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中部骆驼.李晓跃的博客

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2010年10月10日  

2010-10-10 08:21:19|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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抽水蓄能电站

中文名称:
抽水蓄能电站
英文名称:
pumped-storage power station;pumped storage station
定义1:
利用电力系统中多余电能,把高程低的水库(通称“下池”)内的水抽到高程高的水库(通称“上池”)内、以位能方式蓄存起来,系统需要电力时,再从上池放水至下池进行发电的水电站。
所属学科:
电力(一级学科);电力规划、设计与施工(二级学科)
定义2:
既能抽水又能发电的水电站。它具有上下水库,充分利用电力系统中某时段多余的电能,把下水库的水抽到上水库内,以势能的形式蓄能,电力系统需要时再从上库放水至下库进行发电。
所属学科:
水利科技(一级学科);水力发电(二级学科);水能利用(三级学科)

本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
百科名片
  2010年10月10日 - 李晓跃 - 李晓跃的博客
从化抽水蓄能电站

抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库,在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。又称蓄能式水电站。它可将电网负荷低时的多余电能,转变为电网高峰时期的高价值电能,还适于调频、调相,稳定电力系统的周波和电压,且宜为事故备用,还可提高系统中火电站和核电站的效率。


目录

按上水库有无天然径流汇入分
抽水蓄能电站发展呈现特点
容量增幅大,发展速率高
在系统中发挥了重要作用
具有了较为成熟的设计、施工和管理经验
运行管理方面
抽水蓄能电站与常规水电站相比
我国抽水蓄能电站建设现状
我国几个抽水蓄能电站简介
潘家口、十三陵抽水蓄能电厂
广州抽水蓄能电站
天荒坪抽水蓄能电站
按上水库有无天然径流汇入分
抽水蓄能电站发展呈现特点
容量增幅大,发展速率高
在系统中发挥了重要作用
具有了较为成熟的设计、施工和管理经验
运行管理方面
抽水蓄能电站与常规水电站相比
我国抽水蓄能电站建设现状
我国几个抽水蓄能电站简介
潘家口、十三陵抽水蓄能电厂
广州抽水蓄能电站
天荒坪抽水蓄能电站

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编辑本段
按上水库有无天然径流汇入分
  抽水蓄能电站
  [英文名称]:pumped storage power station
  
  


抽水蓄能电站按上水库有无天然径流汇入分为:上水库水源仅为由下水库抽入水流的纯抽水蓄能电站,除抽入水流外还有天然径流汇入上水库的混合抽水蓄能电站。此外,还有由一河的下水库抽水至其上水库,然后放水至另一河发电的调水式抽水蓄能电站。抽水蓄能电站的土建结构包括上水库、下水库、安装抽水蓄能机组的厂房和连接上下水库间的压力管道。当有合适的天然水域可供利用时,修建上、下水库的工程可显著减小。抽水蓄能电站的机组,早期是发电机组和抽水机组分开的四机式机组,继而发展为水泵、水轮机、发电-电动机组成的三机式机组,进而发展为水泵水轮机和水轮发电电动机组成的二机式可逆机组,极大地减小了土建和设备投资,得以迅速推广。抽水蓄能电站的修建要视可供蓄能的低谷多余电量和水量的多少。建站地点力求水头高,发电库容大、渗漏小,压力输水管道短,距离负荷中心近等。世界上第一座抽水蓄能电站是瑞士于1879年建成的勒顿抽水蓄能电站。世界上装机容量最大的抽水蓄能电站是装机210万千瓦,于1985年投产的美国巴斯康蒂抽水蓄能电站。中国浙江省安吉县的天荒坪抽水蓄能电站(如上图)装机180万千瓦,2000年建成。中国广州抽水蓄能电站,工程总装机240万千瓦,是目前世界上最大的抽水蓄能电站。
编辑本段
抽水蓄能电站发展呈现特点
容量增幅大,发展速率高
  世界上第一座抽水蓄能电站于1882年诞生在瑞士的苏黎世,至今已有一百二十五年的历史。但世界上抽水蓄能电站得到迅速发展,是在六十年代以后的事,也就是说从第一座抽水蓄能电站建成到迅速发展,中间相隔了近80年。中国抽水蓄能电站建设起步较晚,六十年代后期才开始研究抽水蓄能电站的开发,1968年和1973年先后在中国华北地区建成岗南和密云两座小型混合式抽水蓄能
电站。在近40年中,前20多年蓄能电站的发展几乎处于停顿状态,九十年代初才开始有了新的发展。至2005年底,全国(不计台湾)已建抽水蓄能电站总装机容量达到6122MW,年均增长率高于世界抽水蓄能电站的年均增长率,装机容量跃进到世界第5位,遍布全国14个省市。在建的抽水蓄能电站装机约11400MW,预计至2010年,这些电站都将建成,到时抽水蓄能电站的总装机可到17500MW左右。
在系统中发挥了重要作用
  抽水蓄能电站运行具有几大特性:它既是发电厂,又是用户,它的填谷作用是其它任何类型发电厂所没有的;它启动迅速,运行灵活、可靠,除调峰填谷外,还适合承担调频、调相、事故备用等任务。目前,中国已建的抽水蓄能电站在各自的电网中都发挥了重要作用,使电网总体燃料得以节省,降低了电网成本,提高了电网的可靠性。现举几个电站的运行情况,说明抽水蓄能电站在系统中的作用。
具有了较为成熟的设计、施工和管理经验
  中国抽水蓄能电站建设虽然起步较晚,但有以往大规模常规水电建设所积累的经验,加上近十几年来引进的国外先进技术和管理经验,使中国抽水蓄能电站有较高的起点。尽管目前己建的抽水蓄能电站数目不多,总装机规模也不大,但单个电站规模已居世界前列。如:广州抽水蓄能电站,已是当今世界上装机规模最大的抽水蓄能电站;在建设速度方面,广蓄一期工程全部竣工仅58个月,广蓄二期、十三陵和天荒坪电站主体工程的实际施工工期,与世界经济发达国家相比并不逊色;在单位千瓦装机容量投资方面,一般都不太高,而广蓄电站,还低于世界同类电站水平,其中广蓄还远低于具有一定调峰能力的燃煤电站的单位千瓦投资;中国正在建设的西龙池抽水蓄能电站,最大扬程达704m,进入了世界上已投运的单级混流式抽水蓄能机组中扬程最高的先进水平;天荒坪与广州抽水蓄能电站单级可逆式水泵水轮机组单机容量300MW,设计水头500m以上,均为世界先进水平。
  中国通过近10几年来建成的第一批抽水蓄能电站的实践,积累了设计、施工和运行管理的经验,在技术上取得了丰硕的成果。
  在建设管理方面有一套行之有效的制度。普遍实行了以项目法人责任制为中心,以建设监理制和招标承包制相配套的建设管理模式。
编辑本段
运行管理方面
  在运行管理方面达到较高水平。抽水蓄能电站可逆式水泵水轮机—发电电动机组运行工况多、监控对象多、自动化元件多、信息量多,计算机监控系统比常规水电站计算机监控系统复杂,操作要求也比常规水电站高。已建成的抽水蓄能电站在运行管理方面都达到较高水平,表现在:(1)人员精炼,基本上做到无人值班或少人值守。(2)综合效率高,电站运行的平均综合效率,一般在75%左右。广蓄平均达78%,天荒坪平均达79.4%,最高达80.6%。(3)可用率和机组启动成功率均达先进水平。
编辑本段
抽水蓄能电站与常规水电站相比
  ,除机组特殊外,在水工建筑方面也有它的特殊性,比如对防渗的要求就特别严格,因为它的水是用电换来的,同时机组吸出高度多为负值,厂房多为地下式等等,因此在设计和施工方面都有一定的难度,在已建的抽水蓄能电站中,攻克了这些难关,为今后抽水蓄能电站的建设,取得了成功的经验。
  如十三陵电站上水库,是人工开挖填筑而成,库盆采用钢筋混凝土面板防护,在北京这样寒冷地区,这样大规模的钢筋混凝土防渗工程在中国是第一个,在国外也少有。
天荒坪抽水蓄能电站的上库,也是人工开挖填筑而成,天荒坪电站的防渗措施系采用沥青混凝土衬护,渗漏量很少。这两个工程说明在人工库盆防渗方面,中国已积累了一定的经验。
  又如地下厂房轻型支护,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。实践证明,中国在地下厂房喷锚支护设计和施工方面都具有成功的经验。
  广蓄电站厂房400t天车和天荒坪电站厂房500t天车均采用岩壁吊车梁,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。通过广蓄、天荒坪等电站岩壁吊车梁实践,中国己完全掌握了岩壁吊车梁的设计理论和施工技术。
  抽水蓄能电站的引水道有竖井和斜井两种布置形式。斜井与竖井相比,斜井水道长度短,水力过渡条件好,具有节省投资、提高电站效率等优势。但斜井的施工难度较大,施工技术比竖井复杂。中国目前己建的广蓄、十三陵、天荒坪等蓄能电站,引水道均采用斜井布置。通过这些斜井施工,己形成了较为成熟的斜井安全快速施工成套技术。
编辑本段
我国抽水蓄能电站建设现状
  近十几年来,中国抽水蓄能电站的迅速发展,主要是由于中国国民经济的高速发展,促进了中国抽水蓄能电站的大发展,而这十几年正是中国改革开放经济大发展时期。在这十几年中虽然取得了很大成绩。2004年底全国已建成投产的抽水蓄能电站10座,装机容量达到570.1万kW(其中60万kW供香港)。其中包括1968年在河北岗南常规水电站上安装的1.1万kW抽水蓄能机组,1992年建成的河北潘家口混合式抽水蓄能电站(其中抽水蓄能机组27万kW),1997年建成的北京十三陵抽水蓄能电站(80万kW);广东电网分别于1994年和2000年建成的广州抽水蓄能电站一期、二期工程(共240万kW,其中60万kW供香港);华东电网1998年建成的浙江溪口抽水蓄能电站(8万kW),2000年建成的装机规模180万kW的天荒坪抽水蓄能电站和安徽响洪甸抽水蓄能电站(8万kW),2002年建成的江苏沙河抽水蓄能电站(10万kW);华中电网的湖北天堂抽水蓄能电站(7万kW);拉萨电网于1997年建成的
羊卓雍湖抽水蓄能电站(9万kW)。
编辑本段
我国几个抽水蓄能电站简介
潘家口、十三陵抽水蓄能电厂
  它们所在的中国京津唐电网是一个以火电为主的电网,电站在电网中的作用主要体现在调频、调峰、填谷、事故备用、黑启动及保证北京用电的稳定性和可靠性等方面。京津唐电网在没有抽水蓄能电站投入以前,电网主要依靠燃煤火电机组调频。由于燃煤火电机组受设备的限制,对电网频率的急剧变化适应能力差。1993年以前,京津唐电网周波合格率在98%左右。目前电网调频主要以十三陵、潘家口抽水蓄能电厂为主。十三陵抽水蓄能电厂投入运行后,电网周波合格率每年均达到99.99%以上,除了电网供电状况有所好转外,抽水蓄能电站参与电网调频起了很大作用。
  在事故备用方面也起到重要作用,比较典型的例子如:
  1999年3月,北京连续十多天出现大雾阴雨天气,使北京供电线路造成电网雾闪、线路闪络掉闸等事故不断出现,此时十三陵蓄能电站做出快速反应,开机48次,紧急启动成功率100%。
广州抽水蓄能电站
  该电站是中国最大的抽水蓄能电站,装机2400MW,同样在系统中发挥了重要作用。它的作用主要表现在:使核电实现不调峰稳定运行,广蓄电站的调峰填谷作用使香港中华电力公司无需多开两台66万kW煤机,而且在负荷低谷期可以更多接受核电。大亚湾两台900MW核电机组于1994年投入运行,分别向广电和中电两个电网供电。由于两个电网都有抽水蓄能容量供调度使用,为核电创造了良好的运行环境,使核电不作调峰,实现稳定运行。
  在事故备用方面,广东电网内火电和核电机组单机容量都大,还有从西南省份经500kV线路供电,广东电网还与香港电网相联,无论火电站、核电站跳机或西电解列等事故均对电网安全影响巨大,而蓄能电站对防止电网事故扩大,恢复正常供电起着显著作用,广蓄自投入运行以来,平均每年紧急启动18次左右。
  广蓄还为电网作特殊负荷运行。由于抽水蓄能机组既可作电源又可作负荷,因此对电网调度组织功率特别方便简易,电网中的核电机组、煤电机组调试期间甩负荷实验、满负荷振动实验,都由广蓄机组水泵运行作为负荷,使核电、煤电机组试验得以顺利进行。
天荒坪抽水蓄能电站
  该电站装机容量达1800MW,运行综合效率最高达80.5%,超过一般抽水蓄能电站4度换3度的指标。电站自首台机组投产以来,对保证华东电网的安全、稳定运行发挥了重要作用。自1998年投产至2003年6月底,已为电网应急调频或事故备用23次。它还被电网指定为系统瓦解时,恢复电网的黑启动电源。同时,蓄能电站也成为系统调试的重要工具。天荒坪抽水蓄能电站投入华东电网运行后,对保证华东电网的安全稳定、经济运行发挥了不可替代的作用。
  综上所述,已建的抽水蓄能电站不管是大型还是中型,在实际运行中都很好地发挥了调峰、填谷、调相、调频、事故备用和替代燃煤机组的作用,取得了良好的信誉和经济效益。
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