中国储能网讯：“十二五”能源路线图逐渐清晰，清洁能源、可再生能源建设和应用正在加速。作为清洁能源技术，抽水蓄能技术也在不断发展，抽水蓄能电站作为成熟、经济的大规模电能储存工具，在削峰填谷、系统重启等运行过程中，担当起维护电网安全的重要责任。 

　  [名词解释]

　　抽水蓄能电站

　　抽水蓄能的工作原理可以简单概括为“低抽高发”——在用电低谷时利用过剩电力将水从山下抽到山上储存，在用电高峰时等关键时刻再放水发电，靠的是水的落差产生的能量。抽水蓄能的低吸高发功能，实现了电能的有效存储。抽水蓄能技术洁净环保、运行灵活、反应快速，具有独特的调峰填谷、调频调相和事故备用等功能，是保障电网安全稳定经济运行的有效备用手段，在电网系统发挥着重要作用。

　　40多年前，轰鸣的马达声唤醒沉睡的山谷，一台容量1.1万千瓦的抽水蓄能机组在河北岗南水电站投产运行，写下抽水蓄能电站宏伟蓝图的第一笔。40多年过去了，天荒坪、桐柏、宜兴、琅琊山、十三陵、泰安、白莲河……这张蓝图上熠熠生辉。

　　削峰填谷：最有效的电能储存器

　　浙江桐柏电站，以“低谷抽水，高峰发电”方式，为2010年上海世博会送去洁净电力，出色地扮演了“蓄电池”的角色。

　　天台山桐柏岭层峦叠翠，其中有一处风景绝伦，这就是闻名中外的“琼台仙谷”。沿峡谷北行，两旁山势峥嵘峻峭，2005年建成的桐柏抽水蓄能电站便坐落于此。其地下厂房有4台30万千瓦机组，以两回500千伏线路接入华东电网，承担调峰、填谷、调频、调相及事故备用等任务，并在今年上海世博会保电工作中扮演了极为重要的角色。

　　2010年保障世博会高峰用电期间，仅5、6两个月，桐柏抽水蓄能电站就发电19412.01万千瓦时，较去年同期增加40%。

　　对于抽水蓄能电站的作用，维护分厂二次班班长龚剑超有自己的解释。他拿着图纸，一边在屏柜之间进行检查和测量，一边对记者说：“把抽水蓄能电站当成一个蓄电池，你就能理解什么是削峰填谷了。”

　　龚剑超的解释通俗易懂：“一般来说，到了晚上，那些耗能高的工厂都会停工，用电量肯定降下来了。但是发电机组不能停啊，所以就用这些电，把山下的水抽到山上，将电能转化为势能。等到白天用电高峰期，电不够用了，再把水放下来，将势能转化为电能。”

　　“抽水蓄能电站还承担紧急备用任务，遇到电网事故我们必须迅速做出回应。动作慢一秒，电网损失就多一分。”龚剑超指着频率表上如同蛛网般的线路说，“你看这些线路，它们就像回家的路一样，全刻在我脑子里。

　　站在龚剑超身边的是他的徒弟丁烨楠，这个可爱的小伙子入职不久，却已名声在外了。“一沾上工作他就犯‘强迫症’，每次查线路查好几遍都不放心。”龚剑超脸上露出掩饰不住的自豪，“这是我们这个岗位的人都有的‘毛病’，我喜欢！”

　　“用抽水蓄能实现削峰填谷，能提高电能有效利用率。”华东电网计划处处长王强介绍说，目前，电力系统调峰仍主要依靠煤电，但由于受煤电深度调峰能力和经济性的限制，系统调峰手段非常有限。而且，随着我国经济社会的发展，未来，峰谷差还将进一步加大，抽水蓄能所肩负的调峰任务也就更加艰巨。”

　　据浙江电网2010年负荷实测日数据显示，2010年7月22日，浙江电网统调最大负荷发生在10时30分，最低负荷发生在凌晨5时，峰谷差达13.9万千瓦，电能有效利用率为82.32%。若在此期间抽水蓄能电站不参与调峰、调谷，则该实测日峰谷差将达到16万千瓦左右，峰谷差增长大约11％，电能有效利用率则降至80.72%，降低约两个百分点。

　　 负荷备用：最迅速的保电战士

　　位于浙江安吉县城西南隅天目山脉支系深处的天荒坪抽水蓄能电站，是继十三陵、广州电站之后我国第三座抽水蓄能电站。它具备快速灵敏的负荷备用功能，能够“随调随起”，在1~2分钟内立即补上损失的负荷。

　　天荒坪抽水蓄能电站被誉为“竹乡天池”。行驶在通往天荒坪电站的盘山路上，满目竹海茫茫，时有涧水瀑布跃入眼帘，大溪峡谷，纵深九公里，两岸千米高山对峙。天荒坪电站把峡谷下龙潭湖的水抽起送到908米高九龙山顶上的天池，再通过发电机组转化为电能，并入新安江水电站等的电网线路，输送到杭州、上海。这座倚万重青山，临千顷竹海的电站，大大提高了华东电网安全经济运行水平。
    　2010年3月26日中午11点20分，正在天荒坪站中控室值班的姜师傅，突然接到华东电网调度打来的紧急电话，“上海一家火电厂的机组出现故障，急需利用抽蓄负荷顶上！”一场争分夺秒的保电战斗由此展开。

　　11时24分，频率表上的数字突然显示49.93赫兹。“赶快升负荷！”姜师傅敏锐地意识到掉闸事故发生了，当即果断暂停了3号机组的停机操作。少顷，3号机组出力带满，同时增开5号机组发电。

　　中控室内的空气凝固下来，所有值班人员的眼睛都紧紧盯在负荷表与频率表上。

　　11时30分，两台机组满负荷出力55万千瓦，系统频率也上升到49.98赫兹。这时，中控室里的人员才长长松了一口气。在这场保电战斗中，天荒坪抽水蓄能电站充分发挥事故备用作用，保证了电网安全稳定运行。回忆起此次紧急顶事故出力过程，天荒坪电站办公室主任刘志华说：“像这样的火电机组甩负荷事故，我们能在1～2分钟内立即把损失的负荷补上。若是用火电机组补这个缺口，点火—并网—出力，大概得一两天。”

　　抽水蓄能快速灵敏的事故备用功能，确保了以最快速度恢复电网稳定。“我们的电站从静止达满负荷运行仅需1～2分钟。电网有需要，抽水蓄能随调随起，发得出，顶得上！”

　　天荒坪抽水蓄能电站调度数据显示，今年1月以来，共紧急顶事故出力19次。2001年2月10日，北仑1号联变故障跳闸，天荒坪电站在3分钟内紧急开机，两台机组出力；2002年2月19日，上海电网系统频率升至50.32赫兹,天荒坪1号机组紧急抽水，频率降至50.01赫兹；2003年5月3日，龙政直流跳闸，天荒坪3台机组紧急开机，出力30万千瓦……天荒坪电站成为华东电网安全稳定运行的有力保证。

　　今夜，龙潭湖水被抽到900多米高的九龙山上，一潭清澈的湖水又在蓄积能量。

　　黑启动：黑夜里最后一根火柴 

　　沙河抽水蓄能电站，被誉为江苏电网的“心脏起搏器”，一旦发生电网大面积停电，抽水蓄能机组快速启动，带动其他机组运行，逐步扩大系统的恢复范围，最终实现江苏电网全面恢复。

　　烟波浩渺的天目湖是江苏溧阳畔景色秀丽的旅游区。谁也想不到，这片静谧的湖泊中竟隐秘着一座被誉为江苏电网“心脏起搏器”的抽水蓄能电站。2008年4月24日9时，天目湖畔进行了一场牵动人心的江苏电网“黑启动”试验，目的是测试江苏电网在极端情况下，能否利用具有自启动能力的水电厂这根“火柴”，依次激活其他电厂，最终“点亮”整个电网。

　　突然间，江苏电网应急抢修指挥中心的显示屏上，电源点与变电站相继失去信号。此刻，溧阳天目湖边，沙河抽水蓄能发电有限公司值班长李德敏接到上级通知：江苏电网因自然灾害出现大面积瘫痪，与国家电网失去联系，沙河电站必须马上发电启动电网。

　　李德敏接到指令后，立刻要求相关人员启动电站的柴油发电机。9时10分，柴油发电机启动，电站的灯亮了，电脑启动，水库闸门打开了……9时34分，在水流的巨大冲力下，1号发电机组转了起来。升压、并入电网……停运的电网终于有了电流。

　　据中国工程院院士潘家铮介绍，倘若电网系统全部“瘫痪”，处于全“黑”状态，此时通过具备自启动能力的抽水蓄能机组快速启动，就可以启动其他机组，逐步扩大系统的恢复范围，最终实现整个电网系统的恢复。这就是所谓的“黑启动”。

　　抽水蓄能电站具有独特的运行灵活性，跟踪负荷能力强，可承担事故备用并提供“黑启动”服务。除了提高系统可靠性，抽水蓄能的动态效益也受到关注。

　　中国工程院院士罗绍基曾就抽水蓄能电站的经济性指标作过这样的评价：电站的效益不在于发电量多少，容量、动态等效益比电量更为重要。虽然抽水蓄能在“黑启动”等事故紧急备用发生的电量虽然很少，却是极为珍贵的，因此不应将发电量作为它的主要经济和经营指标。

　　截至2009年年底，我国有18座抽水蓄能电站投入运行，装机容量达到1454.5万千瓦。目前，仙游、仙居、宝泉等10余座抽水蓄能电站还在紧张建设中，不久的将来，将在大电网运行中崭露头角。根据国家能源局“十二五”能源规划，2015年和2020年，国家电网公司系统的抽水蓄能电站总规模，预计将分别达到2580万千瓦、3460万千瓦，分别累计新增1497万千瓦和2377万千瓦。但发展规划、管理体制、电价机制以及装备国产化等问题仍然存在，发展抽水蓄能任重而道远。

　　 世界抽水蓄能电站发展新趋势　　　

　　■海上电站

　　成功案例：日本冲绳抽水蓄能电站（世界上第一座海上抽水蓄能电站）

　　○冲绳抽水蓄能电站采用了大量防海水侵蚀、海洋生物附着和环境保护等方面的新材料、新技术，初步证明了海上抽水蓄能的可行性，拓展了抽水蓄能广阔的应用前景。

　　借鉴：中国有很长的海岸线，具有建设海上抽水蓄能电站的地理条件。在东部沿海城市建设海上抽水蓄能电站，不但可为负荷中心提供电力服务，又可解决淡水补给困难。

　　■地下电站

　　成功案例：美国希望山抽水蓄能电站（世界上第一座地下式抽水蓄能电站）

　　○地下式抽水蓄能电站有利于环境保护，且站址易靠近负荷中心，输电方便，可提高电站的快速响应能力，可为电网提供高质量的辅助服务。

　　借鉴：随着我国保护环境的声音不断提高，以及大规模工程施工技术和高水头大容量抽蓄机组的发展，建设越来越多的地下电站是发展抽水蓄能的必然趋势。
 
 ■绿色抽蓄

　　成功案例：美国巴德溪抽水蓄能电站

　　○1991年投运的巴德溪抽水蓄能电站，厂房公路绕道而建，尽可能使引水渠道与天然河道相似。同时，保护稀有植物品种，将被淹没地区发现的稀有植株移栽到生长条件相似的地区。

　　借鉴：“不规划自然，尊重自然规律”是保护环境的一项基本原则，抽水蓄能是清洁可再生能源，但不能因此忽略电站建设对局部生态系统的不利影响。

　　声音

　　　　■关键词：发展规划　有学者曾用规划论方法分析，认为抽水蓄能机组在电网中的比例在8%~14%之间是比较合理的,而我国抽水蓄能机组所占比例仅为1.15%。按当前常规火电、核电、风电发展速度，到2015年左右，必须尽快新增3000万~4500万千瓦的抽水蓄能配套机组。

　　——中国工程院院士 潘家铮

　　■关键词：国产化　我国制造的大型抽水蓄能机组，还有很多关键技术没有解决，但国家能源管理部门、科研部门及制造厂家都全力支持抽水蓄能机组的国产化。

　　——中国水力发电工程学会副秘书长 张博庭

　　■关键词：经济性　建设抽水蓄能电站，可提高燃煤使用率，减少新建煤电或其他电源，降低电网成本。规划建设抽水蓄能电站的经济性在于：对比其他电源方案，它不是增加电网成本，提高电网电价，而是降低电网成本，降低电网电价。

　　——中国工程院院士 罗绍基

责任编辑：刘勇