我国“十二五”规划纲要明确提出“依托信息、控制和储能等先进技术,推进智能电网建设,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源体系”。发展储能装置,构建智能电网,增强电网对能源资源的优化配置能力,解决风电等清洁能源快速发展带来的问题,已成为我国电力与能源发展的重要内容。
抽水蓄能是当前技术最成熟、最经济的大规模电能储存手段,启停迅速,运行灵活,跟踪负荷能力强,可以很好地满足智能电网建设的要求。抽水蓄能已成为我国智能电网建设的重要组成部分。
抽水蓄能电站是一种具有储能功能的发电站,兼有发电与储能的特性。它解决了电能不易存储的矛盾,可有效调节电力系统发供用的动态平衡。
抽水蓄能带来的经济社会效益主要体现在三方面:
第一,保证电力系统安全稳定运行,提高供电质量。我国电源结构以煤电为主,燃气等调峰电源短缺。煤电机组的调峰幅度相对较小、调峰能力相对较差,不能保障电力系统事故情况下的快速调节。
抽水蓄能电站则可以快速适应负荷变化,从抽水工况到满负荷运行一般只有2到3分钟,可以大范围快速调节出力。抽水蓄能电站可有效地保证和提高电网运行频率、电压质量的稳定性,提高电力系统安全稳定运行水平,满足电力用户对供电质量的要求。例如,北京十三陵抽水蓄能电站就被誉为“点亮北京的最后一根火柴”。
2011年,国网新源控股有限公司所属的十三陵、潘家口、泰山、张河湾等9家抽水蓄能电站总计启动1.59万次,对电力系统的安全稳定运行发挥了重要作用。
第二,配合火电机组运行,实现电力系统节能减排。抽水蓄能可以减少火电机组参与调峰启停次数,提高火电机组的负荷水平,提高火电机组负荷率并确保其在高效区运行,降低电力系统的燃料消耗。
据测算,泰安抽水蓄能电站装机100万千瓦,理论上每年调峰填谷可以节煤24万吨,减少二氧化硫排放1.5万吨、氮氧化物排放2475吨、烟尘排放7吨、一氧化碳排放55吨、燃油消耗13.3万吨,每年节省投资及运行费用5010万元。
第三,提高消纳风电等可再生能源的能力。电力系统建设适当规模的抽水蓄能电站,可以充分发挥抽水蓄能与风电运行的互补性。抽水蓄能电站既可以平滑风电、太阳能发电出力的随机性、波动性,提高输电线路的经济性,又可以平衡风电发电量的不均衡性,减少风电对电网的冲击,解决当前风电开发送出困难的实际问题。
我国抽水蓄能电站的运行实践表明,抽水蓄能在促进风电等新能源发展、提高电力系统安全稳定运行、电力系统节能减排方面,可最大限度地满足智能电网的要求,使其成为智能电网中技术最成熟、经济性最好的调节工具。同样,建设智能电网,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源体系,也为抽水蓄能的发展提供了广阔空间和难得机遇。