浅析抽水蓄能电厂对电网安全的作用

浅析抽水蓄能电厂对电网安全的作用

刘欣张云轩

（清远蓄能发电有限公司广东清远511853）

摘要：抽水蓄能电厂在电网中担负调峰、填谷、调频、调相及紧急事故备用作用。对改善电网的水、火电结构。保证电网的安全稳定运行，保证用电都具有重要意义。

关键词：抽水蓄能电厂；电网安全；

1抽水蓄能电厂概述

抽水蓄能电站作为一种特殊形式的水电站，一般利用电力系统多余的电量（汛期、假期或后半夜低谷电量）把水由下库抽到上库，在高峰负荷时放上库之水来发电，具有调峰填谷的双重作用，是电力系统最理想的调峰电源。此外，它还可以调频、调相、调压和作为备用，对保障电网的安全优质运行和提高系统经济性具有重大作用。抽水蓄能电厂分上下两个水库。机组发电时，将上库存水放到下库；机组抽水时，将下库存水抽到上库。当系统负荷高峰时，蓄能机组充当顶峰发电机组，成为系统主要电源之一；当系统负荷低谷时，蓄能机组用作水泵，增加系统用电负荷，并满足蓄水之需。这样，抽水蓄能机组就能起到“顶峰填谷”的作用。

2抽水蓄能电厂在南方电网中的作用

抽水蓄能电厂在电网中的重要作用表现在：1）可增加西电东送电量，提高设备的综合利用率，降低单位电量的运行费用，提高西电东送的综合效益。2）可增强系统调峰能力，减少汛期西电低谷弃水。通过抽水蓄能电厂吸纳低谷电能，增强电网调峰能力，弥补西电调峰能力的不足，从而减少西电低谷弃水，提高资源的利用率。3）可提高系统事故的应对能力，增强系统的安全性。西电东送通道每回送电距离均在1000km以上，线路沿途自然环境恶劣，且受端落点相对集中（受端均为广东），因此西电东送通道事故概率较大，网络安全问题比较突出。目前西电输送电力已占广东负荷的1/3，且西电东送通道长时间压极限运行极大地压缩了电网事故支援的空间，因此要求系统必须具有足够的备用容量，在发生事故时快速响应以维持系统电压和频率稳定，保证系统安全运行。而抽水蓄能电厂响应迅速，可及时化解网络输送风险，从而提高系统运行的安全性。4）有利于节能减排、保护环境，促进社会经济可持续发展。抽水蓄能电厂完成的是能量转换，在丰水季节可以将低谷负荷时系统多余的水能储存起来，转换成高峰负荷时的电能，从而减少系统中化石燃料的消耗。同时改善了火电机组的运行条件，使其在高效率区间运行，降低能源消耗，提高能源利用效率，减少硫化物、氮氧化物及粉尘等的排放，还可通过耗用装有脱硫装置的高效机组电量替代未安装脱硫装置的落后机组电量以减少污染物排放，从而减少对环境的污染，尤其是对广东的环境污染。5）可提高系统运行的可靠性、灵活性和安全性。抽水蓄能电厂可减少火电（特别是核电）因跟踪负荷而进行的频繁调整，使火电机组运行更稳定，从而提高了系统运行的安全性，并利用运行的灵活性和快速响应能力，增加系统的可靠性和灵活性。6）有利于提高系统的电能质量，改善系统服务。抽水蓄能电厂的快速响应特性即为良好的调频特性，加上其良好的调相调压特性，对系统电压和频率的稳定有显著的作用，在一定程度上提高了系统的电能质量，从而也就改善了系统的服务。

3建设抽水蓄能电厂可能遇到的风险

建设大型抽水蓄能电厂可能遇到的风险来自以下几方面：

3.1能否处理好三峡电站作为调峰电源的关系

里指的风险来自盲目增大建设抽水蓄能电厂的总容量。三峡投运初期和汛期，调峰能力弱，但在2010年及以后的正常发电期，非汛期蓄水位可达175m，调峰能力很强。因此，如何科学而合理地控制好电网调峰困难最大的抽水蓄能电厂的建设总量，是至关重要的。目前情况是，相关单位分别对此“总量”进行过论证，约在600-1500MW内，所得结果不尽相同。若单从减少弃水和解决调峰困难讲，容量越大越好，但仅为此盲目加大抽水蓄能电厂的建设总量，其隐含的投资风险要远大于可能获得的收益。

3.2能否真正而科学地遵循经济规律，合理安排

这里指的风险来自规划调峰电厂可能出现的无序“竞争”。综合条件好且投资省的规划电厂要快上，而一些建厂条件不太理想且经济投资也不太节省的规划点，“创造条件”亦要快上。出现这现象，很自然给我们的战略决策者出了道题，即，如何有效地运用经济规律，合理安排“规划点”取舍和建设排序问题。这说起来易，真正做好却很难。原因是，现在设计市场供大于求，竞争激烈，少数设计院为夺设计权，尽可能迎合甲方意图。做甲电厂可行性研究时，据确定的前提条件，确立甲电厂“可行”；而做乙电厂时，换个条件，同样使其“可行”，如此类推，少有“不可行”的。这“虚”的结果，极大干扰了决策层的正确思路，严重时将导致投资决策失误，从而酿成巨大经济损失。因此，战略决策者（特别是有决定权的）对此问题，在思想上应有高度警惕。如何科学安排它们最佳建设容量和最佳建设时序，或舍弃某些综合条件较差的规划点，是最大程度规避投融资风险的可靠保证。

3.3降低抽水蓄能电厂在抽水工况和发电工况下的综合运营成本

这里指的风险是抽水蓄能电厂和常规电厂在作调峰运行时综合成本的比较。调峰手段有多种，电力体制改革前，“厂、网”“捆”在一起经营（除用户自备电厂和少数商业化电厂外），由于体制原因，更由于许多政策和经济措施上不到位，使许多具有调峰能力的电厂不愿参与调峰运行（尤其是火电厂）；“厂网分离”后，电厂商业化运营的机制和特点将迫使上述状况从根本上得到好转。各独立发电公司，将在效益最大化条件下，尽可能使自己所辖电厂综合运营成本降至最低。为此可能的措施有技术改造、设备更新、降损节能以及重新设置发电厂经济运行的各种边界条件等。因此，尽可能降低抽水蓄能电厂的建设投资和运营成本，使其在调峰运行上能较常规电厂占有更大的经济和技术优势，从而在竞争中获胜。而最终目的，仍然是规避大型基建项目的投融资风险，并使建设项目取得良好的预期。

总结：抽水蓄能电厂不仅在顶峰填谷、调频、调压方面有重要作用，同时在电网电量平衡上也有着不可或缺的作用，并且在系统出现大功率缺额事故时所提供的快速备用也是不可替代的。

参考文献：

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[2]刘树昌.十三陵抽水蓄能电厂在电网中的作用[J].水力发电1997（12）.

[3]柳亦钢，陈晓东.浅析抽水蓄能电厂对电网安全的作用[J].广西电力2005（5）.