抽水蓄能概論馬明剛

會(huì)計(jì)學(xué)1抽水蓄能概論馬明剛序號(hào)名稱所在地裝機(jī)容量（MW）水頭（m)1崗南河北省平山縣1×11472密云北京市密云縣2×12703潘家口河北省遷西縣3×9036～864廣蓄一期廣東省從化市4×300514～5525廣蓄二期廣東省從化市4×300514～5526十三陵北京市昌平縣4×2004767羊卓雍湖西藏自治區(qū)4×22.58408溪口浙江省寧波市2×40242～2769天荒坪浙江省安吉縣6×300523～61410響洪甸安徽省金寨縣2×4033～6411沙河江蘇省溧陽市2×5093～12312天堂湖北省羅田縣2×354313明湖臺(tái)灣省4×25030914明潭臺(tái)灣省6×267380國內(nèi)已建的抽水蓄能電站第1頁/共28頁序號(hào)名稱所在地裝機(jī)容量（MW）水頭（m)1桐柏浙江省天臺(tái)縣4×3002552白山吉林省樺甸市2×150101～1293回龍河南省南陽市2×603794泰安山東省泰安市4×2502565張河灣河北省井陘縣4×2503466惠州廣東省惠州市8×3005327宜興江蘇省宜興市4×2503358白蓮河湖北省羅田縣4×3001959西龍池山西省五臺(tái)縣4×30069410呼和浩特內(nèi)蒙古自治區(qū)4×30058311蒲石河遼寧省寬甸縣4×30033312瑯琊山安徽省滁州市4×15014613寶泉河南省輝縣4×30056814深圳廣東省深圳市4×30044515仙游福建省仙游縣4×30044816黑糜峰湖南省望城縣4×300272～33517桓仁遼寧省桓仁縣800-------國內(nèi)在建的抽水蓄能電站第2頁/共28頁2023/1/184抽水蓄能電站的選址要求地理位置和經(jīng)濟(jì)區(qū)劃電力系統(tǒng)的組成水源地形條件地質(zhì)條件第3頁/共28頁2023/1/185

天荒坪南京上海杭州175公里57公里180公里地理位置第4頁/共28頁2023/1/186抽水蓄能電站的結(jié)構(gòu)組成1—

上水庫；2—進(jìn)（出）水口；3—輸水道；4—輸水道調(diào)壓井；5—廠房；6—主變洞；

7—尾閘室；8—尾水道；9—尾水調(diào)壓室；10—出（進(jìn)）水口；11—下水庫8311107654219第5頁/共28頁電站樞紐布置第6頁/共28頁2023/1/188抽水蓄能電站的設(shè)備組成

抽水蓄能電站在設(shè)備上主要由一次設(shè)備、二次設(shè)備、機(jī)械設(shè)備和輔助設(shè)備等幾部分組成。電氣一次設(shè)備：發(fā)電電動(dòng)機(jī)、主變壓器、靜止變頻器（SFC）、開關(guān)及母線設(shè)備、廠用電設(shè)備等；電氣二次設(shè)備：勵(lì)磁系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)等；機(jī)械設(shè)備：水泵水輪機(jī)、調(diào)速器系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、油系統(tǒng)、主進(jìn)水閥、進(jìn)（出）水口閘門、尾閘、橋機(jī)等；輔助設(shè)備：通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)等。第7頁/共28頁電力系統(tǒng)日負(fù)荷圖腰荷（火電和水電）低谷（抽水蓄能抽水）pˉPmaxPmin電力系統(tǒng)負(fù)荷（MW）峰荷（抽水蓄能發(fā)電）基荷（核電和火電）時(shí)間(h)01：0009：0019：00Pmin----最低負(fù)荷p~----平均負(fù)荷Pmax----最低負(fù)荷第8頁/共28頁2023/1/1810抽水蓄能電站的工作原理第9頁/共28頁發(fā)電工況工作原理示意圖第10頁/共28頁抽水工況工作原理示意圖第11頁/共28頁2023/1/1813抽水蓄能電站的特點(diǎn)(與常規(guī)電站的不同之處）運(yùn)行方式不同設(shè)備上的不同樞紐布置的不同經(jīng)濟(jì)效益核算方式不同第12頁/共28頁2023/1/1814抽水蓄能電站的類型按與常規(guī)電站的結(jié)合情況分：純抽水蓄能、混合式抽水蓄能按調(diào)節(jié)性能分：日調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)、季調(diào)節(jié)按水頭分：<600m單級(jí)可逆式；>600m多級(jí)或三機(jī)式按布置特點(diǎn)分：地面式、地下式按機(jī)組類型分：四機(jī)式、三機(jī)式、兩機(jī)式第13頁/共28頁(a)在系統(tǒng)日負(fù)荷上的工作位置；(b)上、下水庫水位變化過程1-夜間低谷負(fù)荷時(shí)抽水蓄能；2-日間高峰負(fù)荷時(shí)放水發(fā)電日調(diào)節(jié)蓄能電站的運(yùn)行第14頁/共28頁抽水蓄能電站類型純的混合式利用天然徑流情況1、無或少量T2、一定數(shù)量（不足一臺(tái)機(jī)組發(fā)電流量）M3、相當(dāng)數(shù)量（一臺(tái)機(jī)組發(fā)電流量以上）T裝設(shè)機(jī)組情況1、全是蓄能機(jī)組TM2、部分蓄能機(jī)組、部分常規(guī)機(jī)組T機(jī)組主要任務(wù)1、抽水蓄能發(fā)電T2、部分機(jī)組蓄能發(fā)電、部分機(jī)組常規(guī)發(fā)電T3、部分機(jī)組常規(guī)發(fā)電、兼用做抽水蓄能，部分機(jī)組抽水蓄能發(fā)電M純抽水蓄能電站與混合抽水蓄能電站的區(qū)別“T”表示典型情況；“M”表示可能遇到的情況。第15頁/共28頁(a)在系統(tǒng)日負(fù)荷圖上的工作位置；(b)上水庫水位變化過程1-高峰負(fù)荷時(shí)發(fā)電；2-平日夜間抽水；3-周末集中抽水周調(diào)節(jié)蓄能電站的運(yùn)行第16頁/共28頁(a)橫軸裝置；(b)豎軸裝置

圖1-4三機(jī)串聯(lián)式蓄能機(jī)組裝置示意圖

第17頁/共28頁

四機(jī)式三機(jī)式二機(jī)式結(jié)構(gòu)布置為兩套機(jī)組，一套為電動(dòng)機(jī)—水泵機(jī)組，另一套為水輪機(jī)—發(fā)電機(jī)組，兩軸將發(fā)電機(jī)、水輪機(jī)、水泵連接在同一軸上，水輪機(jī)與水泵分開布置，發(fā)電機(jī)兼做電動(dòng)機(jī)，單軸將發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)合為一體，水泵和水輪機(jī)合為一體，單軸占用空間大較大小優(yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)緊湊，造價(jià)較小缺點(diǎn)布置廠房較長，土建工程量大，投資昂貴大軸較長，進(jìn)出水道分開，工程量較大受水頭限制產(chǎn)生年代早期中期后期抽水蓄能機(jī)組的發(fā)展第18頁/共28頁2023/1/1820抽水蓄能電站的作用調(diào)峰填谷調(diào)頻調(diào)相事故備用提高水（火、核）電站的綜合利用率降低系統(tǒng)的能耗提高電力系統(tǒng)的靈活性和可靠性第19頁/共28頁2023/1/1821抽水蓄能電站的運(yùn)行方式運(yùn)行工況：發(fā)電、發(fā)電方向調(diào)相、抽水、抽水方向調(diào)相典型運(yùn)行方式：“兩發(fā)一抽”第20頁/共28頁2023/1/1822第21頁/共28頁2023/1/1823抽水蓄能電站的經(jīng)濟(jì)效益主要利用峰谷電價(jià)差賺錢。靜態(tài)效益：容量效益、能量轉(zhuǎn)換效益動(dòng)態(tài)效益：調(diào)峰效益、旋轉(zhuǎn)備用效益、調(diào)頻效益、調(diào)相效益第22頁/共28頁2023/1/1824綜合效率==ηp

.ηT

抽水蓄能電站的綜合效率在供給上庫和從上庫取出的水量相等的條件下，水輪機(jī)工況時(shí)所生產(chǎn)的電能與水泵工況所消耗的電能之比，即蓄能發(fā)電量與抽水用電量之比定義為抽水蓄能電站的綜合效率。抽水用電量EP蓄能發(fā)電量ETηT=η1·η2·η3·η4

ηP=η5·η6·η7·η8

式中

η1、η2、η3、η4——分別代表發(fā)電工況下蓄能電站輸水系統(tǒng)、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)和主變壓器的工作效率；

η5·η6·η7·η8——分別代表抽水工況下蓄能電站主變壓器、電動(dòng)機(jī)、水泵和輸水系統(tǒng)的工作效率。第23頁/共28頁VH367.2ηp

EP=(kW·h)ET=(kW·h)VHηT

367.2式中

V——上水庫或下水庫的蓄能庫容，m3；

H——抽水工況的平均揚(yáng)程或發(fā)電工況的平均水頭，m；

ηp

、ηT

——分別代表抽水工況和發(fā)電工況的運(yùn)行效率，%；

367.2——能量單位換算系數(shù)。第24頁/共28頁2023/1/1826抽水蓄能電站的單位電能成本供電成本=單位電能成本u=C/E*(元/kW.h)K──蓄能電站投資，元；d──折舊費(fèi)率；m──每公斤標(biāo)準(zhǔn)煤價(jià)，元；b──單位電能標(biāo)準(zhǔn)煤耗，可取0.320～0.340（kg/kW.h）；E──蓄能電站年發(fā)電量，kW.h；ηc──蓄能電站綜合效率；⊿P1──受電線損耗，火電站輸電至蓄能電站的線路損耗；⊿P2──送電線損耗，由蓄能電站送電至負(fù)荷中心的輸電損耗；⊿Pa──蓄能電站的廠用電率。

mbE(1+⊿P1)ηc

1(1-⊿Pa)