間歇式能源沖擊電網(wǎng)安全 用水把能量儲存起來

　　風能、太陽能為間歇式能源，并網(wǎng)容易對電網(wǎng)安全造成沖擊。如與抽水蓄能電站結(jié)合，能更好保證電網(wǎng)運行安全

　　編者按 近年來我國風電、太陽能等可再生能源得到跨越式發(fā)展。但因其為間歇式能源，容易影響電網(wǎng)運行安全，上網(wǎng)難成為了制約這些行業(yè)發(fā)展的瓶頸所在。

　　抽水蓄能電站是間接儲存電能的一種方式，被譽為國家的“電力糧庫”。專家認為，建設(shè)抽水蓄能電站可保證風電、太陽能資源實現(xiàn)規(guī)模開發(fā)，并順利接入電網(wǎng)，是現(xiàn)代大電網(wǎng)不可缺少的重要組成部分。

　　一種儲存電能的新型電站

　　抽水蓄能電站建成后，利用其啟停靈活的特點，既可作為電源，又可發(fā)揮平抑電網(wǎng)負荷、削峰、填谷的作用

　　江西洪屏抽水蓄能電站近日開工建設(shè)，記者來到江西靖安縣三爪侖鄉(xiāng)和寶峰鎮(zhèn)探個究竟。

　　記者看到，該電站利用天然高山盆地修建上水庫，高700米左右，地勢平坦開闊，盆地四周環(huán)山。利用天然河道修建的下水庫，則是條水源補給充沛的“長銀帶”。

　　國網(wǎng)新源控股下屬的江西洪屏抽水蓄能有限公司副總經(jīng)理夏自平指著山谷中的示意圖對記者介紹說，洪屏抽水蓄能電站總裝機容量為240萬千瓦，一期工程裝機容量120萬千瓦，總投資約50億元。一期工程建成后年發(fā)電量達到20億千瓦時。

　　據(jù)了解，2010年1月5日，江西電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)用電負荷達1013萬千瓦，用電負荷首次突破千萬大關(guān)。同時，電網(wǎng)峰谷差也逐年增大，給發(fā)電調(diào)度和電網(wǎng)安全運行帶來挑戰(zhàn)。

　　電網(wǎng)負荷隨用電負荷變化隨時調(diào)度，火電機組從啟動到并網(wǎng)發(fā)電一般需要3個小時左右，而抽水蓄能電站的發(fā)電啟動只需3分鐘。夏自平說，如果靠火電機組開停機進行負荷調(diào)度，不僅無法適應(yīng)電網(wǎng)負荷變化快的現(xiàn)狀，且開停一臺火電機組需要幾十萬元費用，成本非常高。抽水蓄能電站建成之后，利用其啟停靈活的特點，既可作為電源，又可發(fā)揮平抑電網(wǎng)負荷、削峰、填谷的作用。

　　此外，抽水蓄能電站還可以作為“應(yīng)急電源”，保證電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運行。抽水蓄能電站機組啟停速度快等特點，使其能通過對機組負荷的及時調(diào)整，起到調(diào)節(jié)電網(wǎng)供電頻率及緊急事故“備用電源”的作用。這意味著，電網(wǎng)一旦發(fā)生緊急情況，抽水蓄能電站能夠迅速啟動，避免大面積停電事故的發(fā)生，或者在發(fā)生事故的情況下迅速恢復(fù)供電，避免事故擴大。

　　據(jù)了解，洪屏抽水蓄能電站一、二期工程完成后，年發(fā)電量可超過40億千瓦時。通過電力生產(chǎn)模擬分析，2015年新增洪屏抽水蓄能電站1200兆瓦裝機容量后，每年可節(jié)約標煤11.5萬噸，減少二氧化碳排放量25.3萬噸，減少二氧化硫排放量0.23萬噸。

　　此外，洪屏抽水蓄能電站建成后，將給當?shù)芈糜螏�來調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的機遇，因為抽水蓄能電站本身就是一個獨特景觀資源。夏自平告訴記者，他們正在請規(guī)劃設(shè)計院對電站進行景觀設(shè)計，洪屏項目建成后將一年四季都有別樣風景。

　　優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)的必然選擇

　　為保證大規(guī)模風電開發(fā)最終順利并網(wǎng)消納，需要建設(shè)大量抽水蓄能電站等調(diào)峰電源來實現(xiàn)配套輸送

　　近年來，隨著我國清潔能源迅猛發(fā)展和用電負荷的快速增長，電網(wǎng)用電結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化，用電負荷的峰谷差逐年加大。為確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定、經(jīng)濟高效運行，上世紀90年代開始，我國蓄能電站建設(shè)步伐加快，興建了廣東廣蓄一期、北京十三陵、浙江天荒坪等為代表的一批大型抽水蓄能電站。

　　截至2009年底，全國抽水蓄能電站裝機容量1454.5萬千瓦，完全投產(chǎn)17座，占全國總裝機的1.66%。全國在建抽水蓄能電站12座，裝機容量1114萬千瓦，抽水蓄能電站發(fā)展已初具規(guī)模。

　　專家分析，對電網(wǎng)而言，抽水蓄能電站扮演著雙重角色：抽水時是電網(wǎng)的用戶，放水發(fā)電時又是向電網(wǎng)供電的重要電源。隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大和全國聯(lián)網(wǎng)步伐的加快，抽水蓄能對電網(wǎng)的意義越發(fā)重要。在受端電網(wǎng)建設(shè)抽水蓄能電站，不僅可以為受端電網(wǎng)提供事故備用電源，而且可以彌補遠距離直流輸電時高峰不能輸出無功、低谷不能吸收無功的缺陷。此外，抽水蓄能電站在低谷時吸納電量，可以顯著增加電網(wǎng)遠距離輸電能力，提高線路的輸送效率，改善線路運行狀況。

　　為保護環(huán)境、應(yīng)對氣候變化，近年來我國風電、太陽能發(fā)電快速增長，對電力系統(tǒng)的安全可靠運行提出了更高要求。目前，在甘肅、內(nèi)蒙古等風電投產(chǎn)速度較快的地區(qū)，普遍存在風電并網(wǎng)后電量難以全部消納送出的問題。

　　國網(wǎng)能源研究院副總經(jīng)濟師兼能源戰(zhàn)略與規(guī)劃所所長白建華認為，為保證大規(guī)模風電開發(fā)最終能順利并網(wǎng)消納，需要在送電端電網(wǎng)或受電端電網(wǎng)建設(shè)大量抽水蓄能電站等調(diào)峰電源來實現(xiàn)配套輸送。為適應(yīng)風能、太陽能等間歇式能源入網(wǎng)的特點，抽水蓄能在我國電網(wǎng)中的比重和作用將越來越大。

　　專家分析，按照我國目前火電、核電、風電的發(fā)展速度，到2015年左右，必須新增3000萬至4500萬千瓦的抽水蓄能機組，以滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行的需求。

　　特別是在“西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)”電力發(fā)展戰(zhàn)略以及智能電網(wǎng)建設(shè)不斷推進之際，大力發(fā)展蓄能機組已是當務(wù)之急。

　　加強規(guī)劃實現(xiàn)健康發(fā)展

　　由于抽水蓄能電站的建設(shè)有天然的資源要求，蓄能電站建設(shè)應(yīng)該因地制宜采用多種方式

　　有關(guān)專家指出，在看到抽水蓄能電站建設(shè)的必要性和緊迫性的同時，必須強調(diào)客觀理性。

　　由于抽水蓄能電站的建設(shè)有天然的資源要求，蓄能電站應(yīng)該因地制宜采用多種方式。只要設(shè)計合理，幾乎所有常規(guī)的梯級水電站只要把幾臺機組換成雙向可逆的抽水蓄能機組，就都可以起到抽水蓄能電站的作用。如果經(jīng)濟合理，有些已經(jīng)建成的水電站也可以考慮增加抽水設(shè)備改造。如果我們打開這一思路，我國抽水蓄能的資源將會得到大幅度的提高。建設(shè)費用也會大幅度降低。

　　有關(guān)專家還建議，除了蓄水發(fā)電，調(diào)水工程也可以進行抽水蓄能的建設(shè)。據(jù)介紹，美國加州的北水南調(diào)工程就利用提水用電和放水發(fā)電的時機進行抽水蓄能。

　　抽水蓄能電站投資不菲，且抽水蓄能電站以調(diào)峰填谷為主，抽水成本較高，電站能否盈利呢？

　　據(jù)了解，我國在上世紀90年代以前建成的抽水蓄能電站基本是由電網(wǎng)統(tǒng)一核算，電站成本回收通過電網(wǎng)銷售電量實現(xiàn)。上世紀90年代后，我國已建抽水蓄能電站探索出了一套成本回收方式。北京十三陵抽水蓄能電站采用單一電量電價的辦法；浙江天荒坪抽水蓄能電站采用兩部制電價經(jīng)營，成本回收通過上網(wǎng)容量和電量實現(xiàn)；廣州抽水蓄能電站采用電網(wǎng)租賃經(jīng)營，成本回收通過租賃費實現(xiàn)。由于抽水蓄能電站的建設(shè)受地形影響較大，單位容量造價差異較大，相應(yīng)電價定價差異也較大。而且，抽水蓄能電站的調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、事故備用等輔助服務(wù)的收費標準難以確定。下一步，還需要進一步探索建立有效合理的成本回收方式和電價機制，吸引多方參股，保證抽水蓄能電站的可持續(xù)發(fā)展。

　　由于抽水蓄能電站工程建設(shè)投資大，建設(shè)周期長，是一項資金密集和技術(shù)密集融為一體的復(fù)雜系統(tǒng)工程，還必須加強抽水蓄能電站的統(tǒng)一建設(shè)和運營管理。

　　專家指出，在抽水蓄能電站的規(guī)劃上必須結(jié)合目前及未來電源結(jié)構(gòu)變化、電網(wǎng)發(fā)展、電源和電網(wǎng)布局、負荷變化特點等相關(guān)因素，以維護電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行，提高供電質(zhì)量和可靠性。同時，以合理利用資源為目標，確定抽水蓄能電站的合理比重、分布和建設(shè)時間，確保抽水蓄能電站實現(xiàn)健康、可持續(xù)發(fā)展。本報記者　李予陽