蓄能

2024-04-20

蓄能(精选9篇)

篇1:蓄能

溶液浓度差蓄能技术在太阳能蓄能制冷中的应用

摘要:为了研究太阳能蓄能制冷过程中各工作参数随时间变化的.关系,建立直接加热溶液的太阳集热器和蓄能制冷系统的动态数学模型,利用计算机进行动态数值模拟,得到太阳集热器与溶液储罐环路内工作溶液循环和蓄能制冷循环特性. 作者: 黄晓东徐士鸣 Author: Huang XiaodongXu Shiming 作者单位: 大连理工大学能源与动力学院,大连,116024 期 刊: 太阳能学报 ISTICEIPKU Journal: Acta Energiae Solaris Sinica 年,卷(期): ,33(1) 分类号: ATB61 关键词: 太阳能 制冷 蓄能 溴化锂溶液 机标分类号: TQ1 TU8 机标关键词: 溶液循环浓度差蓄能技术太阳能制冷系统REFRIGERATION SYSTEMSTORAGE TECHNOLOGYENERGY太阳集热器动态数值模拟动态数学模型随时间变化循环特性工作参数热溶液计算机环路过程关系储罐 基金项目: 国家自然科学基金 溶液浓度差蓄能技术在太阳能蓄能制冷中的应用[期刊论文]太阳能学报 --2012,33(1)黄晓东徐士鸣为了研究太阳能蓄能制冷过程中各工作参数随时间变化的关系,建立直接加热溶液的太阳集热器和蓄能制冷系统的动态数学模型,利用计算机进行动态数值模拟,得到太阳集热器与溶液储罐环路内工作溶液循环和蓄能制冷循环特性.

篇2:蓄能

“叮叮”孩子们早在下课铃响的五分钟前整理完书包,一个个精神饱满地瞪着眼睛,早已按捺不住的心情。正随着下课铃响的推进而悄然来临,他们如同箭在弦上,随时向“敌军”的围墙进攻,在短短不到二十分钟的时间里,全校荒凉之极,只剩下几位清洁人员和门卫老师和她。

是的,今天是寒假来临的最后一节课,她就那样安静的坐在那里,寒气侵袭着她薄薄地外套,但她就任冷风冲刷着自己一动不动,执着笔似在看书,心中却早已泪流成河,就那样安静的坐在那个仅属于她的位置。静的如同那不变的夜。在所有人怀捶着国家的期盼心情时,他心如刀绞,显得与周围的一切气氛都不符,在她的再三恳求下,学校还是不能让她一个人留校,他提着行李,在大雪纷飞的黄昏中漫无目地走着,她想念家,非常想念,但她不能回去,因为她的钱仅能支付给家里打一次电话,他忍着哽咽说:“妈,学校几年提供住宿,免费的,三餐可以叫外卖,我就不回去了,您多注意身体,钱够,不用担心,拜拜。”

能说完这几句话,已经是她的极限了,放下电话的她在漫天飘雪的夜里泣不成声,依旧这样慢慢的走在大街上,似乎这个世界都不曾存在过自己,坐在街角,每天听着不变的乐章。“咕咕”,又来了,她早已饥渴难耐,拿出仅剩的半个馒头,借着雪水啃咬起来,似乎有了些力气,继续往前走,在一家营业厅前瑟瑟地站立在门前,她看着传单,招聘洗碗工,运气不错,再和老板沟通完以后,终于落了脚,这已经是第八家店了,要不是老板怜惜她一个人在外,谁也不敢收童工,就这样,在这里工作了三个月后,她部分昼夜修完了三的全部课程,与老板道别后,他早早的拖着行李来到校门口等候,是的她熬过了最后一个假期,这是多年来,历经艰辛,他的求学路在最底层,很少有人能够触碰到的,但命运选择了她,当她信心向命运挑战的那一刻起,哪怕再苦再累,也不怕。

篇3:蓄能运行和电网调峰

我国水能资源可开发容量3.78亿kW, 为世界之冠。目前水电尚有较大开发空间, 预计2020、2030年水电装机将分别愈2.6亿kW和3.5亿kW。非水能可再生能源 (以后简称可再生新能源) 的开发利用可替代日益短缺的煤、油、气和水能资源, 对节能减排十分有利, 且该新能源相对丰富, 有可靠的保障能力, 可大规模开发利用。一些条件较好的站点都已在修建和筹建中, 在10余年内将逐渐进入尾声。可再生新能源中风电近年进展迅速, 前景看好, 太阳能、生物能等正在起步阶段, 应发挥各自优势, 着力加快这些可再生新能源技术整体的发展。 应该指出, 到2020—2050年我国能源缺口将增至18%~30%[6], 可再生新能源和核电将历史性地主要承担起补充上述能源缺口的任务。由此可见, 至2050年, 这些可再生新能源将从过去补充或辅助能源进入主导能源。本世纪下半叶将更显示其重要性, 逐渐成为电能发展的主力。总之, 这些资源相对丰富, 有可靠的保障能力, 可大规模开发利用。但其中风能和太阳能等都具有显著的不稳定性和间断性, 所在电网必须具有足够的事故备用容量和可靠的蓄能设施。今正处于新旧能源交替时期, 火电水电发展迅猛, 已达高潮。由于煤炭、石化和水能资源日趋短缺, 估计至10余年发展将趋缓, 而新能源将逐渐部分取代前者。

预计不久, 核电、风电、太阳能电、生物能电等可再生新能源将迅速发展, 电网更应有足够的调蓄能力予以支持。可以预期:配置适当容量的蓄能调峰设施后, 可优化电力系统的组成, 理顺能源可持续发展的构图, 使原本无法充分利用的部分低谷电能, 可循环更新, 变废为宝, 在促进和发展循环经济和节能减排改善环境等方面作用显著。

抽水蓄能历史悠久, 已愈百年, 由于对电网调峰作用明显, 长期以来逐渐得到发展壮大。尤其在欧、美、日等工业发达国家进展尤为迅猛, 抽水蓄能的装机容量已达常规水电站的0.33%~1%, 即可逆式抽水蓄能机组最多的已超过常规发电机组的装机容量。但近20年来, 由于种种原因, 欧、美、日等国电能结构不断调整, 煤电、核电相对减少, 而调峰性能较好的燃气轮机、液化天然气等大量增加, 且除抽水蓄能外的其他蓄能设施也不断涌现, 故相比之下, 抽水蓄能在这些国家发展显著放缓[8]。而我国情况正相反, 煤电比重一直居高不下, 抽水蓄能仍在持续发展中。

本文结合上述情况, 对电网中各种电能、抽水蓄能和其他蓄能设施、电网调峰与可持续发展等进行阐述。

1各种蓄能设施

我国近20年来与上述工业发达国家不同, 由于国民经济及工农业等急剧增长, 部分城乡用水用电时有供不应求的现象。虽水利水电进展神速, 但一些地区水资源和水能资源已出现开发殆尽现象, 再修建新的工程将受到限制, 并影响水利水电的可持续发展。甚至有人认为我国水资源和水利水电的开发利用已濒临极限。

水利水电的发展离不开当地电网, 一般电网由水电和火电等组成, 因水电具有较好的调峰性能, 可改善电网输电质量, 水电所占比重低下时 (小于20%~30%) , 造成电网中可调峰电能减少, 而低谷时又造成电流周波和电压加大, 影响输电质量。一个电网随着时间的推移, 由于国民经济和生活质量的提高, 其容量往往逐渐由小到大。但当水电发展受水能资源限制, 而火电、核电和新能源 (如风电、太阳能等) 大量兴起, 造成电网中水电可调峰电能比重减低。当水电发展受阻, 不能与其他电源同步增长时, 电网中峰谷差加大, 尖峰时缺电而低谷时又有多余, 这种现象将会与日俱增。尖峰时缺电, 可临时增设燃气轮机等解决, 而低谷时多余电所占比重达一定程度后, 将会影响电网输电质量, 并增加能耗和有害气体等排放量, 这些问题较难处理, 将使电力系统的进一步发展受到阻碍。

抽水蓄能可使电网中各种类型机组, 如火电、水电、核电等机组都可在优良工况下平稳运行, 可尽量延长上述诸机组的运行时间和减少启停次数, 节约能耗, 减少有害气体排放并保证运行安全作用显著, 在技术和经济上都是可行和有效的。

作为水电的补充, 抽水蓄能使水电重新步入了新的境界。水电原本已无新的水能资源以供开发, 但可利用电网低谷无用电能, 通过抽水蓄能储存转换, 在尖峰时发电, 使水利水电的发展起死回生, 增加了新的活力。近20年来, 我国抽水蓄能电站建设迅速崛起, 已建、在建装机容量约近2 000万kW, 而正好在此期间欧、美、日等国抽水蓄能呈背道而驰, 其发展速度却显著放缓。究其原因主要在于电能组成、蓄能设施和电网调峰情况不同。

发达国家电能中煤电、核电发展趋缓或停顿, 而油气电站较多 (如下图1所示燃气轮机、液化气等) 且有较好的调峰性能。抽水蓄能常由2种型式构成:①发电—抽水可逆式抽水蓄能机组;②抽水泵+常规水电机组。此外, 在国外早就有各种不同的压缩空气蓄能和蓄电池等其他蓄能设施。压缩空气蓄能电站常修建在人工开凿的岩洞或溶洞里, 较早的有德国Huntorf和美国Alabama压缩空气蓄能电站, 装机容量分别为29万kW和11万kW。蓄能设施和电网调峰性状和电能组成是息息相关的。

近悉, 美国Utah州拟修建北Eden抽水蓄能电站, 为美国停止修建此类电站20年来的首例。该州和我国相似, 盛产煤炭, 燃煤电站占90%, 由于太阳能和风电等发电不稳定并有间断性, 提出此蓄能电站以增加电网的调峰能力。该电站水头为227~283 m, 装机容量70万kW。说明随着电能组成的改变, 抽水蓄能或其他蓄能设施会应运而生。

(1) 利用电网剩余电能:①通过抽水蓄能抽水存入上水库, 可供尖峰时再发电或需要时供水;②通过其他蓄能设施的储存, 在需要时发电;图中所示的循环链对促进电能的可持续发展十分有利 (2) 如不设蓄能设施, 不能形成循环链, 阻止了可持续发展, 往往只能采用“火电深度调峰”、“水电弃水调峰” 或“以水定电”等不合理措施, 导致电能和水能的大量流失, 甚为可惜 (3) 水电因受限于水能资源导致调峰电源减少;而发展燃气轮机、液化天然气等对改善电网调峰性能有利

火电在超临界和超超临界基础上又有发展, 目前工业发达国家都在竞相研发中, 不断还有新品种出现。我国也在引进消化、迎头赶上。据悉我国过去煤耗500~600 kg/ (kW·h) , 而今, 新建大型机组已降低约一半, 且机组的压负荷运行限制幅度, 可从过去的20%~30%增至50%, 这对电网运行是有利的, 在技术上是很大的进步。有人说火电也有较好的调峰能力, 殊不知火电由于压负荷运行, 往往使机组不能在最优或较优工况下稳定运行, 故这种调峰是有代价的。

众所周知, 抽水蓄能和其他蓄能设施的替代容量的比值是很高的, 而且还可相应增加该电网中水电、火电等机组的出力, 可以通过计算知其效益。国内外实践和研究认为, 当蓄能设施占该电网总装机的10% 左右时, 可使电网中各种机组均可在各自最优或优良工况下运行, 可使各种机组均得益, 使水电机组的原来20%~30%保证出力增至90%左右的替代容量, 而火电机组在低谷时也不必进行深度调峰, 故总的容量和电量效益十分巨大, 使节能减排面貌一新。

总之, 随着当前电能形势和科技进步, 我国电能组成将日趋完善, 蓄能设施会向多元化发展。

2可持续发展新理念

水利水电发展往往受限于水资源和水能资源, 火电受限于矿石资源和有害气体的排放, 核电无调峰能力, 而可再生新能源风能、太阳能发电既不稳定又有间歇性。 在上述诸电源发展受阻时, 如考虑蓄能运行后, 具有储存转换、更新利用、以丰补歉、循环再生的特殊功能。常用的蓄能设施有:抽水蓄能可逆式发电—抽水机组和发电机组—抽水泵、压缩空气、蓄电池等等设施。按我国目前情况, 以抽水蓄能为主。

可再生新能源和水电火电发展都离不开其他资源和行业的相互支持、共同提高。蓄能运行使电网中低谷时剩余电能转换成尖峰时的宝贵电能。实质上, 其作用相当于使电网中日益增长的、如不用反会带来负面影响的剩余电能转换成为可再次利用的电能, 和再生能源一样, 再次使用。如图1中粗线显示:由于增设了抽水蓄能和其他蓄能设施, 使电网多余电能得以为抽水及蓄能设施供电。这样水资源、水能资源和能源可以和谐共处, 共谋发展, 构建可持续发展的循环机制。对促进循环经济、节能减排和可持续发展十分有利。

3蓄能运行和电网调峰

各种水利水电如发电、防洪、供水和火电核电等在需要时考虑蓄能运行, 即增设蓄能设施, 特别在发展至一定程度, 当出力等受阻时, 其作用效益当更显著, 情况往往会有很大的改观, 呈现出新的发展空间。

我国正处于新旧能源交替初期, 火电水电发展迅猛, 已达高潮。由于煤炭、水能等资源短缺, 不久将逐年趋缓, 核能、风能、太阳能等新能源将逐渐取代前者。抽水蓄能和其他蓄能设施作为水电的补充和内涵时, 可发挥其储存转换、循环再生等特殊功能, 有利于上述诸新能源、储存设施均在加紧筹划并积极进行, 预计不久电网调峰状况将大为改观。同时我国当前为油气电站的开发引进、输送储存正在大力发展中, 电能组成正面临改革, 故相应的蓄能设施也将不断完善。众所周知, 蓄能运行有利于电网调峰, 应尽量使之完善;而电网本身的电能组成亦应尽量使之具有较好的调峰性能。以上说明蓄能运行和电网调峰是相辅相成的。为此提出以下建议。

(1) 优化蓄能运行。加速修建抽水蓄能, 可以集腋成裘、化废为宝, 并有利于和谐社会的成长[4]。建议条件成熟时修建前述其他类型的蓄能蓄电设施, 优先发展具有较好调节性能的电站, 上下水库通过发电抽水, 可增加总的调蓄作用。对梯级水电站可考虑设置、或部分改用、或预留可逆式蓄能机组的可能性。

(2) 改善电网调峰。我国经济急剧增长, 正迈向现代化新时期。具有调峰性能的水电因受限于水能资源将不能和其他电能同步增长, 除加速修建蓄能电站优化蓄能运行外, 还应视前述大型油气储存库站和管网设施等陆续建成情况, 建议尽快增加燃气轮机和液化天然气电站, 以改善电网自身的调峰性能。

(3) 节能减排。为应对当今火电核电和新能源, 特别是风电的迅猛发展, 要关注必需的蓄能配套设施和紧急事故备用[5]。由于削峰填谷作用可使电网中各种机组都在最优工况下运行, 对节约能耗和排污有利。

(4) 新的开发空间。我国修建大坝达8万多座, 居世界首位, 但水库总库容仅约6 000亿m3, 仅为美国和原苏联的一半。建议在新建、改建、扩建中注意扩大水库库容并可考虑增设抽水蓄能, 以增加水库的调蓄能力和装机容量。在合适地形条件, 特别在江河上游山区及河源段是难得的优越的开发空间。河源段集雨面积一般很小, 只能修建小型或中型水利水电枢纽。但从我国和欧美等国经验, 对某一小流域面积内有了抽水蓄能的参与, 容量会有大幅度的增加, 有时会从数万千瓦增至百万级千瓦。

(5) 开发模式制约着蓄能运行的发展, 当前主要是租赁模式、联合开发模式和电网公司下设新能源公司直接管理模式。经实践证明, 这些模式都是可行的, 电网都可以根据需要, 安排蓄能进行填谷削峰、调频调相和事故备用等任务 , 而蓄能电站无需单独考虑经济盈亏问题, 化解了制定电价的难题。

4结语

当前严峻的国际金融危机, 影响之大, 波及之广, 前所未有。我国政府果断应对, 全国齐心协力, 变挑战为机遇, 奋力向现代化迈进, 国民经济仍在高速发展中。目前由于水电受水能资源限制, 不能和其他火电、核电等同步增长, 可调峰电源比重日减。考虑蓄能运行后有利于改善电网调峰。

综上所述, 在当前能源发展新形势下, 可再生新能源等正在兴起并将逐渐部分取代当前正在迅猛发展的火电和水电。但应该指出, 上述诸新能源或处于初创或处于萌芽期, 据估计20~30年后才会逐渐进入主导能源, 届时电网将和发达国家一样增设一些油气电站, 电网调峰性能将大为改进。在此新旧能源交替的各个时段, 要及时考虑各种电能连同水利水电和抽水蓄能的优化配置、合理调度运行, 同时所在电网还必须具备与各种新旧电能相配套的蓄能设施和事故备用容量, 以保证安全运行并发挥节能减排的预期效果。为此, 蓄能运行和电网调峰是相互促进、相辅相成, 故届时还应关注蓄能蓄电设施等的改进。我国主要江河经过建国后近60年的治理, 水资源和水能资源已基本上或即将开发殆尽, 似已进入山穷水尽无路可走的地步。为此建议在原水电开发的基础上再考虑蓄能运行, 可使水电和电力重新步入新的境界, 让一盘死棋走活。蓄能运行有利于电网调峰、节能减排和可持续发展。

摘要:蓄能运行是通过蓄能设施利用电网低谷剩余电能储存转换, 变成和再生能源一样, 可周而复始更新使用, 形成可持续发展的循环机制。蓄能运行有利于电网调峰, 而当电网调峰能力增强后还应关注蓄能设施的改进, 两者相互促进, 相辅相成。当今水电发展受限于水能资源, 考虑蓄能运行后可使之步入新的境界, 对促进循环经济、节能减排和可持续发展十分有利。

关键词:水电,蓄能运行,电网调峰,可持续发展,循环经济,节能减排

参考文献

[1]钱正英.中国水利[M], 北京:水利水电出版社, 1989.

[2]曹楚生.Both Pump Storage Plant and Hydropower is Favorable to the Retainable Development of Power Network[C], 联合国水电与可持续发展会议文集, 北京:水利水电出版社, 2004.

[3]曹楚生.水利水电的蓄能运行有利于节能减排和可持续发展[C].第十届中国科协年会/河南省领导与院士座谈会, 调研报告集, 北京:中国科协调研宣传部, 2008.

[4]潘家铮.和谐社会和抽水蓄能[C].第十届中国科协年会/河南省领导与院士座谈会, 调研报告集, 北京:中国科协调研宣传部, 2008.

[5]何.电源的资源条件决定了我国需要大力发展抽水蓄能[C].第十届中国科协年会/河南省领导与院士座谈会, 调研报告集, 北京:中国科协调研宣传部, 2008.

[6]张彦仲.依靠科技创新建设节约型社会[R], 北京:中国工程院, 2006.

[7]杜祥豌, 黄其励.我国再生能源战略研究[R], 北京:中国工程院, 2008.

篇4:浅析抽水蓄能发电

【关键词】抽水蓄能电站;高峰负荷;低谷负荷;分类方式;发展趋势

抽水蓄能电站具有发电、调峰、填谷、调频、调相、事故备用、旋转备用及黑启动等多种功能,既具备了电站的作用,又是一个能够用于电网管理的工具。从某种意义上来说,它还是一种特殊电源,能够集启动快、快速反应和负荷跟踪迅速于一身。抽水蓄能电站形象的说,是一种储存电的仓库,由上水库、下水库、输水道、厂房及开关站等部分组成。

电能转换是抽水蓄能电站所依据的原理。当夜间用电负荷减少,但是火电、核电不能大幅度停机或减少发电量时候,同时兼具水泵和水轮机两种工作方式的抽水蓄能机组此时处于水泵运行方式,将下水库的水抽至上水库中,下水库的水位降低而上水库的水库升高,实现电能到水的位能的转换;当用电高峰期时,机组处于水轮机运行方式,上水库的水放至下水库,带动水轮发电机组发电,将水的位能又转换为电能送至电网,解决供电所需,而发电后的水又回到下水库[1]。如此的循环往复操作,保障了电网运行的可靠性。

不同地区建设的抽水蓄能电站也有所不同。根据上水库调节水量多少,可将抽水蓄能电站分为纯抽水蓄能电站、混合式抽水蓄能电站和非循环式抽水蓄能电站。

如果只有很少或者几乎没有天然来水进入上水库,抽水蓄能电站几乎不消耗水量,具有这种特征的为纯抽水蓄能电站,其机组全部为抽水蓄能机组,发电所需的全部调节水量仅是在上下水库中循环往复,它仅为调节系统电能在时间上的分配,但它要求所需的蓄能库容必须足够大,才能满足“削峰填谷”的任务。

在常规水电站的基础上,加装抽水蓄能机组即为混合式抽水蓄能电站。与纯抽水蓄能电站不同的是,混合式的上水库中有天然径流的汇入,并且厂房中有的机组为常规水轮发电机组,有的为可逆式机组。基于此,它的电能也分为两部分,一部分为天然径流发电,另一部分为抽水蓄能发电。但是其机组会受到原有水电站设计水头的限制,若水电站远离负荷中心,就会使得单位电量投资变大,输电损失也会随之增加,就不再符合发展的经济性。

非循环式抽水蓄能发电站,顾名思义,即上下水库中的水量并不是循环往复重复利用来发电的电站。当上水库位于两条河流的分水岭,由于分水岭两侧河谷具有不同的高度差,可以在有足够的天然径流的高度差小的一侧建设下水库,同时在另一侧建设常规水电站,将下水库的水抽到上水库后,通过常规水电站将水量放至下游发电。这样的话,从下水库抽上来的水并没有回到下水库,而是流至相邻河流中。

根据调节性能将抽水蓄能电站分类,也是一种常见的分类方式。可分为日调节抽水蓄能电站、周调节抽水蓄能电站和季调节抽水蓄能电站。

用电负荷在一日内并不是一成不变的,而是既有高峰负荷期,又有低谷负荷期。在上午8点到11点和晚上19点到22点间有两个用电高峰期,而在晚上23点到凌晨6点左右,有些工厂停工使得产生一个用电低谷期。用电高峰与低谷所需的电量差的很多,这就对抽水蓄能发电的要求很高,发电出力必须满足调峰要求。日调节抽水蓄能电站就承担了调节一昼夜电力负荷不均匀的任务,以一日为运行周期,夜间负荷较低时进行一次抽水运作,而白天负荷高峰时进行发电运作,但是发电每次时间较短,为一次或多次[2]。

周调节抽水蓄能电站并不是说一周抽水和发电一次,而是每天都会抽水和发电各一次,但是在周末时电力负荷特低时,利用多余的电能延长抽水时间,增大储蓄的水量,这就需要蓄水库容较日抽蓄电站大。

相比周调节抽水蓄能电站以一周为运行周期,季调节抽水蓄能电站的运行周期要长得多,为一年。它是将汛期时多余的水量储存起来到枯水期时发电供给电网来增加发电量。这类电站要求上水库的库容必须很大,通常情况下可不建下水库。在常规水电站中,季调节抽水蓄能电站较多但是因为周期性长,它的调节性能差,发电多为季节性,或者在弃水量大的电站中建设较为有利。

除上述两种分类情况外,还有以机组类型或者水头来分类的,分类情况有各自的特色。但不管怎样分类,都要根据实际情况来选择最为适合的抽水蓄能电站。

我国抽水蓄能电站在20世纪60年代后期开始建设,现安装在河北省岗南水电站的抽水蓄能机组是我国从国外引进的第一台抽水蓄能机组,至今已有40多年的历史。目前,我国抽水蓄能事业方兴未艾,形势一片大好。全国有20座已建成的抽水蓄能电站,装机总容量达到了1184.5万kW,11座在建的电站,建成后装机容量可达1308万kW,预计到2020年我国抽水蓄能电站的总规模可达到8000万kW,到2030年可达1.2亿甚至1.4亿kW。

总的来说,抽水蓄能电站是在时间上把电网中的电能重新分配,将低谷电能转换成高峰电能,其本身并不生产电能。从已建成的抽水蓄能电站反馈的资料和数据来看,抽水蓄能电站能够有效提高电力系统安全稳定运行水平,保障用户的用电需求。

当今世界各国在建设抽水蓄能电站方面,总的发展趋势是兴建大容量、高水头、大机组的抽水蓄能电站,而这也是我国在未来建设抽水蓄能电站的发展趋势。随着科学技术的不断进步和发展,抽水蓄能电站的优越性只会越来越明显,在电力系统中所发挥的作用不容小觑。

参考文献

[1]陆佑楣,潘家铮.抽水蓄能电站[M].北京:水利电力出版社,1992.

[2梅祖彦.抽水蓄能发电技术[M].北京:机械工业出版社,2000.

[3]潘家铮,何璟.中国抽水蓄能电站建设[M].北京:中国电力出版社,2000.

作者简介

篇5:惠州蓄能电站简介

惠州抽水蓄能电站位于博罗县罗阳镇境内、象头山西南面,距县城16公里。电站为高水头大容量纯抽水蓄能电站,服务于广东省电网,是广东省第二座大型抽水蓄能电站,也是优化广东电源结构和“西电东送”必要的配套工程,属国家重点建设项目。

该电站总投资81.34亿元,业主为广东蓄能发电有限公司。电站在电网中承担调峰、填谷、调频、调相和事故备用等任务,实行错峰发电运作模式(即用电低谷期抽水蓄能,用电高峰期放水发电),设计装机容量为2400MW(8×300MW),全部投产后年发电量45.62亿Kwh,年抽水耗电量60.03亿Kwh。枢纽工程由上水库、下水库、输水系统、地下厂房系统、地面开关站、50万伏出线及众多建筑物组成,上水库调节库容2740万m3,下水库调节库容2767万m3,自然落差531m。

篇6:广州抽水蓄能电站旅游区

广州抽水蓄能电站旅游度假区位于从化市吕田镇小杉,广州抽水蓄能电站坐落在南昆山脉北侧,广州抽水蓄能电站距广州100公里,广州抽水蓄能电站面积27平方公里,上下水库水域面积740万平方米,积雨面积1940万平方米,上水库海拔900米,下库海拔270米,落差630米,绿地面积2428万平方米。广州抽水蓄能电站内气候温和,雨量充沛,盛产毛竹,原始次森林茂盛。

广州抽水蓄能电站是中国第一座也是目前世界上最大的抽水蓄能电站,广州抽水蓄能电站是全国工业旅游示范点,广东省唯一的.高科技旅游景区。主要由电站枢纽和游览景区组成。2002年被国家旅游局核评为AAA旅游景区。广州抽水蓄能电站内拥有世界最大的抽水蓄能电厂,三星级的双湖酒店,各种文体娱乐设施,

资料

吃、住、玩配套服务,广州抽水蓄能电站是旅游度假的圣地。

游人可以乘坐专车通过约十公里的盘山工路爬上海拔800多米的上水库,欣赏蓝色透明的湖水和天空、迤逦的群山 ,上水库有奇特高上气候,气温平均比山下低5度,广州抽水蓄能电站是夏天的避暑胜地。整个广州抽水蓄能电站旅游景区以原始次森林为主,群山环绕,空气清新,负离子含量高,绿化覆盖率达90%以上。

篇7:蓄能

郝荣国

抽水蓄能电站如何布局和规划是一个需要全面和动态研究的问题,其在电网中的合理比重,主要取决于电网负荷水平、负荷特性、电源组成以及电力系统安全稳定运行等。

日本是目前抽水蓄能电站发展最快、装机容量最多的国家,其抽水蓄能电站建设规模始终根据电网总体经济最优确定,占装机总容量的比例也一直保持在10%左右。日本学者曾用规划论方法分析,认为抽水蓄能机组在电网中的比例在8%~14%比较合理。

国内有专家学者认为,从我国目前的电源构成和布局看,抽水蓄能电站的比重达到5%基本符合我国国情。

根据对我国部分电网2020年及2030年电源优化配置分析,在我国以火电为主的电网,抽水蓄能电站的合理规模应在电力总装机的6%~10%之间,而水电比重较大的电网,其合理规模应在4%~7%之间。

随着经济社会的发展及对供电质量要求的提高,经济发达国家抽水蓄能电站已从主要作为能量存储的工具(调峰填谷)逐步发展成为主要用于电力系统灵活的动态管理工具。随着我国经济社会发展、经济结构调整和人民生活水平的提高,用电侧的要求在不断提高;随着风电、太阳能发电及核电的发展,电源侧的调控更加复杂,因此,电力系统对抽水蓄能电站在电网中所占比重的要求会更高。

影响蓄能电站区域规划布局的因素

抽水蓄能电站在电网中配置的比例及站址选择的位置需要从以下几个方面考虑:

一、电源结构 我国能源资源布局不均衡,全国电网以火电为主,但不同区域电源构成有较大差异,西南水电较丰富,“三北”地区风能资源较好,东南沿海一带核电配置较多。由于能源资源分布与电力需求市场呈逆向分布,电力资源主要集中在经济不甚发达的西部地区,用电负荷主要集中在经济比较发达而能源短缺的东部地区,这样的现实决定了未来我国电力发展必须坚持“一特四大”的发展战略,即:积极发展以特高压电网为骨干网架的坚强电网,促进大水电、大煤电、大核电、大型可再生能源基地的建设。大型核电、水电、太阳能和风电基地的集约化开发,将带来电网调峰和电网运行调控方面的一系列问题,因此,需要根据区域电源结构的不同,配置不同比例的抽水蓄能电站。

二、区域经济发展 我国地域广大,各地区、各省(区)电网所在地区经济发达程度不同,由此影响到负荷特性也有较大的差别。从目前我国已建和在建抽水蓄能电站布局分析,蓄能电站主要分布在华南、华中、华北、华东、东北等以火电为主、经济相对发达的地区。这些地区经济发展较快,电力负荷和峰谷差增加迅速,用电高峰时段,在短时间内负荷增加的幅度大,增加速率快,完全依靠火电机组适应这种负荷变化难度较大,也不经济。因此,在这些地区需要建设一定比例的蓄能电站。

三、电网安全 随着特高压电网建设和全国联网工程的推进,电力资源优化配置的范围将进一步加大,抽水蓄能电站已不只是在局部电网发挥作用,而是在区域电网及跨区互联电网中发挥互补性整体作用。

电网规模越大,保证电网稳定和安全运行就愈重要,一旦出现事故,造成的损失也越大。比如2003年美国、英国、瑞典、丹麦和意大利五个经济发达国家相继出现的大面积停电事故,这些事故说明,除要求加强电网建设即统一调度外,都强调要保证电网有足够的快速启动的备用容量。抽水蓄能电站的快速反应和调频、调相,尤其是黑启动等功能,可以对电网的稳定和安全运行起重要作用。

四、国家智能电网建设 国家电网公司2009年上半年提出了建设智能电网的计划。智能电网是以坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节,覆盖所有电压等级,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合,是坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动的现代电网。通过其建设来实现提高电网大范围优化配置资源能力,实现电力远距离和大规模输送,满足经济快速发展对电力的需求。

智能电网的建设目标要求电网本身具有高度的灵活性、适应性、安全性和经济性。这样就需要在电网中配置一定数量能够快速响应的调节和事故备用电源,以应对电源侧(核电、太阳能和风电、水电等)和用电侧(用户的随机用电需求)的不稳定性对电网造成的冲击。

抽水蓄能站址选择的影响因素

影响抽水蓄能电站站址选择的因素很多,主要包括地理位置、水头、地形地质、环境和水库淹没等方面。

一、距离负荷中心的距离 抽水蓄能电站主要的工作任务为削峰填谷、调频、调相等,因此蓄能电站一般多分布在负荷中心或电源中心附近。根据对国内近90座抽水蓄能电站相关资料的统计分析,抽水蓄能电站站址距离负荷中心或电源中心67.9%不超过100k m,近93%不超过200k m,超过200k m的不到7%。从调度、潮流和送出工程等方面来考虑,抽水蓄能电站站址距负荷中心或者电源中心一般不宜超过200km。

二、距高比 距高比是指蓄能电站上、下水库水平距离与垂直高度的比值,该比值可大致说明抽水蓄能电站引水建筑物的相对长度。我国抽水蓄能电站的距高比集中分布在2~7之间,占总数的70%。一般来说,距高比越小,电站引水系统长度和投资越小,对电站指标较有利,但是距高比值和电站投资之间关系不是很敏感,如果距高比值太小往往也会对电站布置产生不利影响。

三、水头段 我国抽水蓄能电站利用水头主要集中在300m~600m之间,占总数的62.9%。一般来说利用水头越高,相同出力所需的流量就越小,所需上、下水库库容就小,从土建工程量来看,水头越高越有利,但对投资影响不明显。

但若水头过高,给机组制造带来一定困难。从目前的蓄能机组制造技术来看,单级蓄能机组水头在700m以下,在制造技术上基本上没有问题。

四、主体工程投资 通过对我国已经建成的11座抽水蓄能电站主体工程的统计资料分析,可以得出如下规律:

上水库的选择对抽水蓄能电站的经济性影响最大,要优先选择不需要全库盆防渗的上水库。要选择地形条件有利于形成库盆、而不是主要靠筑坝围成上水库。

下水库的选择对抽水蓄能电站的经济性有相当影响,应选择含沙量低,不需要筑拦沙坝的下水库;利用已建水库作下水库时要重视综合利用水库在水量分配(包括经济补偿)及水库调度上的协调。水道系统的选择,关键是看围岩的工程地质条件是否允许采用钢筋混凝土衬砌。对于补水较困难的地区,围岩的渗漏性会影响高压管道衬砌型式的选择。

厂房条件只要地质条件满足基本要求,选址时不必过多考虑。但对于地质条件比较复杂,特别是构造比较多的地下厂房,有可能会对电站投资产生一定影响。

机电设备投资对抽水蓄能电站的经济性影响不大,但选址时泥沙对水泵水轮机磨蚀的影响,以及上、下水库水位变幅对机组稳定性的影响等因素仍应重视。

五、环境影响 抽水蓄能电站的水头较高,上、下水库库容较小,输水系统和厂房一般布置在地下,因此,其对自然环境的影响比常规水电站要小。蓄能电站在施工过程中会对环境问题产生一定的影响,但通过采取相关工程措施,可以避免或减少对环境的影响。蓄能电站建成后,通过对渣场等的治理,一般还可以提升当地的环境质量。如十三陵、天荒坪、广蓄、泰安等抽水蓄能电站的上、下水库均以成为旅游景点,有的渣场已经改建为公园。

由于抽水蓄能电站的位置大多靠近负荷中心和大城市,因此,在选点时应高度关注其与周围环境等敏感区域的协调问题,应尽量避开风景名胜区、自然保护区等敏感区域。

六、建设征地和移民安置 抽水蓄能电站建设征地与移民和常规水电比相对较少,根据对我国已建和在建的11座抽水蓄能电站的资料统计,电站平均征用耕地0.91亩/M W,移民0.68人/M W,此两项指标均比较小,建设征地和移民安置工作相对易于解决。

我国蓄能电站设计和施工技术水平

通过近30年来建成的一批抽水蓄能电站的实践,我国抽水蓄能电站的建设在设计和施工等方面积累了丰富的经验,在技术上取得了丰硕的成果。

上、下水库全库盆防渗是抽水蓄能电站区别于常规水电站,最有特色的水工建筑物之一。上、下水库型式我国已经成功实践了多种方案,包括全库防渗、局部防渗。全库防渗又包括钢筋混凝土全库防渗,沥青混凝土全库防渗,钢筋混凝土和沥青混凝土组合防渗,钢筋混凝土和土工膜组合防渗等多种型式。有些防渗技术处于世界先进水平。

在大型地下洞室的建设上,广州抽水蓄能电站宽21m的大型地下厂房采用喷锚支护,其支护参数在国内外同类工程中是比较先进的。天荒坪蓄能电站地下厂房也是采用喷锚支护,并根据岩石和地质构造条件局部使用了预应力锚索,厂房支护设计和施工也是很成功的。西龙池抽水蓄能电站,利用预应力锚索,解决了在水平底层中开挖大跨度地下厂房的先例。琅琊山成功建成了以III类围岩为主并有大规模I V~V石变岩带的地下厂房。工程实践证明,我国在建设大型地下厂房方面已经有了丰富的成功经验。

在岩壁吊车梁设计方面,广蓄电站厂房400吨天车和天荒坪电站厂房500吨天车均采用岩壁吊车梁,利用岩壁锚杆支撑,浇筑钢筋混凝土形成岩壁吊车梁,取代传统的柱式支承吊车梁,既减少厂房宽度,节约投资,又缩短了工期。我国已完全掌握了岩壁吊车梁的设计理论和施工技术。

在高压引水洞的衬砌方面,已经成功的实践了钢板衬砌和钢筋混凝土衬砌方案,解决了大型钢岔管的现场制安和混凝土岔管的施工问题。

经过几十年的工程实践,我们既有在零下40多度的寒冷地区的建成的工程,也有在高温地区建成的工程;既有在水量充沛地区建成的工程,也有在缺水地区建成的工程;利用水头段从一百多米到七百米。这些成功的经验为我国今后抽水蓄能电站的布局选点和工程建设奠定了坚实的基础。

结论与建议

一、社会经济的发展需要适当增加蓄能电站的规模

随着我国社会经济结构的调整和人民生活水平的提高,用电侧对电网的要求越来越高;随着大容量火电机组和核电机组的投产,太阳能和风电等间歇性可再生能源的高速发展和大规模并网,电源侧的不确定性和随机性对电网的冲击会越来越大;随着跨区域大规模长距离高等级电力输送规划的逐步实施,电网的安全保障问题会越来越突出;智能电网建设的目标又要求电网具有高度的安全性、灵活性、适应性和经济性。抽水蓄能电站的特性注定其将成为解决上述问题的有效手段之一,电网中配置合适比例的抽水蓄能电站是非常必要的。

二、国内设计施工技术水平能够保证蓄能电站的建设发展 我国抽水蓄能电站建设虽然起步较晚,但以往大规模常规水电建设积累了一定的经验,而近十几年来又引进了国外的先进技术和管理经验,使我国抽水蓄能电站有了较高起点。近30年来抽水蓄能电站的建设实践表明,我国在蓄能电站的设计、施工和运行管理等方面积累了丰富的经验,很多技术在世界上也是领先的,这为我们大规模开展抽水蓄能电站建设奠定了坚实的基础。

三、对于抽水蓄能电站的争议在于如何对其建设和运营

抽水蓄能电站产生于西方资本主义社会,历时近百年还在蓬勃发展,这本身就说明其具有极强的生命力和在电网中有不可替代的技术经济作用,这一点毋庸质疑。现在国内对抽水蓄能电站还存在争论,争论的焦点不在于其本身的作用,而在于如何建设和运营管理它。这说明我们在整个大系统中如何使用它,如何发挥它的技术和经济作用等方面研究还不够,相关政策还有需要完善的地方,尤其是在经济利益的协调方面还有分歧。因此建议对抽水蓄能电站的建设体制、运行管理模式和电价政策等方面进行研究,为抽水蓄能电站的健康有序发展提供保障。

四、建议探讨和研究的问题

建议探讨建设“风电+蓄能”、“核电+蓄能”、“火电+蓄能”联合电厂的可行性,以实现能量储存、降低煤耗、节能减排等综合效益。

建议研究“电网控股,非电源方参股”的建设体制。

篇8:抽水蓄能电站的类型

1 按电站有无天然径流分

(1) 纯抽水蓄能电站。没有或只有少量的天然来水进入上水库 (以补充蒸发、渗漏损失) , 而作为能量载体的水体基本保持一个定量, 只是在一个周期内, 在上、下水库之间往复利用;厂房内安装的全部是抽水蓄能机组, 其主要功能是调峰填谷、承担系统事故备用等任务, 而不承担常规发电和综合利用等任务。

(2) 混合式抽水蓄能电站。其上水库具有天然径流汇入, 来水流量已达到能安装常规水轮发电机组来承担系统的负荷。所以这类水电站的功能, 除了调峰填谷和承担系统事故备用等任务处, 还有常规发电和满足综合利用等任务。

2 按水库调节性能分

(1) 日调节抽水蓄能电站。其运行周期呈日循环规律。蓄能机组每天顶一次 (晚间) 或两次 (白天和晚上) 尖峰负荷, 晚峰过后上水库放空、下水库蓄满;继而利用午夜负荷低谷时系统的多余电能抽水, 至次日清晨上水库蓄满、下水库被抽空。纯抽水蓄能电站大多为日设计蓄能电站。

(2) 周调节抽水蓄能电站。在一周的5个工作日中, 蓄能机组如同日调节蓄能电站一样工作。但每天的发电用水量大于蓄水量, 在工作日结束时上水库放空, 在双休日期间由于系统负荷降低, 利用多余电能进行大量蓄水, 至周一早上上水库蓄满。

(3) 季调节抽水蓄能电站。每年汛期, 利用水电站的季节性电能作为抽水能源, 将水电站必须溢弃的多余水量, 抽到上水库蓄存起来, 在枯水季内放水发电, 以增补天然径流的不足。这样将原来是汛期的季节性电能转化成了枯水期的保证电能。这类电站绝大多数为混合式抽水蓄能电站。

3 按站内安装的抽水蓄能机组类型分

(1) 四机分置式。这种类型的水泵和水轮机分别配有电动机和发电机, 形成两套机组。目前已不采用。

(2) 三机串联式。其水泵、水轮机和发电电动机三者通过联轴器连接在同一轴上。

篇9:某医院蓄能空调推介

本工程为某医院病房大楼,夏季空调设计负荷1360RT(4800kW),冬季尖峰热负荷为3440kW。医院病床总数为950位,生活热水总负荷为7290kWh。

二、冷热源方式

本工程采用夏季冷源采用冰蓄冷中央空调,冬季采暖采用电蓄热锅炉,生活热水系统为电蓄热锅炉与太阳能联合。

三、冰蓄冷介绍

“冰蓄冷”是一种通过蓄能空调结合峰谷电价差异来节约能源的新技术,又称“冰蓄冷空调”。

冰蓄冷中央空调是指建筑物日常空调时间(峰电或平电)所需要冷量的部分或全部在非空调时间(谷电)利用蓄冰介质的显热及其相变过程的潜热迁移等特性,将能量以冰的形式蓄存起来,然后根据空调负荷要求释放这些冷量,这样在用电高峰时期就可以少开甚至不开主机。当空调使用时间与非空调时间和电网高峰和低谷同步时,就可以将电网高峰时间的空调用电量转移至电网低谷时使用,达到节约空调运行费用的目的。

冰蓄冷空调最大的优点,就是平衡电网峰谷差,减缓电厂和输变电设施建设,从而在宏观上节约能源,提高能源使用效率。对于用户,冰蓄冷空调一方面能减少制冷主机容量,从而减少空调系统电力工程费和供配电设施费;另一方面也能利用电网峰谷时段电费差价,降低空调运行费用。

采用蓄冰空调,将有如下的优点:

——削峰填谷,平衡电网压力;

——减少电力电站建设投资;

——减少制冷机,冷却塔等相关设备的装机容量;

——减少电力报装容量,减少一次性电力投资费用;

——充分利用峰谷电价差,节省运行费用;

——提高空调系统运行效率及稳定性。

四、蓄冰系统方案的优化

根据冰蓄冷空调的原理,采用冰蓄冷空调比常规的需增加一些辅助设备,如蓄冰设备,板式换热器等,并通过控制系统运行。这必然带来成本的增加,所以采用合理的蓄冰比例非常重要。

五、負荷分布

5.1、夏季设计日逐时负荷分布如下:

5.2冰蓄冷系统全年运行状况

5.2.1、设计日(100%设计负荷日)运行策略分布图

运行方式说明:常规基载主机全天24小时运行、双工况主机与蓄冷装置以4种工作模式运行:

(1)双工况主机制冰模式(24:00-次日8:00)

(2)双工况主机+蓄冰槽融冰联合供冷模式(10:00-18:00及10:00-18:00)

(3)蓄冰槽融冰单独供冷模式(8:00-9:00及19:00-21:00)

(4)双工况主机单独供冷模式(9:00-10:00及18:00-19:00)

5.2.2、70%设计负荷日运行策略分布图

运行方式说明:常规基载主机全天24小时运行、双工况主机与蓄冷装置以4种工作模式运行:

(1)双工况主机制冰模式(24:00-次日8:00)

(2)双工况主机+蓄冰槽融冰联合供冷模式(14:00-16:00)

(3)蓄冰槽融冰单独供冷模式(8:00-13:00及16:00-21:00)

(4)双工况主机单独供冷模式(13:00-14:00)

5.2.3、50%设计负荷日运行策略分布图

运行方式说明:常规基载主机供冷、双工况主机与蓄冷装置以4种工作模式运行:

(1)常规基载主机供冷+双工况主机制冰模式(24:00-次日8:00)

(2)常规基载主机+蓄冰槽融冰联合供冷模式(10:00-18:00)

(3)蓄冰槽融冰单独供冷模式(8:00-9:00及19:00-24:00)

(4)双工况主机单独供冷模式(9:00-10:00及18:00-19:00)

5.2.4、25%设计负荷日运行策略分布

运行方式说明:常规基载主机、双工况主机与蓄冷装置以3种工作模式运行:

(1)双工况主机制冰模式(24:00-次日8:00)

(2)蓄冰槽融冰单独供冷模式(8:00-13:00及16:00-24:00)

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