,还低于世界同类电站水平,其中广蓄还远低于具有一定调峰能力的燃煤电站的单位千瓦投资;中国正在建设的西龙池抽水蓄能电站,最大扬程达704m,进入了世界上已投运的单级混流式抽水蓄能机组中扬程最高的先进水平;天荒坪与广州抽水蓄能电站单级可逆式水泵水轮机组单机容量300MW,设计水头500m以上,均为世界先进水平。
中国通过近10几年来建成的第一批抽水蓄能电站的实践,积累了设计、施工和运行管理的经验,在技术上取得了丰硕的成果。
在建设管理方面有一套行之有效的制度。普遍实行了以项目法人责任制为中心,以建设监理制和招标承包制相配套的建设管理模式。