新型电力系统背景下抽水蓄能电站发展研究

新型电力系统背景下抽水蓄能电站发展研究

赵付鹏

中国水利水电第三工程局有限公司 陕西 710000

摘要：能源安全对国家发展、人民生活改善和社会长期稳定至关重要。在“碳达峰、碳中和”战略发展目标的推动下，抽水蓄能电站作为电力系统中最成熟、经济最优、规模化发展能力最强的绿色、低碳、清洁、灵活调节的电源，不仅对电网运行的稳定与安全发挥着重要作用，而且对建设新型电力系统也具有重要意义。为了协调和促进抽水蓄能的快速发展，适应新型电力系统建设和大规模、高比例新能源发展的需要，形成适应新能源高比例、大规模发展需要的体系，技术先进、管理优质、国际竞争力强的现代化产业。基于此，本文后续就新型电力系统背景下抽水蓄能电站发展展开详细探究。

关键词：新型电力系统；抽水蓄能电站；电力发展

中图分类号：TV743文献标识码：A

引言

当前，大力发展可再生能源已成为全球共识，抽水蓄能项目在保障能源安全、促进能源转型方面发挥着突出作用，是实现双碳目标、建设以新能源为主体的新型电力系统的关键支撑。抽水蓄能是目前技术最成熟、最可靠、最大规模开发、最经济高效的绿色储能手段。抽水蓄能电站以其灵活多变的运行模式和模式之间的快速切换能力，在协助新能源整合和支持新电力系统安全稳定运行方面显示出巨大的技术潜力。抽水蓄能电站具有调峰、填谷、调频、调相、储能、事故备用等多种功能，这些功能可以保障电力系统安全、可靠、稳定、经济运行。

1抽水蓄能电站

随着全球对化石燃料的过度依赖及其日益枯竭的问题，科学技术的发展使得可再生能源逐渐崭露头角。太阳能、风能等清洁能源因其可持续、环保的特性，正在全球范围内逐步取代传统的火力发电。这些新能源站不仅有助于减少温室气体排放，缓解全球气候变化，还能降低对有限化石燃料的依赖，增强能源安全。抽水蓄能电站作为另一种清洁能源，不仅有助于平衡电网负荷，提高电力系统的稳定性，还可以作为可再生能源的有力补充，有效解决能源短缺和环境问题。抽水蓄能电站，又称蓄能式水电站，是一种水力发电站，电网负荷低谷时段可将抽上来的水储存在库内，负荷高峰时段由水库放下来发电[1]。抽水蓄能电站由上水库、输水系统、厂房和下水库等建筑物组成。上水库是一个蓄水的工程设施。在电网的低负荷时期，抽取的水可以储存在水库中，在高峰负荷时期，从水库中排出用于发电。抽水蓄能电站是能量转换和储存的一种措施，在转换过程中会有能量损失。目前，抽水蓄能电站的综合效率约为75%。由于抽水蓄能电站的填谷效应（吸收剩余电能）提高了火电机组设备的利用率，抽水蓄能电站利用低谷时火电空闲容量抽水蓄能，等到高峰负荷时发电。与传统火电站担负峰荷的方案相比较，可以节省一定量的燃料。

2 抽水蓄能电站的工作特点

2.1 多样性

抽水蓄能电站的工作性质和独特的复杂工作方式必然会导致日常工作非常复杂。除了避免电站正常运行和生产过程中发生的所有事故和其他突发危险外，还必须采取措施确保在极端复杂的条件下正常抽水发电。抽水蓄能电站系统实际上只是电站机组根据机组本身或电网负荷的运行需要进行手动抽水调节和抽水发电系统活动状态的一种表现。

2.2 复杂性

与常规水电站设备设施相比，抽水蓄能电站系统还需要安装自动换向、变频辅助启动、启动母线控制等专业配套设备。与传统发电厂相比，增加了新的配套设备，使协调各种设备的启动和管理各种相应技术的安全变得更加困难和复杂。抽水蓄能电站中使用的混流可逆机组的安装必须满足水轮机反向旋转和高水头旋转的要求，这要求机组能够承受强烈的冲击载荷，给电站人员的维护工作带来显著的载荷压力。同时，无形中增加了设备维修人员进行设备维护维修工作的实际难度。

3 新型电力系统背景下抽水蓄能电站发展策略

3.1 强化环境保护意识

水利建设活动会对河流、周围土壤和其他自然环境产生影响。例如，水电站周围可能发生山体滑坡、泥石流等自然灾害，对周围人民的生命健康和财产安全构成严重威胁，也对社会稳定和经济发展产生负面影响。此外，一些不可逆转的环境破坏会影响子孙后代的发展。因此，深化环境保护意识尤为重要，建立环境法律法规，开展制度工程建设。首先，水利部门应深化环境保护意识，消除为经济发展牺牲环境的做法，制定普遍适用的环境保护法律法规，指导水电站建设。其次，对项目建设进行全面的环境评估，特别是科学预测对周边生态环境的影响，评估预期效益与环境投资之间的成本效益。最后，科学规划水电站建设中的环境保护措施，尽量减少工程建设对生态环境的破坏，采取必要的环境整治措施，保持水电站所在地生态环境的相对稳定。

3.2 明确投资开发主体

投资主体负责推进项目开发示范，取得开发权，在推进项目审批、征地、环评、项目审批、建设、系统接入、生产经营等方面发挥组织领导和管理协调的主导作用。协调和部署各种工作，提供项目建设成本，并承担潜在风险。目前，在政府鼓励多元化投资、市场化发展、社会资本参与电力生产和交易的背景下，投资主体不仅包括电网公司，还包括发电企业、电力建设企业、水利水电勘察设计企业，地方投资平台、装备制造企业等。中央企业、地方国有企业和私营企业之间的发展权竞争无疑会加剧市场竞争局面。抽水蓄能电站的开发和建设涉及许多利益相关者和利益相关者

[2]。项目的可持续性必须基于项目开发的必要性、技术的可行性、效益的保证。致力于抽水蓄能产业的企业必须深刻理解，该产业的健康发展并非一蹴而就，亦非追求短期超额利润或暴利的捷径。相反，它需要坚定的决心和长期的投入，以实现产业效益和社会效益的最优化。应加大技术研发和创新的投入，不断提升自身的技术水平和核心竞争力。以市场需求为导向，通过引入新技术、新工艺和新设备，降低建设成本，提高运行效率，实现产业的可持续发展。

3.3 抽水蓄能安全运行管理

安全管理在抽水蓄能电站建设中始终发挥着至关重要的作用。一种合适有效的安全管理方法或思路，可以减少电厂管理中的人力物力投入，也可以提高施工过程的本质安全。在新时代的大发展中，特别是在抽水蓄能电站快速发展的时期，抽水蓄能发电站在各种条件下迅速崛起。然而，目前抽水蓄能电站的安全管理模式无法与时俱进，这是对电站建设的一次安全考验。随着新《安全生产法》的有效实施，提出了安全管理“人民至上、生命至上”的理念，对安全管理中人的定位起到了一定的保护作用。因此，面对新发展形势下的安全生产任务，探索和实践适合工程建设的安全管理模式将是未来安全生产的重中之重，也需要更多的安全工作人员和安全管理人员将自身的经验和教训总结拓展，走出一条能够保证人生命安全的安全管理模式[3]。面对复杂多变的安全管理形势，探索和追寻不同季节、不同场景下的安全管理模式，也是未来值得实践的一种思路。

结束语

综上，政策环境、技术水平和经济效益是制约抽水蓄能电站发展的关键因素。优秀的政策支持、先进的技术和良好的经济效益是保证抽水蓄能电站快速发展的必要条件。通过这些条件的有效支持和实施，抽水蓄能电站的发展将为未来能源发展提供强有力的支持和支撑，为环境保护和能源转型做出重要贡献。

参考文献：

[1] 乔志园. 抽水蓄能电站发展问题及应对措施探讨 [J]. 水电与新能源, 2020, 34 (10): 34-38.

[2] 华丕龙. 抽水蓄能电站建设发展历程及前景展望 [J]. 内蒙古电力技术, 2019, 37 (06): 5-9.

[3] 我国抽水蓄能电站发展现状 [J]. 水泵技术, 2019, (01): 51-52.