分析｜抽水蓄能電站開發(fā)現(xiàn)狀

2017-11-23 11:31:16 來源:能源日參　點擊量：評論 (0)

（一）全球抽水蓄能電站的發(fā)展1882年，首座抽水蓄能電站誕生在瑞士，裝機容量僅為515千瓦，是一座季調(diào)節(jié)型抽水蓄能電站。其初衷僅僅是單純的蓄水，以配合常規(guī)水電運行。隨著抽水蓄能電站工程技術的發(fā)展及其在電網(wǎng)

（一）全球抽水蓄能電站的發(fā)展

1882年，首座抽水蓄能電站誕生在瑞士，裝機容量僅為515千瓦，是一座季調(diào)節(jié)型抽水蓄能電站。其初衷僅僅是單純的蓄水，以配合常規(guī)水電運行。

隨著抽水蓄能電站工程技術的發(fā)展及其在電網(wǎng)中實際運行的表現(xiàn)，它逐漸顯示出更多的優(yōu)勢，被賦予了更多的職責——調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、事故備用、配合風電儲能等?？梢哉f，從世界角度看，抽水蓄能電站并不是新鮮事物，而是被廣泛接受且認可的綜合性電站。

抽水蓄能電站的開發(fā)程度與國家的經(jīng)濟發(fā)展水平直接相關，發(fā)達國家在核電的開發(fā)、風能的利用和蓄能配套方面已有一定成功經(jīng)驗，其中日本、美國和歐洲諸國的抽水蓄能電站裝機容量占全世界抽水蓄能電站總和的80%以上，而且核電、風電裝機比重較大的國家，均建有一定規(guī)模的抽水蓄能電站以配合核電和風電等運行。

二十世紀五十年代，西歐各國領導著世界抽水蓄能電站建設的潮流，西歐抽水蓄能電站裝機容量占世界抽水蓄能電站總裝機容量的35%〜40%。到六十年代后期，美國抽水蓄能電站裝機容量躍居世界第一。進入九十年代后，日本后來居上，超過美國成為抽水蓄能電站裝機規(guī)模最大的國家，保持至今。

世界抽水蓄能電站發(fā)展的黃金時期是二十世紀的七八十年代，五十年代抽水蓄能電站年均增加裝機容量不足30萬千瓦，而七十年代裝機容量年均增加305萬千瓦，年均增長率為11.26%；八十年代年均增加404萬千瓦，年均增長率也有6.45%。在這一時期，抽水蓄能電站的裝機容量增長率比世界總裝機容量增長率要高一倍左右。到1990年，全世界抽水蓄能電站增至8688萬千瓦，占世界總裝機容量的3.15%。

但進入二十世紀九十年代后，抽水蓄能電站發(fā)展速度明顯減緩，其根本原因是發(fā)達國家的經(jīng)濟增長速度放慢，導致電力負荷增長速度放緩，世界總裝機容量增長率隨之下降，進而影響到抽水蓄能電站的建設。

然而此時，亞洲抽水蓄能電站的建設卻處于蓬勃發(fā)展期。中國、印度、韓國、日本的裝機容量不斷攀高，特別是身為發(fā)達國家的日本，并未因經(jīng)濟衰退而減緩抽水蓄能電站的建設，在建規(guī)模達到712萬千瓦，居世界第二位。

表1部分國家電源結(jié)構(gòu)

這與日本電力體制有關，日本電力公司分地區(qū)組成發(fā)電、輸電、配電統(tǒng)一的經(jīng)營公司，各公司必然重視電網(wǎng)安全及電力質(zhì)量，從而注重抽水蓄能電站建設。而且日本核電機組所占比例也比較大，這也是日本抽水蓄能電站建設規(guī)模較大、較快的原因。

可以說，隨著世界經(jīng)濟中心的逐步轉(zhuǎn)移，亞洲已經(jīng)成為了新的抽水蓄能電站建設中心。據(jù)統(tǒng)計，日、美、歐在抽水蓄能電站建設的高速發(fā)展期，當時的人均GDP約為2000美元。目前，亞洲多個國家和地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展都已經(jīng)越過這個層次，進入了高耗電的重工業(yè)化和家用電器普及化階段。在經(jīng)濟高速發(fā)展的驅(qū)動下，抽水蓄能電站的發(fā)展很快。

（二）中國抽水蓄能電站的發(fā)展現(xiàn)狀

1、發(fā)展歷程

我國水能資源豐富，但地區(qū)分布極不均衡。為解決電網(wǎng)調(diào)峰問題，我國從六十年代開始研究開發(fā)抽水蓄能電站。1968年，河北崗南水庫電站安裝了一臺容量1.1萬千瓦的進口抽水蓄能機組。1973年和1975年，北京密云水庫白河水電站改建并安裝了兩臺國產(chǎn)1.1萬千瓦抽水蓄能機組，總裝機容量2.2萬千瓦。這兩座小型混合式抽水蓄能電站的投運，標志著我國抽水蓄能電站建設拉開序幕。

經(jīng)過二十世紀七十年代的初步探索，八十年代的深入研究論證和規(guī)劃設計，我國抽水蓄能電站的興建逐步進入蓬勃發(fā)展時期。以火電為主的華北、華東、廣東等電網(wǎng)的調(diào)峰供需矛盾日益突出，通過興建抽水蓄能電站解決調(diào)峰問題逐步成為共識，一批大型抽水蓄能電站應需而生。

從我國抽水蓄能電站的發(fā)展趨勢來看，在時間上呈現(xiàn)為年代波浪式發(fā)展，空間上則呈現(xiàn)為跨區(qū)輻射式發(fā)展。

從時間上看，我國抽水蓄能電站建設起步較晚，八十年代末才開始第一座混流式大型抽水蓄能電站技術的研究工作，九十年代中期建成了第一批大型抽水蓄能電站。在二十一世紀初期，我國抽水蓄能電站迎來了第二個建設高潮，有19座抽水蓄能電站陸續(xù)開工建設。隨著經(jīng)濟的繼續(xù)發(fā)展，對電網(wǎng)供電可靠性的要求必然進一步提高，對新能源大規(guī)模發(fā)展所需要的儲能調(diào)節(jié)等要求也會越來越突出。因此，未來我國抽水蓄能電站必然迎來新的建設高潮。

從空間上看，我國的第一批抽水蓄能電站主要分布在經(jīng)濟較為發(fā)達的東部地區(qū)和以火電為主的中部地區(qū)。然而，隨著我國能源政策的調(diào)整，以風能、太陽能為代表、位于內(nèi)蒙古東、西部及吉林、甘肅等地的新能源基地規(guī)劃建設，迫切需要在發(fā)電端配套調(diào)峰能力強、儲能優(yōu)勢突出、經(jīng)濟性好，且能提高輸電線路經(jīng)濟性的抽水蓄能電站。此外，華北、東北地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，也對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提出了更高的要求。

我國開展抽水蓄能電站建設已經(jīng)四十余年。在這期間，基于大型水電建設所積累的技術和工程經(jīng)驗，加上引進和消化吸收國外先進技術，及一批大型抽水蓄能電站的建設實踐，已讓我國累積了豐富的建設經(jīng)驗，掌握了較先進的機組制造技術，形成了較為完備的規(guī)劃、設計、建設、運行管理體系，電站的整體設計、制造和安裝技術更是達到了國際先進水平。例如，已建成的西龍池電站是世界上水頭最高（640米）的抽水蓄能電站之一，而在建的豐寧電站（360萬千瓦）則將是世界上裝機規(guī)模最大的抽水蓄能電站?？梢哉f，我國抽水蓄能電站建設已有較高的起點，抽水蓄能機組設備的已建總裝機規(guī)模和單個電站的裝機規(guī)模均位居世界前列。

圖1我國抽水蓄能電站發(fā)展歷程