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澳门新蒲京赌场0044抽蓄电站:高效调节促清洁能源消纳-中国电力网-

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8月13日,记者在丰宁抽水蓄能电站项目建设现场了解到,截至7月31日,电站两期工程已累计完成投资43.18亿元,在2022年北京冬奥会上,将为奥运赛事提供坚强的电力保障。据了解,丰宁抽水蓄能电站总装机容量360万千瓦,是目前世界上在建装机容量最大的抽水蓄能电站项目。电站分两期开发建设,于2016年实现同步建设,共安装12台30万千瓦的可逆式水泵水轮机和发电电动机组。主要建筑物由上水库、下水库、输出系统、地下厂房及其附属洞室组成。输出系统一、二期独立布置,由引水和尾水系统两部分组成,采用“一洞两机”的布置形式;两期工程地下厂房呈“一字”形合并布置,公用安装场,厂房总长度414米,高度54.5米,跨度25米。两期工程总投资192.37亿元,计划于2021年首台机组发电,2023年12台机组全部投产运行。丰宁抽水蓄能电站以世界在建规模最大、国内首次引进2台交流励磁变速机组为引领,以建设数学化智能型电站为方向,充分利用“大数据、云计算、物联网、移动互联”等新技术、新手段,全面推进数字化大坝、物联网+物资管控系统、机组设备远程诊断等新技术应用及“区片制”和“架子队”等管理模式创新,科技创新引领能力突出;在协调发展方面,坚持与张北柔性直流电网示范工程、可再生能源示范基地建设同步,与河北省能源转型升级、环境污染治理、低碳奥运举办同步,与京津冀协同发展、推进地区扶贫攻坚同步,协调促进能源转型及地区经济社会发展;在绿色发展方面,以建设绿色环保工程、促进新能源发展为己任,坚决贯彻环保水保“三同时”要求,累计增加工程环保水保投资1.23亿元;在开放发展方面,积极引进交流励磁变速机组技术,弥补国内变速机组研发、制造空白,推动抽水蓄能行业重大设备国产化进程;在共享发展方面,充分发挥电站资源综合开发利用效益,积极配合政府开展旅游开发,确保电站建设成果为地方经济社会可持续发展、百姓脱贫致富所共享。丰宁电站两期工程建成后,以500KV线路接入京津冀及冀北电网,年设计发电量66.12亿千瓦时,年抽水耗电量87.16亿千瓦,能够合理消纳风电,减少污染物排放,提供绿色环保清洁能源,年节约标准煤48.08万吨,相当于2016年北京市煤炭消耗量的4.2%。据了解,电站一期工程于2012年8月获得国家发改委核准,2013年5月开工建设;二期工程于2015年7月获得河北省发改委核准。截至2017年7月31日,电站两期工程累计完成投资43.18亿元。电站建成后对保障京津及冀北电网安全、促进河北北部的风电、太阳能发电等大规模发展,满足电网调峰要求,维护电网安全、稳定运行,提高供电质量和电网运行的经济性,促进资源有效利用起到重要作用。在2022年北京冬奥会上,将为奥运赛事提供坚强的电力保障。

抽水蓄能电站是重大基础设施、调节电源和生态环保工程,在电力系统中承担着调频、调相、负荷备用和事故备用等“动态”任务,对构建清洁低碳、安全高效能源体系,推进能源生产和消费革命,保障电网平稳运行等意义重大。1月8日,河北抚宁、吉林蛟河、浙江衢江、山东潍坊、新疆哈密抽水蓄能电站工程开工动员大会在北京召开。

摘要:
我国已经成为世界上抽水蓄能装机容量最大的国家。抽水蓄能电站能够在送端电网发挥高效调节作用,在受端电…
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党的十八大以来,国家电网已累计开工26项抽水蓄能电站工程,装机容量达3615万千瓦,累计投产5座抽水蓄能电站,装机容量610万千瓦。一项项抽水蓄能电站工程的开工建设,有力支撑了国家稳增长、调结构、惠民生战略部署,也极大促进了清洁能源消纳,保障了电网系统安全稳定运行。

  我国已经成为世界上抽水蓄能装机容量最大的国家。抽水蓄能电站能够在送端电网发挥高效调节作用,在受端电网快速削峰填谷,与特高压输电配合,能促进清洁能源大范围输送和消纳。抽水蓄能电站在未来新能源大规模接入电网、电力系统智能化程度越来越高的趋势下,将扮演越来越重要的角色。

装机容量世界第一

  今年上半年,我国弃风率、弃光率相比同期分别下降7个百分点和4.5个百分点。新疆、甘肃、辽宁、吉林、宁夏弃风率下降超过10个百分点;黑龙江、内蒙古弃风率下降超过5个百分点。新疆弃光率同比下降6个百分点,甘肃弃光率同比下降近10个百分点。

抽水蓄能电站迎来黄金发展期

  大规模新能源接入电网,由资源中心运送到负荷中心,考验着整个电力系统的友好性、灵活性和安全性,对电力系统技术和管理提出了更加严苛的要求。

在江苏溧阳伍员山山顶,一片超过1400万方的水库,是群山中耀眼的“天池”;山脚下300米的山体内部,一座巨大而明亮的发电厂房里,6台单机容量25万千瓦的抽水蓄能发电机组正在将满载能量的水流通过上水库和下水库进行动能和势能转换,调节着电网的平衡。这就是江苏溧阳抽水蓄能电站,从电站出发的电力线路掩映在湖光山色之间,被专家和设计者们誉为“江苏最美输电线路”。

  “抽水蓄能电站启停迅速,运行调节灵活,电网系统中建设适当规模的抽水蓄能电站,可以充分发挥抽水蓄能电站与光伏、风电运行的互补性,减少新能源大规模随机并网对系统的冲击。”在世界水电大会上,国网新源控股有限公司代表在发言中提到。

在我国,江苏溧阳抽水蓄能电站只是抽水蓄能电站家族中的一员。我国抽水蓄能电站的发展,始于20世纪60年代后期。经过20世纪70年代的初步探索、80年代的深入研究论证和规划设计,我国抽水蓄能电站的兴建逐步进入蓬勃发展时期。目前,我国已建成潘家口、十三陵、天荒坪、泰山、宜兴等一批大型抽水蓄能电站。截至2018年年底,国家电网抽水蓄能电站在运、在建规模分别达到1923万千瓦、3015万千瓦。目前,我国抽水蓄能电站在运装机容量为3000万千瓦,居世界第一,未来抽水蓄能将继续加快发展。

  作为电网系统内重要的“调节器”“稳压器”“平衡器”,如今,抽水蓄能电站已成为接纳大规模清洁能源入网后的首选“标配”。它是如何在促进新能源消纳中发挥作用的?

澳门新蒲京赌场0044,为什么要建设抽水蓄能电站?众所周知,人们用电存在高峰期和低谷期,但电网不是蓄电池,在用电低谷期,电网上富余的电能只能白白浪费掉,这时候就体现出抽水蓄能电站的重要性。抽水蓄能电站是通过把低处的水抽到高处来蓄集能量,待电力系统需要时再发电的水电站。它把电网负荷低谷时多余的电能转化为水的势能储存起来,在负荷高峰时将水的势能转化为电能,实现了电能的有效存储,并将电能在时间上重新分配,有效调节了电力系统生产、供应、使用之间的动态平衡。可以说,抽水蓄能电站是一块用水做成的“绿色大型蓄电池”,在电力系统中承担着调频、调相、负荷备用和事故备用等“动态”任务。

  快速削峰填谷:保障清洁能源安全入网

抽水蓄能电站是重大基础设施、调节电源和生态环保工程。加快建设抽水蓄能电站对服务美丽中国建设、保障能源电力安全、促进清洁能源消纳、促进大气污染防治、拉动经济增长意义重大。一直以来,国家电网有限公司高度重视并加快发展抽水蓄能电站,党的十八大以来,包括本次开工建设的5项抽水蓄能电站工程,国家电网已累计开工建设26项抽水蓄能电站工程,装机容量达3615万千瓦;累计投产5座抽水蓄能电站,装机容量610万千瓦,有力推进了经济社会绿色发展、循环发展、低碳发展。此次开工建设的河北抚宁等5座抽水蓄能电站是国家电网深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想、推进能源生产和消费革命的重要举措,是落实中央经济工作会议精神,在2019年开好头、起好步的重大工程,也是落实绿色发展理念,构建清洁低碳、安全高效能源体系的具体实践。据了解,国家“十三五”能源和电力规划要求加快抽水蓄能电站建设,并明确“十三五”期间新开工抽水蓄能容量6000万千瓦左右,到2020年我国抽水蓄能运行容量将达到4000万千瓦。可以预见,未来抽水蓄能电站将迎来黄金发展期。

  大规模新能源消纳一直是世界性难题。在中国,能源中心与负荷中心分布不均的矛盾由来已久。“三北”地区新能源聚集,电源结构单一,灵活调节电源比重偏低,特别是近几年用电需求增速放缓,消纳市场总量不足。怎样保证新能源平安上网、灵活消纳和安全送出,是新能源快速发展必须面对的挑战。

促进清洁能源消纳

  东北电网正面临这样的难题。

保证电网安全稳定运行

  一方面,火电机组多,尤其是供热机组比重大,调峰能力弱。另一方面,蒙东、辽宁、吉林等地蓬勃发展的风电却“等着”上网。如何减少风电上网对电力系统的扰动?

“近年来,我国已成为世界上风电、光伏装机最大,发展速度最快的国家,新能源电力的快速发展,给电力系统的安全稳定运行带来挑战。”国家能源局党组成员、副局长林山青指出,抽水蓄能电站具有启动灵活、调节速度快的优势,运行可靠且较为经济的调峰电源与储能装置,是构建清洁低碳、安全稳定、经济高效的现代电力系统的重要组成部分。抽水蓄能电站在系统中主要承担调峰、填谷、调频、调项和紧急事故备用任务。抽水蓄能电站可在低负荷时,通过抽水将系统难以消耗的电能转换为势能;在负荷高峰或系统需要时,通过发电将势能转化为系统需要的电能。抽水蓄能电站可以利用其储能作用,实现削峰填谷,有效平抑区外来电和新能源出力的波动,提高系统运行的平稳性,提高大电网安全稳定运行能力,提高电力系统经济运行水平,实现社会整体资源配置最优。

  “东北电网是典型的送端电网,电力供需形势总体上供大于求,系统调峰调频能力严重不足。东北电网装机容量13268万千瓦,火电占总容量的68.06%,风电占20.50%,而具备灵活调峰能力的水电和抽水蓄能电站仅占4.96%、1.13%。”国网发展部相关负责人说。

记者了解到,截至目前,国家电网并网风电、太阳能发电装机分别达到1.46亿和1.53亿千瓦,成为全球新能源装机规模最大、发展最快的电网。随着风电、太阳能发电等新能源快速发展,必然要求系统调节能力和保障手段的同步增强。

  2012年之后,随着辽宁丹东蒲石河抽水蓄能电站的投运,这种状况有所改变。机组启停速度快、适应性强、电能稳定,让蒲石河抽水蓄能电站能够适应电网负荷急剧增长或下降的状况。这正符合了风电“来去自如”的特性。

大规模新能源消纳一直是世界性难题。风电、光电稳定性差、电能质量差等缺陷给电网的稳定运行带来巨大挑战。保证新能源平安上网、灵活消纳和安全送出,是新能源快速发展必须面对的挑战。

  “抽水蓄能电站快速转变的灵活性,可以弥补风力等新能源发电的随机性和不均匀性,突破电网规模对新能源容量的限制,为大力发展新能源创造条件。抽水蓄能电站建在送端电网,主要是减少大规模新能源接入后对电网的冲击,为电网接纳更多新能源打好基础。”辽宁蒲石河抽水蓄能有限公司总工程师袁波说。

在我国东北,电网正面临着这样的挑战。东北电网电力供需形势总体上供大于求,系统调峰调频能力不足,威胁电网安全。一方面,东北火电机组多,尤其是供热机组比重大,调峰能力弱;另一方面,蒙东、辽宁、吉林等地蓬勃发展的风电却“等着”上网。

  同时,蒲石河电站在电力系统中还可以发挥调峰、调频、调相和事故备用等重要功能,对保障供电安全、提高供电质量发挥重要作用。

如何保证风电平安上网?2012年投运的辽宁蒲石河抽水蓄能电站缓解了这个难题。蒲石河抽水蓄能电站工作人员介绍说:“一般情况下,每天的22时至次日5时,为电网电力需求低谷时段,机组抽水运行,将下水库的水抽到上水库,消耗电网富余的电能,转换成水的势能进行储存,起到‘填谷’的作用;每天的7时至11时、15时至21时,为电力需求高峰时段,机组发电运行,利用上水库的水进行发电,输送至电网,起到‘调峰’的作用。每年的1月至4月及9月至12月为大风期,且进入冬季供暖期,系统迫切需要抽水蓄能配合。”蒲石河抽水蓄能电站在东北电网消纳风电、调节网频、事故紧急备用方面发挥了重要作用,是电网的“稳压器”“蓄电池”。截至2018年年底,辽宁蒲石河抽水蓄能电站累计消纳系统清洁能源101.65亿千瓦时,累计发电126.28亿千瓦时;折合节约标煤806.06万吨,减排二氧化碳2007.10万吨。

  每天夜晚,蒲石河的抽水机组准时启动,将下水库的水抽上来,将富余电力转换成水的势能储存。白天的用电高峰期,再将水能转换成电能输送回电网,起到削峰填谷的作用。因为风电出力“随机”,有时候,蒲石河的机组每天要启动十几次,以帮助电网达到平衡的状态,减少频率波动对电网造成的影响。

据了解,这次开工的5座抽水蓄能电站,每座装机容量为120万千瓦、平均设计年发电量近14亿千瓦时、年抽水电量约18亿千瓦时,建成投运后将显着增强电网运行的安全性、可靠性、稳定性。其中,河北、吉林、新疆是我国的新能源大省,2018年新能源发电装机占比分别达到37.1%、25.8%和32.0%,成为仅次于火电的第二大电源;浙江、山东是特高压直流落点密集区域,担负着消纳区外“三北”地区新能源发电的重任。

  自投产运行至今,蒲石河抽水蓄能电站累计消纳清洁能源95.78亿千瓦时,累计发电78.33亿千瓦时。在消纳清洁能源,减少化能源消耗,改善大气环境和保障电网安全方面发挥了重要作用。

建设抽水蓄能电站,能够显着增强电网的平衡调节能力、运行灵活性及特高压电网的安全性,全面提升新能源消纳能力。记者了解到,此次开工的5座抽水蓄能电站建成投运后,每年可促进消纳富余风电、光伏发电约150亿千瓦时。特别是西部地区的新疆电网,抽水蓄能发展刚刚起步,电站对新疆电网乃至西北电网新能源发展意义十分重大,将有效促进新能源消纳,保障电网安全稳定运行。

  这只是抽水蓄能电站在消纳清洁能源方面的一个缩影。近年来,国家电网公司持续加快电网调峰能力建设,发挥抽水蓄能电站作用,促进新能源多发多用。今年上半年,丰宁等抽水蓄能电站和丰满重建工程顺利推进。下半年将开工建设河南洛宁、浙江宁海等6座抽水蓄能电站。“十三五”期间,公司规划开工29座抽水蓄能电站,总投资超过2000亿元。

带动相关产业投资

  促进清洁能源消纳:配合特高压实现大范围资源优化配置

服务地方经济社会发展

  东部省份浙江能源需求非常旺盛,截至2016年年底,浙江省装机容量8311万千瓦,预计到2020年装机容量将超过1亿千瓦,其中核电和区外来电超过3000万千瓦,是典型的受端电网。这种能源结构特点,使浙江非常期待抽水蓄能电站的建设。

2018年6月20日,在河北省丰宁县四岔口乡,3000多人的施工队在丰宁抽水蓄能电站工地上紧张施工。几座连绵高山的腹部被挖开一个个高大的深洞,山洞里面车来人往、机器轰鸣。在一期工程尾水隧洞内,几名施工者正在灌浆。忙碌的施工场景在每个抽水蓄能水电站工地都能看到。

  从2008年开始,特高压的建设逐渐加速。目前,已有8条特高压直流线路的落点选在华东,输送电力包括四川的水电、“三北”地区的新能源发电,输送容量达到3976万千瓦。

抽水蓄能电站投资大、建设周期长,具有带动力强、中长期经济效益显着等优势,在提升经济发展质量、效益、效率方面将发挥十分重要的作用。

  如此大规模的清洁能源输入,电网安全成为重要的考量因素。

一组数据可以反映出抽水蓄能电站对经济发展的带动作用。据统计,河北抚宁等5座抽水蓄能电站总投资386.87亿元,总装机容量600万千瓦,计划于2026年前后相继投产发电。其中,河北抚宁抽水蓄能电站工程投资80.59亿元;吉林蛟河抽水蓄能电站工程投资69.72亿元;浙江衢江抽水蓄能电站,工程投资73.08亿元,该电站是国家电网积极推进混合所有制改革,在抽水蓄能领域引进社会资本的重点项目;山东潍坊抽水蓄能电站工程投资81.18亿元;新疆哈密抽水蓄能电站工程投资82.3亿元。

  7月13~27日,浙江安吉,在天荒坪抽水蓄能电站工作的卢衍海告诉记者,近期天荒坪机组的启停次数频频升高,达到日启动21次,日均发电量968万千瓦时,为高温天气下电网安全稳定运行提供了保障。

巨大的投资将产生更高的效益,此次开工建设的5座电站,建设运营可有效带动相关产业投资和发展,拉动地方GDP超过572.64亿元。根据测算,抽水蓄能电站建设期间将提供各类就业岗位14.64万个,运行期间每年将创造利税约6.16亿元。在工程设计与建设阶段,国家电网有限公司也重点设计了美化绿化方案,工程建成投运后,结合当地旅游资源开发,使站址成为融合自然风光与现代工程的知名景点及提供休闲娱乐和水电科教的旅游胜地,实现“建成一座电站、美化一座青山、造福一方百姓”的目标。

  “相较其他的调峰手段,抽水蓄能电站启停速度快,调峰容量大,尤其对于外来电比较多的特高压受端地区,能有效保证电网安全稳定运行。”华东天荒坪抽水蓄能有限责任公司副总经理朱兴兵告诉记者。

建设抽水蓄能电站意义重大,但同时任务也非常艰巨,建设施工难度大、高风险作业多,涉及征地、搬迁等复杂问题,确保如期高质量投产离不开各方面的大力支持和帮助。国家电网有限公司相关负责人表示,国家电网有限公司将在国家有关部委、地方党委政府和各有关方面的关心支持下,加快发展抽水蓄能电站,大力推动电网高质量发展,为服务人民美好生活需要、决胜全面建成小康社会作出新的更大贡献。

  抽水蓄能机组在旋转备用时,几秒内就能满负荷运行,机组全停到满负荷运行也仅需要两分钟的时间,而在运行中紧急切掉负荷,只需要零点几秒的时间。相比较下,火电机组从全停到满负荷运行,至少要1小时左右。

  “抽水蓄能电站既能满足快速发电的要求,又能响应因为系统故障导致电量多余这种紧急情况的处理。它发挥作用后,对于特高压电网消纳清洁能源是强有力的保障。”朱兴兵介绍,天荒坪抽水蓄能电站,满负荷运行,能提供5个小时的电能。他们目前还在研究“同抽同发”模式和紧急支援系统功能,这意味着未来抽水蓄能处理电网紧急事故的能力将提升到秒级别。

  华东电网的另一个特点,也让抽水蓄能显得格外重要。

  “在受端电网建设抽水蓄能电站,有两个主要的功能。首先是保证电网安全运行,作为重要的备用电源使用。二是消纳系统低谷清洁电能,并作为网内用户负荷应急切除。”国网新源公司发展策划部主任余贤华表示。

  “华东电网2016年可调配容量达到2.78亿万千瓦,最高负荷1.85亿万千瓦,最高峰谷差6000多万千瓦。”天荒坪抽水蓄能电站有限公司总经理李浩良介绍,华东电网峰谷差大,外来电多,晚上必须要有“大客户”来消纳外来的低谷风电,这个“大客户”,就是抽水蓄能电站。

  如果没有抽水蓄能电站,夜间负荷低谷时,为保证风电充分消纳,将导致火电机组功率降低,甚至被迫停机,而白天需要再开机运行。一开一关,增加了火电机组单位发电煤耗和污染排放。

  “天荒坪抽水蓄能电站把夜间低谷的清洁电储存起来,白天为系统提供更多充足的高峰电。”天荒坪公司运检部副主任王海涛说,这一储一发之间,抽水蓄能电站的综合效益充分体现:吸纳清洁能源,又生产清洁发电,达到零排放、零污染,对当地的环境改善助益很大。

  据统计,天荒坪抽水蓄能电站投运以来,已累计消纳清洁来电450余亿千瓦时。节能减排效果也非常明显,天荒坪电站年均节约标煤11.45万吨,减少二氧化硫445吨,减少二氧化碳25.18万吨,已成为消纳华东电网外来清洁电,提高电能质量,改善当地环境的有效方式。

  这样的例子不仅仅发生在华东。根据北京电力交易中心发布的报告,华中区域抽水蓄能电站机组利用效率显著提高,利用抽蓄低谷调峰能力省间清洁能源消纳成效显著。

  2016年,湖北白莲河、湖南黑麋峰、河南宝泉三座抽水蓄能电站完成发电量46亿千瓦时。2016年全年湖北消纳四川、重庆富余低谷水电3亿千瓦时,计划外消纳西北新能源13亿千瓦时,有效减少了低谷时段的弃风、弃光、弃水。

  跃居“世界第一”:抽水蓄能正处于加快发展的重要机遇期

  “新能源出力具有波动性和随机性,特别是高比例新能源电源接入电力系统后,要实现有效消纳,系统内必须配备必要的灵活调节电源。”余贤华说,“这就需要有大规模、高效环保的安全保障辅助服务和储能需求设备作为系统调节器。”

  从国内外发展经验看,抽水蓄能电站的发展,与各国新能源发电规模快速扩大保持着近似“同步”的节拍。它以水能转换为载体,通过提供系统储能服务和多工况调度运行,在电网中承担调峰、填谷、调频、调相、事故备用、黑启动等任务,已经成为现代电力系统不可或缺的重要组成部分。

  今年5月,我国抽水蓄能电站装机容量达到2773万千瓦,超过日本成为世界上抽水蓄能装机容量最大的国家。在建机组容量达到3095万千瓦,我国抽水蓄能在建和运行电站机组容量均居世界第一。

  根据对国外抽水蓄能产业发展规模的调查,一般电力系统内配备5%、10%到12%不等比例的抽蓄电站作为调节电源。

  “究竟我国需要配备多大比例的抽水蓄能电源,有人提出5%,也有人认为还要高一点。尽管我国抽水蓄能装机规模已位居世界首位,但是目前装机容量占发电总装机比例仅为1.7%,这个比例在后两年还有下降的趋势,总体上,发展规模是远低于合理水平的。但是,由于不同区域需求差异较大,后期发展既要关注增量,更要关注布局的优化。”余贤华说,而这也意味着,我国抽水蓄能的发展空间和潜能,依旧很大,但布局优化更显重要。

  根据国家能源局《电力发展“十三五”规划》和《水电发展“十三五”规划》的要求,未来,我国将快速大幅提高抽水蓄能机组比例。“十三五”期间,计划新开工抽水蓄能容量6000万千瓦左右,到2020年中国抽水蓄能运行容量将达到4000万千瓦。

  “抽水蓄能正处于加快发展的重要机遇期。未来更多抽水蓄能电站的投运,将充分发挥削峰填谷等综合辅助服务的功能,有助于电网安全调控能力和调峰能力的提升,将为促进新能源大规模、大范围消纳打好基础。”余贤华说。

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