抽水蓄能电站在我国的发展及其电网中的作用

抽水蓄能电站在我国的发展及其电网中的作用

于 滢 郭春烨

：抽水蓄能电站以其在电网中担当的调峰填谷、紧急事故备用、调频、调相等独特作用和显著的经济效益、生态环境效益，成为我国电力工业中不可缺少的重要组成部分。文章在介绍抽水蓄能电站在我国的发展的基础上，对其在电网中的作用进行了分析，并指出了我国抽水蓄能电站目前存在的问题。

：抽水蓄能电站；电网；作用；发展

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1 国内抽水蓄能电站的发展概况

与世界一些发达国家相比，我国抽水蓄能电站建设起步较晚，于20世纪60年代后期开始研究开发，并先后在1968和1973年建成岗南和密云两座小型混合式抽水蓄能电站，装机容量分别为11和22 MW。 20世纪80年代中期以后，随着改革开放带来的经济社会的快速发展，我国电网规模不断扩大，以火电为主的华北、华东等电网的调峰供需矛盾日益突出，缺电局面由电量缺乏转为调峰容量缺乏并且由于受地区水力资源的限制，可供开发的水电很少，并已开发完毕，电网缺少经济的调峰手段，因此修建抽水蓄能电站解决以火电为主电网的调峰问题逐步成为共识。随着电网经济运行和电源结构调整的要求，一些以水电为主的电网也开始研究兴建一定规模的抽水蓄能电站。为此，国家有关部门组织开展了较大范围的抽水蓄能电站资源普查和规划选点，制定了相应的发展规划，电站的建设步伐得以加快. 迎来了抽水蓄能电站的第一次建设高潮。 2 我国抽水蓄能电站目前存在的问题 1、所占比重偏低

目前，部分国家的抽水蓄能机组占全国装机的比重已超过10%，其中奥地利达到16%，瑞士达到12%，意大利达到11%，日本达到10%。我国抽水蓄能电站建设起步较晚，2010年，我国抽水蓄能电站占全国发电装机总量的比例为2.6%。 2、无序建设现象严重

与常规电源出现无序建设情况相似，抽水蓄能电站在投资建设方面也暴露出缺乏统一规划、影响资源优化配置的问题，主要原因依然是由于抽水蓄能电站建设对当地经济和GDP 增长具有拉动作用。据调查，有的省份仅抽水蓄能选点就达三十几个。这些项目的前期开发投入，少则上百万元，多则上千万元甚至上亿元。 3 抽水蓄能电站在电网中的作用

抽水蓄能电站运行具有两大特性:1）既是发电厂，又是用户，其调峰填谷功能是其他任何类型发电厂所不具备的；2）机组起动迅速，运行灵活、可靠，对负荷的急剧变化可以做出快速反应，除调峰填谷外，还适合承担调频、调相、事故备用等任务。尽管抽水蓄能电站在全国发电总装机中的比重较小，但作为电力系统越来越重要的组成部分均在各自的电网中

发挥了很好的作用。 3.1 调峰填谷

抽水蓄能电站在用电高峰期间发电，在用电低谷期间抽水填谷，可以改善燃煤火电机组和核电机组的运行条件，保证电网稳定运行。 3.2 调频和快速跟踪负荷

为保证电网稳定运行，需要电网具备随时调整负荷的能力，以适应用户负荷的变化。电网的周波应按照国家规定的电网频率要求控制在50±0.2H Z 。为此，电网所选择的调频机组必须快速灵敏，以便提供随电网负荷瞬时变化而需调整的最大出力。由于抽水蓄能机组具有迅速而灵敏的开、停机性能，且特别适宜于调整出力，所以能很好地满足电网负荷急剧变化的要求。 3.3 紧急事故备用

在电网发生故障和负荷快速增长时，要求有发电站能起紧急事故备用和负荷调整的作用，由于抽水蓄能电站快速灵活的运行特点，可以很容易实现这一功能。华东电网是我国的受端电网之一，主要接受西部电力和三峡电力，而输电通道发生事故对受端电网会产生巨大冲击，严重影响华东电网的安全、稳定运行，自从天荒坪电站蓄能首台机组投产以来，已经快速启动多次，保证了电网的安全、稳定运行。 3.4 调相

电力系统无功电力不足，会造成电力系统电压下降，影响电力系统的供电质量和安全可靠运行，因此在电力平衡中，除进行有功平衡外，还要进行无功平衡。当系统无功不足时，需有发电站及时提供无功功率，抽水蓄能电站能很好地提供相应的服务。 3.5 作系统特殊负荷

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，如大功率核电、火电机组调试期间甩负荷实验、满负荷振动实验，都需要有蓄能机组配合，实际上大亚湾核电站900MW 机组、沙角C 组660MW 煤电机组甩负荷试验时都由广蓄机组水泵运行作为负荷，一旦它们甩负荷，广蓄机组就低周切机和自动关机，使核电、沙角C 厂试验得以顺利进行。 3.6 保证特殊用电要求

抽水蓄能电站还肩负着保证电网特殊用电的任务。如京津唐电网运行的火电机组容量日趋增加且单机容量在200MW 以上的也较多，一旦出现要的角色。无论从未来电网对抽水蓄能电站的需求，还是从站址资源条件

来看，可以预计中国的抽水蓄能电站的发展前景是非常广阔的。 甩机，抽水蓄能电站可在数秒内使出力增至最大，以确保系统的安全稳定运行，及提高重要用户的供电可靠性。在近年的重要节日和重大会议召开期间，十三陵蓄能电厂对于保证首都用电起到了重要作用。在1997年迎香港回归期间，当电网处于高峰负荷时，两台机组作抽水工况运行，在电网中作负荷使用，其目的是一旦电网出现事故或系统频率过低，机组可在数秒内与电网解列，相当于短时内切除系统负荷218 MW；必要时，还可在3 min内起动发电，带满负荷200MW ，保证系统稳定运行。 3.7 黑启动

随着电力系统的发展，系统的稳定性与可靠性会因局部的问题波及邻近区域而引起重大系统事故，而黑启动已成为事故后系统恢复正常运行的重要措施之一。提供黑启动服务的关键是起动电源，即具有黑启动能力的机组，抽水蓄能电站可在无外界帮助的情况下，迅速自起动，并通过输电线路输送起动功率带动其他机组，从而使电力系统在最短时间内恢复供电能力。1999年，十三陵抽水蓄能电站进行了黑启动功能试验获得了成功，表明十三陵抽水蓄能电站可满足系统黑启动的要求，并且具有在厂用电失去情况下自起动机组进行生产自救及向无电压电网输电的可能。十三陵抽水蓄能电站为电力系统提供有效的黑启动服务，将成为保证电力系统安全运行的重要措施之一。 4 结论

综上所述，抽水蓄能电站具有良好的调峰填谷、调频、调压、紧急事故备用和黑启动等多种重要功能，将在我国电力市场改革的进程中扮演重

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