新型电力系统场景下抽水蓄能的应用探讨

新型电力系统场景下抽水蓄能的应用探讨
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摘要:近代以来,人类利用和改造自然的步伐逐步加快,地球资源和环境的开发利用水平也日益提高。一些国家和地区的开发利用程度已接近当地资源环境承载能力的极限。众所周知,水是生命之源、生态之基、生产之钥。实现水资源的有效保护和利用,关系到国家安全和民族复兴。促进能源结构调整,促进低碳技术和环境保护的发展,应对全球气候变化,实现“碳峰值和碳中和”的战略目标,是国家的重要基础。为此,充分利用水利资源灵活的调节能力建立抽水蓄能电站,可有效降低电网中的弃风弃光率,合理优化现有能源结构,建立水风光储一体化的能源波动系统,大力推进碳减排。四爪螺母
泵关键词:新型;电力系统;抽水蓄能;应用
隧道隔音降噪施工引言
提高可再生能源在电网中的普及率是能源互联网的研究目标之一。水电具有效率高、灵活性好、功能大、开发时间长、能为电网提供惯性等特点,它在调峰和调频性能方面具有独特的优势,水电站水库容量可灵活调节,具有快速启停或调节发电量的能力。抽水蓄能可实现电
能与势能的互相转化,可利用电力负荷低谷时的电能将水从下水库抽至上水库转化为势能,在电力负荷高峰期再放水至下水库发电,对优化电网资源配置意义重大,具有能量密度高、储能容量大的特点,可利用巨大的调节库容,较好补充风力、光伏等新能源发电的波动性和间接性,是能源互联网发展不可或缺的重要储能技术。
1抽水蓄能
所谓“水储能”,是根据电力系统的需求或新能源发电的需要,以水体为介质,通过水库和机组进行储排水调节,起到调峰填谷、跟踪负荷和电力时移的作用。抽水蓄能电站利用上、下水库进行抽水蓄能,这是最典型的“水储能”模式。传统水电站基本上都是按独立供电设计,机组利用小时数大。为了增加调节能力,可以通过扩大水库容量,或在上下台阶之间增加可逆机组或泵站来增加电站的调节能力,从而增加电站的调节能力。抽水蓄能技术经济指标最优、能量规模最大的储能品种,是“水储能”最典型形式。在新建电力系统的关键路径中,抽水蓄能具有提高电力系统应急能力的安全保障功能,跟踪系统需求快速响应的灵活调节功能,全生命周期高效回收、减排、减碳的绿储能功能,规模经济显著。储能设施根据其功能性能为不同的场景提供服务:一是配置在电网侧,实现调峰填谷、调
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频调压、黑启动、延缓系统扩容等功能,二是配置在新能源并网前的电源侧,平滑新能源出力、实现电量时移,三是配置于用户侧,满足其高峰负荷用电需求,峰谷套利并降低用电成本。目前,储能应用场景的盈利模式主要是通过价差套利和为电网提供辅助服务,但商业模式还不成熟。
2 抽水蓄能的作用
2.1 促进经济发展
我国能源需求和不可再生资源产出的分布处于不平衡状态。可再生资源集中在北方,不可再生资源位于西部,资源需求大的地区位于中国中部。为了满足各地区人民对资源的需求,应科学配置各地区的资源。智能电网的出现为资源的合理分配提供了帮助。智能电网可以大范围地开发不可再生资源,实现资源跨区域传输。以往可再生资源进行远距离传输,会在输送环节损耗不少的资源,并且难以在短时间内完成资源的传输任务。抽水蓄能电站可以强化受端电网调节能力,有效降低输电环节能源损失。智能电网优化内部结构,对能源传输有巨大的作用,提高新能源分配的合理性与有效性,推动区域经济发展。
2.2 推动能源发展
抽水蓄能在未来的“零碳”电力中非常重要,因为未来的主要能源来自水、风和光(但由于水能资源非常有限),以解决大量风和光供电与电力负荷的间歇性和随机性之间的矛盾。目前,最有效的手段是储能和监管。电化学储能也是解决电网接受新能源的途径。然而,目前水平的电化学储能技术仍难以满足电网大规模使用的需要。虽然锂电池技术的成本不是大问题,但其安全性和耐久性仍难以满足大规模电网的储能要求。氢能也是一种很好的储能方式,不过目前电解水制氢能的成本还比较高。大规模的利用也存在着巨大障碍。也许到未来的某一天,锂电池储能技术能出现重大突破,解决了安全性和耐久性的致命弱点,或者氢能的储能成本出现大幅下降。但是,就目前的技术水平而言,电网中最可行的大规模储能方式还是抽水蓄能。在所有储能方式中,抽水蓄能电站启停时间短、调节速度快、具有双倍调节能力,是技术最成熟、最具经济性和大规模开发潜力的途径,也是构建以新能源为主体的新型电力系统的重要组成部分。
2.3 调峰填谷
调峰填谷在抽水蓄能电站用电高峰阶段发挥着重要作用,可以释放电能,提高电网运行的稳定性。在用电低谷时存储电荷,可以控制火电机组深度调峰的启动次数,提高电网在能源方面的利用水平。
3 新型电力系统场景下抽水蓄能的应用
3.1 抽水蓄能智能化
智能化抽水蓄能电站是建立在综合、高速双向通信网络基础上的。通过应用先进的传感和测量技术、先进的设备、先进的控制方法和先进的辅助决策系统技术,实现了抽水蓄能电站可靠性、安全性、经济性、高效性和环境友好性的目标。智能抽水蓄能电站实现了就地测控设备的系统化、集成化,实现了就地测控设备的友好交互。对于需要监控的各子系统,如调速、励磁、辅助控制、保护等设备,建立一个或多个标准化的数据模型,标准化数据访问接口,提供监控系统与各子系统之间统一、标准化的数据管理。除各子系统外,还需要为大量与监控系统日常运行密切相关的传统传感器、控制器、采集器、智能组件等数据源或设备建立标准数据模型,以实现稳定、可靠、通用、独特的数据交互过程。构建了能够支撑抽水蓄能电站各类业务需求的一体化管控平台,解决传统系统架构面临的信息孤岛和业务协同难题。在传统分析决策技术的基础上,采用了大数据、人工智能、专家知识库等新兴技术,进一步提升了抽水蓄能电站分析决策能力,能够更好地支撑抽水蓄能电站智能化建设,系统可随云大物移智等新兴技术发展而长期演化升级,其智能化水平可获得持续提升。
3.2 完善相关市场机制
建立健全水电扩容和梯级蓄能市场机制,提高盈利能力。对于致力于水风光互补的项目,有必要研究如何通过容量电价、使用时间电价等获得效益,或直接通过新能源投资者购买“水蓄能”服务获得效益。以水为介质的重力储能被定义为“水蓄能”,现阶段包括抽水蓄能和常规水电蓄能。常规水电站进行机组扩机增容、加设水泵或水泵水轮机组等梯级储能,均能有效增强水电站的调节能力。相较于电化学储能,抽水蓄能和常规水电储能是目前工程技术最成熟,运行调控更灵活,安全可靠,更具规模化和长寿命,全生命周期经济效益最优的电力储能方式。抽水蓄能和常规水电储能将有助于促进可再生能源的开发和消纳,助力新型电力系统构建。
结束语
综上所述,在当前“双碳”目标指引下,大力推进以新能源为主体的新电力系统发展,构建协调统一的抽水蓄能技术标准体系十分关键和紧迫,但也是一项复杂的系统工程,是一个逐步完善的过程。因此,要处理好体系建设的动态性和适应性之间的关系,建立常态化、规范化的评估机制,关注新形势、新技术,并及时发现新问题、新矛盾,在不断解决问题
的过程中推动抽水蓄能技术标准体系的不断完善。
万能夹具参考文献:
[1] 张博庭 . 大力发展抽水蓄能是实现我国双碳目标的当务之急[J]. 水电与抽水蓄能,2021,6(6):1-6.
[2] 周清平, 徐敏. 抽水蓄能电站在构建贵州多能互补电力系统中的作用和效益[J] . 红水河, 2018, 37( 4) : 5 - 8.
[3] 张博庭 . 能源革命势不可挡,抽水蓄能方兴未艾 [J]. 水电与抽水蓄能,2017,3(4):1-5.

本文发布于:2024-09-23 05:31:01,感谢您对本站的认可!

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