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“绿色大型蓄电池”服务能源清洁低碳转型

北极星智能电网在线  来源:亮报  作者:许天骄  2019/1/9 8:27:34  我要投稿  

北极星智能电网在线讯: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。

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。

装机容量世界第一

抽水蓄能电站迎来黄金发展期

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”。

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。

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。

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。

促进清洁能源消纳

保证电网安全稳定运行

“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。

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。

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。

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。

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。

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,建成投运后将显著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。

建设抽水蓄能电站,能够显著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。

带动相关产业投资

服务地方经济社会发展

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。

抽水蓄能电站投资大、建设周期长,具有带动力强、中长期经济效益显著等优势,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。

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。

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。

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。

原标题:“绿色大型蓄电池”服务能源清洁低碳转型

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