[科普中國(guó)]-吹抽水蓄能電站

吹抽水蓄能電站又叫抽水蓄能電站，是利用電力負(fù)荷低谷時(shí)的電能抽水至上水庫(kù)，在電力負(fù)荷高峰期再放水至下水庫(kù)發(fā)電的水電站。又稱蓄能式水電站。它可將電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí)的多余電能，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時(shí)期的高價(jià)值電能，還適于調(diào)頻、調(diào)相，穩(wěn)定電力系統(tǒng)的周波和電壓，且宜為事故備用，還可提高系統(tǒng)中火電站和核電站的效率。我國(guó)抽水蓄能電站的建設(shè)起步較晚，但由于后發(fā)效應(yīng)，起點(diǎn)卻較高，近年建設(shè)的幾座大型抽水蓄能電站技術(shù)已處于世界先進(jìn)水平。

發(fā)展歷史國(guó)外抽水蓄能電站的出現(xiàn)已有一百多年的歷史，我國(guó)在上世紀(jì)60年代后期才開(kāi)始研究抽水蓄能電站的開(kāi)發(fā)，于1968年和1973年先后建成崗南和密云兩座小型混合式抽水蓄能電站，裝機(jī)容量分別為11MW和22MW，與歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)相比，我國(guó)抽水蓄能電站的建設(shè)起步較晚。

上世紀(jì)80年代中后期，隨著改革開(kāi)放帶來(lái)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，廣東、華北和華東等以火電為主的電網(wǎng)，由于受地區(qū)水力資源的限制，可供開(kāi)發(fā)的水電很少，電網(wǎng)缺少經(jīng)濟(jì)的調(diào)峰手段，電網(wǎng)調(diào)峰矛盾日益突出，缺電局面由電量缺乏轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)峰容量也缺乏，修建抽水蓄能電站以解決火電為主電網(wǎng)的調(diào)峰問(wèn)題逐步形成共識(shí)。隨著電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和電源結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求，一些以水電為主的電網(wǎng)也開(kāi)始研究興建一定規(guī)模的抽水蓄能電站。為此，國(guó)家有關(guān)部門組織開(kāi)展了較大范圍的抽水蓄能電站資源普查和規(guī)劃選點(diǎn)，制定了抽水蓄能電站發(fā)展規(guī)劃，抽水蓄能電站的建設(shè)步伐得以加快。1991年，裝機(jī)容量270MW的潘家口混合式抽水蓄能電站首先投入運(yùn)行，從而迎來(lái)了抽水蓄能電站建設(shè)的第一次高潮。

上世紀(jì)90年代，隨著改革開(kāi)放的深入，國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，抽水蓄能電站建設(shè)也進(jìn)入了快速發(fā)展期。先后興建了廣蓄一期、北京十三陵、浙江天荒坪等幾座大型抽水蓄能電站?！笆濉逼陂g，又相繼開(kāi)工了張河灣、西龍池、白蓮河等一批大型抽水蓄能電站。

發(fā)展現(xiàn)狀據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2009年底我國(guó)投產(chǎn)的抽水蓄能電站共22座，總?cè)萘?1545MW，其中大型純抽水蓄能電站11座（包括北京十三陵、廣東廣州一期與二期、浙江天荒坪與桐柏、吉林白山、山東泰安、安徽瑯琊山、江蘇宜興、山西西龍池、河北張河灣）10400MW，其余11座1145MW，在建的8座，裝機(jī)容量9360MW。我國(guó)已建、在建抽水蓄能電站。

我國(guó)已建、在建抽水蓄能電站統(tǒng)計(jì)：

1崗南河北平山混合式1×111968.511

2密云北京密云混合式2×111973.1122

3潘家口河北遷西混合式3×901991.9270

4寸塘口四川彭溪純蓄能2×11992.112

5廣州一期廣州從化純蓄能4×3001994.31200

6十三陵北京昌平純蓄能4×2001995.12800

7羊卓雍湖西藏貢嘎純蓄能4×22.51997.590

8溪口浙江奉化純蓄能2×401997.1280

9廣州二期廣州從化純蓄能4×3001999.41200

10天荒坪浙江安吉純蓄能6×3001998.91800

11響洪甸安徽金寨混合式2×402000.180

12天堂湖北羅田純蓄能2×352000.1270

13沙河江蘇溧陽(yáng)純蓄能2×502002.6100

14回龍河南南陽(yáng)純蓄能2×602005.9120

15白山吉林樺甸純蓄能2×1502005.11300

16泰安山東泰安純蓄能4×2502006.71000

17桐柏浙江天臺(tái)純蓄能4×3002005.121200

18瑯琊山安徽滁州純蓄能4×1502006.9600

19宜興江蘇宜興純蓄能4×2502008.121000

20西龍池山西五臺(tái)純蓄能4×3002008.12300

21張河灣河北井陘純蓄能4×2502008.121000

22惠州廣東惠州純蓄能8×3002009.5300

23寶泉河南輝縣純蓄能4×300在建

24白蓮河湖北羅田純蓄能4×300在建

25佛磨安徽霍山混合式2×80在建

26蒲石河遼寧寬甸純蓄能4×300在建

27黑麋峰湖南望城純蓄能4×300在建

28響水澗安徽蕪湖純蓄能4×250在建

29呼和浩特內(nèi)蒙古純蓄能4×300在建

30仙游福建仙游純蓄能4×300在建

31溧陽(yáng)江蘇溧陽(yáng)純蓄能6×250在建

正開(kāi)展前期設(shè)計(jì)工作的抽水蓄能電站統(tǒng)計(jì)表

1清遠(yuǎn)廣東清遠(yuǎn)1280待建

2馬山江蘇無(wú)錫600待建

3荒溝黑龍江牡丹江1200待建

4深圳廣東深圳1200待建

5板橋峪北京密云1000可研

6豐寧河北豐寧3600可研

7天荒坪二浙江安吉2400可研

8文登山東文登1800可研

9陽(yáng)江廣東陽(yáng)江2400可研

10敦化吉林敦化1200可研

11紅石吉林樺甸1200可研

12通化吉林通化800可研

13五岳河南光山1000可研

14河南天池河南南陽(yáng)1200可研

15寶泉二期河南新鄉(xiāng)1200可研

16桓仁遼寧桓仁800可研

17蟠龍重慶綦江1200可研

18烏龍山浙江建德2400可研

19泰安二期山東泰安1800可研

20雙溝吉林撫松500可研

我國(guó)抽水蓄能電站建設(shè)雖然起步比較晚，但由于后發(fā)效應(yīng)，起點(diǎn)卻較高，已經(jīng)建設(shè)的幾座大型抽水蓄能電站技術(shù)已處于世界先進(jìn)水平。例如：廣州一、二期抽水蓄能電站總裝機(jī)容量2400MW，為世界上最大的抽水蓄能電站;天荒坪與廣州抽水蓄能電站機(jī)組單機(jī)容量300MW，額定轉(zhuǎn)速500r/min，額定水頭分別為526m和500m，已達(dá)到單級(jí)可逆式水泵水輪機(jī)世界先進(jìn)水平;西龍池抽水蓄能電站單級(jí)可逆式水泵水輪機(jī)組最大揚(yáng)程704m，僅次于日本葛野川和神流川抽水蓄能電站機(jī)組。十三陵抽水蓄能電站上水庫(kù)成功采用了全庫(kù)鋼筋混凝土防滲襯砌，滲漏量很小，也處于世界領(lǐng)先水平。天荒坪、張河灣和西龍池抽水蓄能電站采用現(xiàn)代瀝青混凝土面板技術(shù)全庫(kù)盆防滲，處于世界先進(jìn)水平。

發(fā)展趨勢(shì)隨著我國(guó)新興能源的大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用，抽水蓄能電站的配置由過(guò)去單一的側(cè)重于用電負(fù)荷中心逐步向用電負(fù)荷中心、能源基地、送出端和落地端等多方面發(fā)展。

新能源的迅速發(fā)展需要加速抽水蓄能電站建設(shè)

風(fēng)電作為清潔的可再生資源是國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，核電是國(guó)家大力發(fā)展的新型能源，風(fēng)電和核電的大力發(fā)展，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、可持續(xù)發(fā)展有著不可替代的作用。

風(fēng)能是一種隨機(jī)性、間歇性的能源，風(fēng)電場(chǎng)不能提供持續(xù)穩(wěn)定的功率，發(fā)電穩(wěn)定性和連續(xù)性較差，這就給風(fēng)電并網(wǎng)后電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡、保持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，同時(shí)風(fēng)電的運(yùn)行方式必將受到電力系統(tǒng)負(fù)荷需求的諸多限制。抽水蓄能電站具有啟動(dòng)靈活、爬坡速度快等常規(guī)水電站所具有的優(yōu)點(diǎn)和低谷儲(chǔ)能的特點(diǎn)，可以很好地緩解風(fēng)電給電力系統(tǒng)帶來(lái)的不利影響。

核電機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用低，環(huán)境污染小，但核電機(jī)組所用燃料具有高危險(xiǎn)性，一旦發(fā)生核燃料泄漏事故，將對(duì)周邊地區(qū)造成嚴(yán)重的后果；同時(shí)，由于核電機(jī)組單機(jī)容量較大，一旦停機(jī)，將對(duì)其所在電網(wǎng)造成很大的沖擊，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)造成整個(gè)電網(wǎng)的崩潰。在電網(wǎng)中必須要有強(qiáng)大調(diào)節(jié)能力的電源與之配合，因此建設(shè)一定規(guī)模的抽水蓄能電站配合核電機(jī)組運(yùn)行，可輔助核電在核燃料使用期內(nèi)盡可能的用盡燃料，多發(fā)電，不但有利于燃料的后期處理，降低了危險(xiǎn)性，而且有效降低了核電發(fā)電成本。

抽水蓄能電站是電力系統(tǒng)中最可靠、最經(jīng)濟(jì)、壽命周期長(zhǎng)、容量大、技術(shù)最成熟的儲(chǔ)能裝置，是新能源發(fā)展的重要組成部分。通過(guò)配套建設(shè)抽水蓄能電站，可降低核電機(jī)組運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用、延長(zhǎng)機(jī)組壽命；有效減少風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)的沖擊，提高風(fēng)電場(chǎng)和電網(wǎng)運(yùn)行的協(xié)調(diào)性以及電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。

特高壓、智能電網(wǎng)的發(fā)展需要加速抽水蓄能電站建設(shè)

國(guó)家電網(wǎng)公司正在推進(jìn)“一特四大”的電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，即以大型能源基地為依托，建設(shè)由1000千伏交流和±800千伏直流構(gòu)成的特高壓電網(wǎng)，形成電力“高速公路”，促進(jìn)大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開(kāi)發(fā)，在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置。同時(shí)，將以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，發(fā)展以信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的自主創(chuàng)新、國(guó)際領(lǐng)先的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。特高壓交流輸電系統(tǒng)的無(wú)功平衡和電壓控制問(wèn)題比超高壓交流輸電系統(tǒng)更為突出。利用大型抽水蓄能電站的有功功率、無(wú)功功率雙向、平穩(wěn)、快捷的調(diào)節(jié)特性，承擔(dān)特高壓電力網(wǎng)的無(wú)功平衡和改善無(wú)功調(diào)節(jié)特性，對(duì)電力系統(tǒng)可起到非常重要的無(wú)功/電壓動(dòng)態(tài)支撐作用，是一項(xiàng)比較安全又經(jīng)濟(jì)的技術(shù)措施，建設(shè)一定規(guī)模的抽水蓄能電站，對(duì)電力系統(tǒng)特別是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行具有重要意義。

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)正處起步階段抽水蓄能建設(shè)加速

“儲(chǔ)能肯定已到了呼之欲出的時(shí)候。保守估計(jì)，到2020年，國(guó)內(nèi)整個(gè)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模至少可以達(dá)到6000億元，樂(lè)觀的話甚至有可能到兩萬(wàn)億。預(yù)計(jì)未來(lái)國(guó)家對(duì)儲(chǔ)能的支持力度會(huì)不斷加大?！敝锌圃汗こ虩嵛锢硌芯克L(zhǎng)助理、鄂爾多斯大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)研究所所長(zhǎng)譚春青在上月召開(kāi)的“儲(chǔ)能國(guó)際峰會(huì)2012”上表示。這昭示著儲(chǔ)能的巨大魅力與潛力。

對(duì)新能源和可再生能源的研究和開(kāi)發(fā)，尋求提高能源利用率的先進(jìn)方法，已成為全球共同關(guān)注的首要問(wèn)題。對(duì)中國(guó)這樣一個(gè)能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)來(lái)說(shuō)，既有節(jié)能減排的需求，也有能源增長(zhǎng)以支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，這就需要大力發(fā)展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)。

日益增長(zhǎng)的能源消費(fèi)，特別是煤炭、石油等化石燃料的大量使用對(duì)環(huán)境和全球氣候所帶來(lái)的影響使得人類可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)面臨嚴(yán)峻威脅。據(jù)預(yù)測(cè)，如按現(xiàn)有開(kāi)采不可再生能源的技術(shù)和連續(xù)不斷地日夜消耗這些化石燃料的速率來(lái)推算，煤、天然氣和石油的可使用有效年限分別為100-120年、30-50年和18-30年。顯然，21世紀(jì)所面臨的最大難題及困境可能不是戰(zhàn)爭(zhēng)及食品，而是能源。

我國(guó)電力系統(tǒng)建設(shè)正處于快速發(fā)展階段，用電高峰時(shí)的供電緊張、有功無(wú)功儲(chǔ)備不足、輸配電容量利用率不高和輸電效率低等問(wèn)題都有不同程度的存在。同時(shí)，越來(lái)越多的大型工業(yè)企業(yè)和涉及信息、安全領(lǐng)域的用戶對(duì)負(fù)荷側(cè)電能質(zhì)量問(wèn)題提出更高的要求。這些特點(diǎn)為分散電力儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)展提供了廣泛的空間，而儲(chǔ)能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用可以達(dá)到調(diào)峰、提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性及提高電能質(zhì)量等目的。

抽水蓄能是電力系統(tǒng)最可靠、最經(jīng)濟(jì)、壽命周期最長(zhǎng)、容量最大的儲(chǔ)能裝置。為了保障電源端大型火電或核電機(jī)組能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的在最優(yōu)狀態(tài)運(yùn)行，需要配套建設(shè)抽水蓄能電站承擔(dān)調(diào)峰調(diào)荷等任務(wù)。截至2008年，我國(guó)已建成抽水蓄能電站20座，在建的11座，裝機(jī)容量達(dá)到1091萬(wàn)千瓦，占全國(guó)總裝機(jī)容量的1.35%。

而一般工業(yè)國(guó)家抽水蓄能裝機(jī)占比約在5%-10%水平，其中日本2006年抽水蓄能裝機(jī)占比即已經(jīng)超過(guò)10%。我國(guó)抽水蓄能電站的占比明顯偏低，隨著國(guó)內(nèi)核電及大型火電機(jī)組的投建，國(guó)內(nèi)抽水蓄能電站建設(shè)明顯加速。在建規(guī)模達(dá)到約1400萬(wàn)千瓦，擬建和可行性研究階段的抽水蓄能電站規(guī)劃規(guī)模分別達(dá)到1500萬(wàn)千瓦和2000萬(wàn)千瓦，如果以上項(xiàng)目順利投產(chǎn)，2020年我國(guó)抽水蓄能電站總裝機(jī)容量將達(dá)到約6000萬(wàn)千瓦。

儲(chǔ)能本身不是新興的技術(shù)，但從產(chǎn)業(yè)角度來(lái)說(shuō)卻是剛剛出現(xiàn)，正處在起步階段。中國(guó)沒(méi)有達(dá)到類似美國(guó)、日本將儲(chǔ)能當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立產(chǎn)業(yè)加以看待并出臺(tái)專門扶持政策的程度，尤其在缺乏為儲(chǔ)能付費(fèi)機(jī)制的前提下，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化模式尚未成形。

分類抽水蓄能電站可按不同情況分為不同的類型。

1.按電站有無(wú)天然徑流分

抽水蓄能電站

（1）純抽水蓄能電站：沒(méi)有或只有少量的天然來(lái)水進(jìn)入上水庫(kù)（以補(bǔ)充蒸發(fā)、滲漏損失），而作為能量載體的水體基本保持一個(gè)定量，只是在一個(gè)周期內(nèi)，在上、下水庫(kù)之間往復(fù)利用；廠房?jī)?nèi)安裝的全部是抽水蓄能機(jī)組，其主要功能是調(diào)峰填谷、承擔(dān)系統(tǒng)事故備用等任務(wù)，而不承擔(dān)常規(guī)發(fā)電和綜合利用等任務(wù)。

（2）混合式抽水蓄能電站：其上水庫(kù)具有天然徑流匯入，來(lái)水流量已達(dá)到能安裝常規(guī)水輪發(fā)電機(jī)組來(lái)承擔(dān)系統(tǒng)的負(fù)荷。因而其電站廠房?jī)?nèi)所安裝的機(jī)組，一部分是常規(guī)水輪發(fā)電機(jī)組，另一部分是抽水蓄能機(jī)組。相應(yīng)地這類電站的發(fā)電量也由兩部分構(gòu)成，一部分為抽水蓄能發(fā)電量，另一部分為天然徑流發(fā)電量。所以這類水電站的功能，除了調(diào)峰填谷和承擔(dān)系統(tǒng)事故備用等任務(wù)處，還有常規(guī)發(fā)電和滿足綜合利用要求等任務(wù)。

2.按水庫(kù)調(diào)節(jié)性能分

（1）日調(diào)節(jié)抽水蓄能電站：其運(yùn)行周期呈日循環(huán)規(guī)律。蓄能機(jī)組每天頂一次（晚間）或兩次（白天和晚上）尖峰負(fù)荷，晚峰過(guò)后上水庫(kù)放空、下水庫(kù)蓄滿；繼而利用午夜負(fù)荷低谷時(shí)系統(tǒng)的多余電能抽水，至次日清晨上水庫(kù)蓄滿、下水庫(kù)被抽空。純抽水蓄能電站大多為日設(shè)計(jì)蓄能電站。

（2）周調(diào)節(jié)抽水蓄能電站：運(yùn)行周期呈周循環(huán)規(guī)律。在一周的5個(gè)工作日中，蓄能機(jī)組如同日調(diào)節(jié)蓄能電站一樣工作。但每天的發(fā)電用水量大于蓄水量，在工作日結(jié)束時(shí)上水庫(kù)放空，在雙休日期間由于系統(tǒng)負(fù)荷降低，利用多余電能進(jìn)行大量蓄水，至周一早上上水庫(kù)蓄滿。我國(guó)第一個(gè)周調(diào)節(jié)抽水蓄能電站為福建仙游抽水蓄能電站。

（3）季調(diào)節(jié)抽水蓄能電站：每年汛期，利用水電站的季節(jié)性電能作為抽水能源，將水電站必須溢棄的多余水量，抽到上水庫(kù)蓄存起來(lái)，在枯水季內(nèi)放水發(fā)電，以增補(bǔ)天然徑流的不足。這樣將原來(lái)是汛期的季節(jié)性電能轉(zhuǎn)化成了枯水期的保證電能。這類電站絕大多數(shù)為混合式抽水蓄能電站。

3.按站內(nèi)安裝的抽水蓄能機(jī)組類型分

（1）四機(jī)分置式：這種類型的水泵和水輪機(jī)分別配有電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，形成兩套機(jī)組。已不采用。

（2）三機(jī)串聯(lián)式：其水泵、水輪機(jī)和發(fā)電電動(dòng)機(jī)三者通過(guò)聯(lián)軸器連接在同一軸上。三機(jī)串聯(lián)式有橫軸和豎軸兩種布置方式。

（3）二機(jī)可逆式：其機(jī)組由可逆水泵水輪機(jī)和發(fā)電電動(dòng)機(jī)二者組成。這種結(jié)構(gòu)為主流結(jié)構(gòu)。

4.按布置特點(diǎn)分

（1）首部式：廠房位于輸水道的上游側(cè)。

（2）中部式：廠房位于輸水道中部。

（3）尾部式：廠房位于輸水道末端。

5.抽水蓄能電站的運(yùn)行工況

（1）靜止。

（2）發(fā)電工況。

（3）抽水工況。

（4）發(fā)電調(diào)相工況。

（5）抽水調(diào)相工況。

6.啟動(dòng)方式

（1）靜止變頻啟動(dòng)（SFC）啟動(dòng)。

（2）背靠背（BTB）啟動(dòng)。

特點(diǎn)容量增幅大 發(fā)展速率高世界上第一座抽水蓄能電站于1882年誕生在瑞士的蘇黎世，已有一百二十五年的歷史。但世界上抽水蓄能電站得到迅速發(fā)展，是在六十年代以后的事，也就是說(shuō)從第一座抽水蓄能電站建成到迅速發(fā)展，中間相隔了近80年。中國(guó)抽水蓄能電站建設(shè)起步較晚，六十年代后期才開(kāi)始研究抽水蓄能電站的開(kāi)發(fā)，1968年和1973年先后在中國(guó)華北地區(qū)建成崗南和密云兩座小型混合式抽水蓄能電站。在近40年中，前20多年蓄能電站的發(fā)展幾乎處于停頓狀態(tài)，九十年代初才開(kāi)始有了新的發(fā)展。至2005年底，全國(guó)（不計(jì)臺(tái)灣）已建抽水蓄能電站總裝機(jī)容量達(dá)到6122MW，年均增長(zhǎng)率高于世界抽水蓄能電站的年均增長(zhǎng)率，裝機(jī)容量躍進(jìn)到世界第5位，遍布全國(guó)14個(gè)省市。在建的抽水蓄能電站裝機(jī)約11400MW，預(yù)計(jì)至2010年，這些電站都將建成，到時(shí)抽水蓄能電站的總裝機(jī)可到17500MW左右。

在系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用抽水蓄能電站運(yùn)行具有幾大特性：它既是發(fā)電廠，又是用戶，它的填谷作用是其它任何類型發(fā)電廠所沒(méi)有的；它啟動(dòng)迅速，運(yùn)行靈活、可靠，除調(diào)峰填谷外，還適合承擔(dān)調(diào)頻、調(diào)相、事故備用等任務(wù)。中國(guó)已建的抽水蓄能電站在各自的電網(wǎng)中都發(fā)揮了重要作用，使電網(wǎng)總體燃料得以節(jié)省，降低了電網(wǎng)成本，提高了電網(wǎng)的可靠性?，F(xiàn)舉幾個(gè)電站的運(yùn)行情況，說(shuō)明抽水蓄能電站在系統(tǒng)中的作用。

具有了較為成熟的設(shè)計(jì) 施工 管理 經(jīng)驗(yàn)中國(guó)抽水蓄能電站建設(shè)雖然起步較晚，但有以往大規(guī)模常規(guī)水電建設(shè)所積累的經(jīng)驗(yàn)，加上近十幾年來(lái)引進(jìn)的國(guó)外技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，使中國(guó)抽水蓄能電站有較高的起點(diǎn)。盡管己建的抽水蓄能電站數(shù)目不多，總裝機(jī)規(guī)模也不大，但單個(gè)電站規(guī)模已居世界前列。如：廣州抽水蓄能電站，已是當(dāng)今世界上裝機(jī)規(guī)模最大的抽水蓄能電站；在建設(shè)速度方面，廣蓄一期工程全部竣工僅58個(gè)月，廣蓄二期、十三陵和天荒坪電站主體工程的實(shí)際施工工期，與世界經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家相比并不遜色；在單位千瓦裝機(jī)容量投資方面，一般都不太高，而廣蓄電站，還低于世界同類電站水平，其中廣蓄還遠(yuǎn)低于具有一定調(diào)峰能力的燃煤電站的單位千瓦投資；中國(guó)正在建設(shè)的西龍池抽水蓄能電站，最大揚(yáng)程達(dá)704m，進(jìn)入了世界上已投運(yùn)的單級(jí)混流式抽水蓄能機(jī)組中揚(yáng)程最高的先進(jìn)水平；天荒坪與廣州抽水蓄能電站單級(jí)可逆式水泵水輪機(jī)組單機(jī)容量300MW，設(shè)計(jì)水頭500m以上，均為世界先進(jìn)水平。

中國(guó)通過(guò)近10幾年來(lái)建成的第一批抽水蓄能電站的實(shí)踐，積累了設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理的經(jīng)驗(yàn)，在技術(shù)上取得了豐碩的成果。

在建設(shè)管理方面有一套行之有效的制度。普遍實(shí)行了以項(xiàng)目法人責(zé)任制為中心，以建設(shè)監(jiān)理制和招標(biāo)承包制相配套的建設(shè)管理模式。

作用國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)抽水蓄能電站進(jìn)行調(diào)度運(yùn)行管理，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

一是解決電力系統(tǒng)日益突出的調(diào)峰問(wèn)題。浙江天荒坪、江蘇宜興等電站根據(jù)電網(wǎng)調(diào)峰需要，每日基本運(yùn)行方式為“兩發(fā)一抽”，夏天炎熱高溫時(shí)，天荒坪電站甚至“三發(fā)兩抽”。

二是發(fā)揮調(diào)壓調(diào)相作用，保證電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。2009年6月18日上午9點(diǎn)45分，華東電網(wǎng)內(nèi)瑯琊山蓄能電站所處局部電網(wǎng)電壓偏高，機(jī)組短時(shí)進(jìn)相運(yùn)行約兩分鐘，明顯改善了局部電網(wǎng)電壓偏高的狀況。

三是發(fā)揮事故備用作用，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。寧東±660千伏直流輸電工程投運(yùn)期間，山東泰山電站發(fā)揮啟停迅速的特點(diǎn)，機(jī)組啟動(dòng)1052次，確保了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

此外，抽水蓄能電站還具有黑啟動(dòng)、系統(tǒng)特殊負(fù)荷等功能，這些優(yōu)良性能在被逐漸認(rèn)識(shí)和推廣應(yīng)用的同時(shí)，進(jìn)一步推動(dòng)了我國(guó)抽水蓄能電站發(fā)展。1

管理在運(yùn)行管理方面達(dá)到較高水平。抽水蓄能電站可逆式水泵水輪機(jī)—發(fā)電電動(dòng)機(jī)組運(yùn)行工況多、監(jiān)控對(duì)象多、自動(dòng)化元件多、信息量多，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)比常規(guī)水電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)復(fù)雜，操作要求也比常規(guī)水電站高。已建成的抽水蓄能電站在運(yùn)行管理方面都達(dá)到較高水平，表現(xiàn)：（1）人員精煉，基本上做到無(wú)人值班或少人值守。（2）綜合效率高，電站運(yùn)行的平均綜合效率，一般在75%左右。廣蓄平均達(dá)78%，天荒坪平均達(dá)79.4%，最高達(dá)80.6%。（3）可用率和機(jī)組啟動(dòng)成功率均達(dá)先進(jìn)水平

比較除機(jī)組特殊外，在水工建筑方面也有它的特殊性，比如對(duì)防滲的要求就特別嚴(yán)格，因?yàn)樗乃怯秒姄Q來(lái)的，同時(shí)機(jī)組吸出高度多為負(fù)值，廠房多為地下式等等，因此在設(shè)計(jì)和施工方面都有一定的難度，在已建的抽水蓄能電站中，攻克了這些難關(guān)，為今后抽水蓄能電站的建設(shè)，取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。

如十三陵電站上水庫(kù)，是人工開(kāi)挖填筑而成，庫(kù)盆采用鋼筋混凝土面板防護(hù)，在北京這樣寒冷地區(qū)，這樣大規(guī)模的鋼筋混凝土防滲工程在中國(guó)是第一個(gè)，在國(guó)外也少有。天荒坪抽水蓄能電站的上庫(kù)，也是人工開(kāi)挖填筑而成，天荒坪電站的防滲措施系采用瀝青混凝土襯護(hù)，滲漏量很少。這兩個(gè)工程說(shuō)明在人工庫(kù)盆防滲方面，中國(guó)已積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

又如地下廠房輕型支護(hù)，廣州抽水蓄能電站寬21m的大型地下廠房采用噴錨支護(hù)，其支護(hù)參數(shù)在國(guó)內(nèi)外同類工程中是比較先進(jìn)的。實(shí)踐證明，中國(guó)在地下廠房噴錨支護(hù)設(shè)計(jì)和施工方面都具有成功的經(jīng)驗(yàn)。

廣蓄電站廠房400t天車和天荒坪電站廠房500t天車均采用巖壁吊車梁，取代傳統(tǒng)的柱式支承吊車梁，既減少?gòu)S房寬度，節(jié)約投資，又縮短了工期。通過(guò)廣蓄、天荒坪等電站巖壁吊車梁實(shí)踐，中國(guó)己完全掌握了巖壁吊車梁的設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)。

抽水蓄能電站的引水道有豎井和斜井兩種布置形式。斜井與豎井相比，斜井水道長(zhǎng)度短，水力過(guò)渡條件好，具有節(jié)省投資、提高電站效率等優(yōu)勢(shì)。但斜井的施工難度較大，施工技術(shù)比豎井復(fù)雜。中國(guó)廣蓄、十三陵、天荒坪等蓄能電站，引水道均采用斜井布置。通過(guò)這些斜井施工，己形成了較為成熟的斜井安全快速施工成套技術(shù)。

現(xiàn)狀近十幾年來(lái)，中國(guó)抽水蓄能電站的迅速發(fā)展，主要是由于中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，促進(jìn)了中國(guó)抽水蓄能電站的大發(fā)展，而這十幾年正是中國(guó)改革開(kāi)放經(jīng)濟(jì)大發(fā)展時(shí)期。在這十幾年中雖然取得了很大成績(jī)。2004年底全國(guó)已建成投產(chǎn)的抽水蓄能電站10座，裝機(jī)容量達(dá)到570.1萬(wàn)kW（其中60萬(wàn)kW供香港）。其中包括1968年在河北崗南常規(guī)水電站上安裝的1.1萬(wàn)kW抽水蓄能機(jī)組，1992年建成的河北潘家口混合式抽水蓄能電站（其中抽水蓄能機(jī)組27萬(wàn)kW），1997年建成的北京十三陵抽水蓄能電站（80萬(wàn)kW）；廣東電網(wǎng)分別于1994年和2000年建成的廣州抽水蓄能電站一期、二期工程（共240萬(wàn)kW，其中60萬(wàn)kW供香港）；華東電網(wǎng)1998年建成的浙江溪口抽水蓄能電站（8萬(wàn)kW），2000年建成的裝機(jī)規(guī)模180萬(wàn)kW的天荒坪抽水蓄能電站和安徽響洪甸抽水蓄能電站（8萬(wàn)kW），2002年建成的江蘇沙河抽水蓄能電站（10萬(wàn)kW）；華中電網(wǎng)的湖北天堂抽水蓄能電站（7萬(wàn)kW）；拉薩電網(wǎng)于1997年建成的羊卓雍湖抽水蓄能電站（9萬(wàn)kW）。2

電站介紹遼寧蒲石河抽水蓄能電站

蒲石河抽水蓄能電站位于遼寧省寬甸滿族自治縣境內(nèi)，距丹東市約40公里，為東北地區(qū)第一座大型純抽水蓄能電站，電站樞紐工程由上水庫(kù)面板堆石壩、地下廠房及輸水系統(tǒng)、下水庫(kù)混凝土重力壩組成。總裝機(jī)容量1200MW（4×300 MW），主機(jī)設(shè)備由法國(guó)阿爾斯通（ALSTOM）制造與技術(shù)支持，工程總投資45.156億元。

2006年8月，主體工程開(kāi)工建設(shè)。2010年12月第一臺(tái)機(jī)組投入運(yùn)行，2011年12月全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。電站建成后，屬國(guó)家特大型企業(yè)，在東北電網(wǎng)中擔(dān)任調(diào)峰、填谷、調(diào)頻和事故備用。

蒲石河抽水蓄能電站建成后為“無(wú)人值班、少人值守”的管理模式，生產(chǎn)調(diào)度中心、辦公樓、職工住宅及生活福利設(shè)施建在丹東市內(nèi)鴨綠江畔，尚在建設(shè)中，預(yù)計(jì)2009年投入使用。丹東市依山傍水，氣候宜人，交通便利，距沈陽(yáng)市約220公里，距大連市約245公里。

主要參建單位：中國(guó)水利水電第六工程局有限公司、武警水電部隊(duì)、水電二局

潘家口、十三陵抽水蓄能電廠

它們所在的中國(guó)京津唐電網(wǎng)是一個(gè)以火電為主的電網(wǎng)，電站在電網(wǎng)中的作用主要體現(xiàn)調(diào)頻、調(diào)峰、填谷、事故備用、黑啟動(dòng)及保證北京用電的穩(wěn)定性和可靠性等方面。京津唐電網(wǎng)在沒(méi)有抽水蓄能電站投入以前，電網(wǎng)主要依靠燃煤火電機(jī)組調(diào)頻。由于燃煤火電機(jī)組受設(shè)備的限制，對(duì)電網(wǎng)頻率的急劇變化適應(yīng)能力差。1993年以前，京津唐電網(wǎng)周波合格率在98%左右。電網(wǎng)調(diào)頻主要以十三陵、潘家口抽水蓄能電廠為主。十三陵抽水蓄能電廠投入運(yùn)行后，電網(wǎng)周波合格率每年均達(dá)到99.99%以上，除了電網(wǎng)供電狀況有所好轉(zhuǎn)外，抽水蓄能電站參與電網(wǎng)調(diào)頻起了很大作用。

在事故備用方面也起到重要作用，比較典型的例子如：

1999年3月，北京連續(xù)十多天出現(xiàn)大霧陰雨天氣，使北京供電線路造成電網(wǎng)霧閃、線路閃絡(luò)掉閘等事故不斷出現(xiàn)，此時(shí)十三陵蓄能電站做出快速反應(yīng)，開(kāi)機(jī)48次，緊急啟動(dòng)成功率100%。

廣州抽水蓄能電站

該電站是中國(guó)最大的抽水蓄能電站，裝機(jī)2400MW，同樣在系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用。它的作用主要表現(xiàn)：使核電實(shí)現(xiàn)不調(diào)峰穩(wěn)定運(yùn)行，廣蓄電站的調(diào)峰填谷作用使香港中華電力公司無(wú)需多開(kāi)兩臺(tái)66萬(wàn)kW煤機(jī)，而且在負(fù)荷低谷期可以更多接受核電。大亞灣兩臺(tái)900MW核電機(jī)組于1994年投入運(yùn)行，分別向廣電和中電兩個(gè)電網(wǎng)供電。由于兩個(gè)電網(wǎng)都有抽水蓄能容量供調(diào)度使用，為核電創(chuàng)造了良好的運(yùn)行環(huán)境，使核電不作調(diào)峰，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。

在事故備用方面，廣東電網(wǎng)內(nèi)火電和核電機(jī)組單機(jī)容量都大，還有從西南省份經(jīng)500kV線路供電，廣東電網(wǎng)還與香港電網(wǎng)相聯(lián)，無(wú)論火電站、核電站跳機(jī)或西電解列等事故均對(duì)電網(wǎng)安全影響巨大，而蓄能電站對(duì)防止電網(wǎng)事故擴(kuò)大，恢復(fù)正常供電起著顯著作用，廣蓄自投入運(yùn)行以來(lái)，平均每年緊急啟動(dòng)18次左右。

廣蓄還為電網(wǎng)作特殊負(fù)荷運(yùn)行。由于抽水蓄能機(jī)組既可作電源又可作負(fù)荷，因此對(duì)電網(wǎng)調(diào)度組織功率特別方便簡(jiǎn)易，電網(wǎng)中的核電機(jī)組、煤電機(jī)組調(diào)試期間甩負(fù)荷實(shí)驗(yàn)、滿負(fù)荷振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，都由廣蓄機(jī)組水泵運(yùn)行作為負(fù)荷，使核電、煤電機(jī)組試驗(yàn)得以順利進(jìn)行。

天荒坪抽水蓄能電站

該電站裝機(jī)容量達(dá)1800MW，運(yùn)行綜合效率最高達(dá)80.5%，超過(guò)一般抽水蓄能電站4度換3度的指標(biāo)。電站自首臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)，對(duì)保證華東電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了重要作用。自1998年投產(chǎn)至2003年6月底，已為電網(wǎng)應(yīng)急調(diào)頻或事故備用23次。它還被電網(wǎng)指定為系統(tǒng)瓦解時(shí)，恢復(fù)電網(wǎng)的黑啟動(dòng)電源。同時(shí)，蓄能電站也成為系統(tǒng)調(diào)試的重要工具。天荒坪抽水蓄能電站投入華東電網(wǎng)運(yùn)行后，對(duì)保證華東電網(wǎng)的安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)揮了不可替代的作用。

綜上所述，已建的抽水蓄能電站不管是大型還是中型，在實(shí)際運(yùn)行中都很好地發(fā)揮了調(diào)峰、填谷、調(diào)相、調(diào)頻、事故備用和替代燃煤機(jī)組的作用，取得了良好的信譽(yù)和經(jīng)濟(jì)效益。

豐寧抽水蓄能電站

2012年7月25日上午，承德豐寧抽水蓄能電站項(xiàng)目獲得國(guó)務(wù)院第212次常務(wù)會(huì)議審議通過(guò)。

2013年5月29日上午，豐寧抽水蓄能電站開(kāi)工建設(shè)。該項(xiàng)目由國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司負(fù)責(zé)建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、管理，建成后將成為世界裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站。

敦化抽水蓄能電站

敦化抽水蓄能電站前期工作于2006年啟動(dòng)，2007年完成項(xiàng)目選點(diǎn)規(guī)劃和項(xiàng)目可行性研究報(bào)告審查。2011年項(xiàng)目可研報(bào)告通過(guò)國(guó)家發(fā)改委審查，并取得所有支持性文件。2012年10月，國(guó)家發(fā)改委印發(fā)核準(zhǔn)批復(fù)。2013年7月，吉林敦化抽水蓄能電站工程開(kāi)工。

世界之最世界上最早的抽水蓄能電站：奈特拉抽水蓄能電站（瑞士）建于1882年

世界上最大的抽水蓄能電站：江西洪屏電站系國(guó)家重點(diǎn)工程，總裝機(jī)容量為240萬(wàn)千瓦，與廣東惠州抽水蓄能電站并列為世界上裝機(jī)容量最大的抽水蓄能電站。

惠州抽水蓄能電站（中國(guó)）裝機(jī)容量為2400MW。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

劉軍 - 副研究員 - 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所