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间歇式能源冲击电网安全用水把能量储存起来

2019-05-16 15:42:21| 来源:| 编辑:| 点击:15次

间歇式能源冲击电安全用水把能量储存起来

风能、太阳能为间歇式能源,并容易对电安全造成冲击。如与抽水蓄能电站结合,能更好保证电运行安全

编者按 近年来我国风电、太阳能等可再生能源得到跨越式发展。但因其为间歇式能源,容易影响电运行安全,上难成为了制约这些行业发展的瓶颈所在。

抽水蓄能电站是间接储存电能的一种方式,被誉为国家的“电力粮库”。专家认为,建设抽水蓄能电站可保证风电、太阳能资源实现规模开发,并顺利接入电,是现代大电不可缺少的重要组成部分。

一种储存电能的新型电站

抽水蓄能电站建成后,利用其启停灵活的特点,既可作为电源,又可发挥平抑电负荷、削峰、填谷的作用

江西洪屏抽水蓄能电站近日开工建设,来到江西靖安县三爪仑乡和宝峰镇探个究竟。

看到,该电站利用天然高山盆地修建上水库,高700米左右,地势平坦开阔,盆地四周环山。利用天然河道修建的下水库,则是条水源补给充沛的“长银带”。

国新源控股下属的江西洪屏抽水蓄能有限公司副总经理夏自平指着山谷中的示意图对介绍说,洪屏抽水蓄能电站总装机容量为240万千瓦,一期工程装机容量120万千瓦,总投资约50亿元。一期工程建成后年发电量达到20亿千瓦时。

据了解,2010年1月5日,江西电统调用电负荷达1013万千瓦,用电负荷首次突破千万大关。同时,电峰谷差也逐年增大,给发电调度和电安全运行带来挑战。

电负荷随用电负荷变化随时调度,火电机组从启动到并发电一般需要3个小时左右,而抽水蓄能电站的发电启动只需3分钟。夏自平说,如果靠火电机组开停机进行负荷调度,不仅无法适应电负荷变化快的现状,且开停一台火电机组需要几十万元费用,成本非常高。抽水蓄能电站建成之后,利用其启停灵活的特点,既可作为电源,又可发挥平抑电负荷、削峰、填谷的作用。

此外,抽水蓄能电站还可以作为“应急电源”,保证电稳定、安全运行。抽水蓄能电站机组启停速度快等特点,使其能通过对机组负荷的及时调整,起到调节电供电频率及紧急事故“备用电源”的作用。这意味着,电一旦发生紧急情况,抽水蓄能电站能够迅速启动,避免大面积停电事故的发生,或者在发生事故的情况下迅速恢复供电,避免事故扩大。

据了解,洪屏抽水蓄能电站一、二期工程完成后,年发电量可超过40亿千瓦时。通过电力生产模拟分析,2015年新增洪屏抽水蓄能电站1200兆瓦装机容量后,每年可节约标煤11.5万吨,减少二氧化碳排放量25.3万吨,减少二氧化硫排放量0.23万吨。

此外,洪屏抽水蓄能电站建成后,将给当地旅游带来调整产品结构的机遇,因为抽水蓄能电站本身就是一个独特景观资源。夏自平告诉,他们正在请规划设计院对电站进行景观设计,洪屏项目建成后将一年四季都有别样风景。

优化电源结构的必然选择

为保证大规模风电开发最终顺利并消纳,需要建设大量抽水蓄能电站等调峰电源来实现配套输送

近年来,随着我国清洁能源迅猛发展和用电负荷的快速增长

间歇式能源冲击电网安全用水把能量储存起来

,电用电结构发生了较大的变化,用电负荷的峰谷差逐年加大。为确保电安全稳定、经济高效运行,上世纪90年代开始,我国蓄能电站建设步伐加快,兴建了广东广蓄一期、北京十三陵、浙江天荒坪等为代表的一批大型抽水蓄能电站。

截至2009年底,全国抽水蓄能电站装机容量1454.5万千瓦,完全投产17座,占全国总装机的1.66%。全国在建抽水蓄能电站12座,装机容量1114万千瓦,抽水蓄能电站发展已初具规模。

专家分析,对电而言,抽水蓄能电站扮演着双重角色:抽水时是电的用户,放水发电时又是向电供电的重要电源。随着电规模的扩大和全国联步伐的加快,抽水蓄能对电的意义越发重要。在受端电建设抽水蓄能电站,不仅可以为受端电提供事故备用电源,而且可以弥补远距离直流输电时高峰不能输出无功、低谷不能吸收无功的缺陷。此外,抽水蓄能电站在低谷时吸纳电量,可以显著增加电远距离输电能力,提高线路的输送效率,改善线路运行状况。

为保护环境、应对气候变化,近年来我国风电、太阳能发电快速增长,对电力系统的安全可靠运行提出了更高要求。目前,在甘肃、内蒙古等风电投产速度较快的地区,普遍存在风电并后电量难以全部消纳送出的问题。

国能源研究院副总经济师兼能源战略与规划所所长白建华认为,为保证大规模风电开发最终能顺利并消纳,需要在送电端电或受电端电建设大量抽水蓄能电站等调峰电源来实现配套输送。为适应风能、太阳能等间歇式能源入的特点,抽水蓄能在我国电中的比重和作用将越来越大。

专家分析,按照我国目前火电、核电、风电的发展速度,到2015年左右,必须新增3000万至4500万千瓦的抽水蓄能机组,以满足电安全稳定经济运行的需求。

特别是在“西电东送、南北互供、全国联”电力发展战略以及智能电建设不断推进之际,大力发展蓄能机组已是当务之急。

加强规划实现健康发展

由于抽水蓄能电站的建设有天然的资源要求,蓄能电站建设应该因地制宜采用多种方式

有关专家指出,在看到抽水蓄能电站建设的必要性和紧迫性的同时,必须强调客观理性。

由于抽水蓄能电站的建设有天然的资源要求,蓄能电站应该因地制宜采用多种方式。只要设计合理,几乎所有常规的梯级水电站只要把几台机组换成双向可逆的抽水蓄能机组,就都可以起到抽水蓄能电站的作用。如果经济合理,有些已经建成的水电站也可以考虑增加抽水设备改造。如果我们打开这一思路,我国抽水蓄能的资源将会得到大幅度的提高。建设费用也会大幅度降低。

有关专家还建议,除了蓄水发电,调水工程也可以进行抽水蓄能的建设。据介绍,美国加州的北水南调工程就利用提水用电和放水发电的时机进行抽水蓄能。

抽水蓄能电站投资不菲,且抽水蓄能电站以调峰填谷为主,抽水成本较高,电站能否盈利呢?

据了解,我国在上世纪90年代以前建成的抽水蓄能电站基本是由电统一核算,电站成本回收通过电销售电量实现。上世纪90年代后,我国已建抽水蓄能电站探索出了一套成本回收方式。北京十三陵抽水蓄能电站采用单一电量电价的办法;浙江天荒坪抽水蓄能电站采用两部制电价经营,成本回收通过上容量和电量实现;广州抽水蓄能电站采用电租赁经营,成本回收通过租赁费实现。由于抽水蓄能电站的建设受地形影响较大,单位容量造价差异较大,相应电价定价差异也较大。而且,抽水蓄能电站的调峰填谷、调频、调相、事故备用等辅助服务的收费标准难以确定。下一步,还需要进一步探索建立有效合理的成本回收方式和电价机制,吸引多方参股,保证抽水蓄能电站的可持续发展。

由于抽水蓄能电站工程建设投资大,建设周期长,是一项资金密集和技术密集融为一体的复杂系统工程,还必须加强抽水蓄能电站的统一建设和运营管理。

专家指出,在抽水蓄能电站的规划上必须结合目前及未来电源结构变化、电发展、电源和电布局、负荷变化特点等相关因素,以维护电力系统安全、稳定运行,提高供电质量和可靠性。同时,以合理利用资源为目标,确定抽水蓄能电站的合理比重、分布和建设时间,确保抽水蓄能电站实现健康、可持续发展。

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