分析｜抽水蓄能電站開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

2017-11-23 11:31:16 來(lái)源:能源日參　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

（一）全球抽水蓄能電站的發(fā)展1882年，首座抽水蓄能電站誕生在瑞士，裝機(jī)容量?jī)H為515千瓦，是一座季調(diào)節(jié)型抽水蓄能電站。其初衷?xún)H僅是單純的蓄水，以配合常規(guī)水電運(yùn)行。隨著抽水蓄能電站工程技術(shù)的發(fā)展及其在電網(wǎng)

（一）全球抽水蓄能電站的發(fā)展

1882年，首座抽水蓄能電站誕生在瑞士，裝機(jī)容量?jī)H為515千瓦，是一座季調(diào)節(jié)型抽水蓄能電站。其初衷?xún)H僅是單純的蓄水，以配合常規(guī)水電運(yùn)行。

隨著抽水蓄能電站工程技術(shù)的發(fā)展及其在電網(wǎng)中實(shí)際運(yùn)行的表現(xiàn)，它逐漸顯示出更多的優(yōu)勢(shì)，被賦予了更多的職責(zé)——調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、事故備用、配合風(fēng)電儲(chǔ)能等?？梢哉f(shuō)，從世界角度看，抽水蓄能電站并不是新鮮事物，而是被廣泛接受且認(rèn)可的綜合性電站。

抽水蓄能電站的開(kāi)發(fā)程度與國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平直接相關(guān)，發(fā)達(dá)國(guó)家在核電的開(kāi)發(fā)、風(fēng)能的利用和蓄能配套方面已有一定成功經(jīng)驗(yàn)，其中日本、美國(guó)和歐洲諸國(guó)的抽水蓄能電站裝機(jī)容量占全世界抽水蓄能電站總和的80%以上，而且核電、風(fēng)電裝機(jī)比重較大的國(guó)家，均建有一定規(guī)模的抽水蓄能電站以配合核電和風(fēng)電等運(yùn)行。

二十世紀(jì)五十年代，西歐各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)著世界抽水蓄能電站建設(shè)的潮流，西歐抽水蓄能電站裝機(jī)容量占世界抽水蓄能電站總裝機(jī)容量的35%〜40%。到六十年代后期，美國(guó)抽水蓄能電站裝機(jī)容量躍居世界第一。進(jìn)入九十年代后，日本后來(lái)居上，超過(guò)美國(guó)成為抽水蓄能電站裝機(jī)規(guī)模最大的國(guó)家，保持至今。

世界抽水蓄能電站發(fā)展的黃金時(shí)期是二十世紀(jì)的七八十年代，五十年代抽水蓄能電站年均增加裝機(jī)容量不足30萬(wàn)千瓦，而七十年代裝機(jī)容量年均增加305萬(wàn)千瓦，年均增長(zhǎng)率為11.26%；八十年代年均增加404萬(wàn)千瓦，年均增長(zhǎng)率也有6.45%。在這一時(shí)期，抽水蓄能電站的裝機(jī)容量增長(zhǎng)率比世界總裝機(jī)容量增長(zhǎng)率要高一倍左右。到1990年，全世界抽水蓄能電站增至8688萬(wàn)千瓦，占世界總裝機(jī)容量的3.15%。

但進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代后，抽水蓄能電站發(fā)展速度明顯減緩，其根本原因是發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度放慢，導(dǎo)致電力負(fù)荷增長(zhǎng)速度放緩，世界總裝機(jī)容量增長(zhǎng)率隨之下降，進(jìn)而影響到抽水蓄能電站的建設(shè)。

然而此時(shí)，亞洲抽水蓄能電站的建設(shè)卻處于蓬勃發(fā)展期。中國(guó)、印度、韓國(guó)、日本的裝機(jī)容量不斷攀高，特別是身為發(fā)達(dá)國(guó)家的日本，并未因經(jīng)濟(jì)衰退而減緩抽水蓄能電站的建設(shè)，在建規(guī)模達(dá)到712萬(wàn)千瓦，居世界第二位。

表1部分國(guó)家電源結(jié)構(gòu)

這與日本電力體制有關(guān)，日本電力公司分地區(qū)組成發(fā)電、輸電、配電統(tǒng)一的經(jīng)營(yíng)公司，各公司必然重視電網(wǎng)安全及電力質(zhì)量，從而注重抽水蓄能電站建設(shè)。而且日本核電機(jī)組所占比例也比較大，這也是日本抽水蓄能電站建設(shè)規(guī)模較大、較快的原因。

可以說(shuō)，隨著世界經(jīng)濟(jì)中心的逐步轉(zhuǎn)移，亞洲已經(jīng)成為了新的抽水蓄能電站建設(shè)中心。據(jù)統(tǒng)計(jì)，日、美、歐在抽水蓄能電站建設(shè)的高速發(fā)展期，當(dāng)時(shí)的人均GDP約為2000美元。目前，亞洲多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都已經(jīng)越過(guò)這個(gè)層次，進(jìn)入了高耗電的重工業(yè)化和家用電器普及化階段。在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下，抽水蓄能電站的發(fā)展很快。

（二）中國(guó)抽水蓄能電站的發(fā)展現(xiàn)狀

1、發(fā)展歷程

我國(guó)水能資源豐富，但地區(qū)分布極不均衡。為解決電網(wǎng)調(diào)峰問(wèn)題，我國(guó)從六十年代開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)抽水蓄能電站。1968年，河北崗南水庫(kù)電站安裝了一臺(tái)容量1.1萬(wàn)千瓦的進(jìn)口抽水蓄能機(jī)組。1973年和1975年，北京密云水庫(kù)白河水電站改建并安裝了兩臺(tái)國(guó)產(chǎn)1.1萬(wàn)千瓦抽水蓄能機(jī)組，總裝機(jī)容量2.2萬(wàn)千瓦。這兩座小型混合式抽水蓄能電站的投運(yùn)，標(biāo)志著我國(guó)抽水蓄能電站建設(shè)拉開(kāi)序幕。

經(jīng)過(guò)二十世紀(jì)七十年代的初步探索，八十年代的深入研究論證和規(guī)劃設(shè)計(jì)，我國(guó)抽水蓄能電站的興建逐步進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期。以火電為主的華北、華東、廣東等電網(wǎng)的調(diào)峰供需矛盾日益突出，通過(guò)興建抽水蓄能電站解決調(diào)峰問(wèn)題逐步成為共識(shí)，一批大型抽水蓄能電站應(yīng)需而生。

從我國(guó)抽水蓄能電站的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，在時(shí)間上呈現(xiàn)為年代波浪式發(fā)展，空間上則呈現(xiàn)為跨區(qū)輻射式發(fā)展。

從時(shí)間上看，我國(guó)抽水蓄能電站建設(shè)起步較晚，八十年代末才開(kāi)始第一座混流式大型抽水蓄能電站技術(shù)的研究工作，九十年代中期建成了第一批大型抽水蓄能電站。在二十一世紀(jì)初期，我國(guó)抽水蓄能電站迎來(lái)了第二個(gè)建設(shè)高潮，有19座抽水蓄能電站陸續(xù)開(kāi)工建設(shè)。隨著經(jīng)濟(jì)的繼續(xù)發(fā)展，對(duì)電網(wǎng)供電可靠性的要求必然進(jìn)一步提高，對(duì)新能源大規(guī)模發(fā)展所需要的儲(chǔ)能調(diào)節(jié)等要求也會(huì)越來(lái)越突出。因此，未來(lái)我國(guó)抽水蓄能電站必然迎來(lái)新的建設(shè)高潮。

從空間上看，我國(guó)的第一批抽水蓄能電站主要分布在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的東部地區(qū)和以火電為主的中部地區(qū)。然而，隨著我國(guó)能源政策的調(diào)整，以風(fēng)能、太陽(yáng)能為代表、位于內(nèi)蒙古東、西部及吉林、甘肅等地的新能源基地規(guī)劃建設(shè)，迫切需要在發(fā)電端配套調(diào)峰能力強(qiáng)、儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)突出、經(jīng)濟(jì)性好，且能提高輸電線路經(jīng)濟(jì)性的抽水蓄能電站。此外，華北、東北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。

我國(guó)開(kāi)展抽水蓄能電站建設(shè)已經(jīng)四十余年。在這期間，基于大型水電建設(shè)所積累的技術(shù)和工程經(jīng)驗(yàn)，加上引進(jìn)和消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，及一批大型抽水蓄能電站的建設(shè)實(shí)踐，已讓我國(guó)累積了豐富的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，掌握了較先進(jìn)的機(jī)組制造技術(shù)，形成了較為完備的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行管理體系，電站的整體設(shè)計(jì)、制造和安裝技術(shù)更是達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。例如，已建成的西龍池電站是世界上水頭最高（640米）的抽水蓄能電站之一，而在建的豐寧電站（360萬(wàn)千瓦）則將是世界上裝機(jī)規(guī)模最大的抽水蓄能電站?？梢哉f(shuō)，我國(guó)抽水蓄能電站建設(shè)已有較高的起點(diǎn)，抽水蓄能機(jī)組設(shè)備的已建總裝機(jī)規(guī)模和單個(gè)電站的裝機(jī)規(guī)模均位居世界前列。

圖1我國(guó)抽水蓄能電站發(fā)展歷程

責(zé)任編輯：lixin

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