李新泉

【摘要】抽水蓄能電站對(duì)于提高電力系統(tǒng)安全性、保障電網(wǎng)供電質(zhì)量和可靠性的重要作用，已得到社會(huì)的廣泛認(rèn)同，但是抽水蓄能電站降低能耗、提高資源利用率的節(jié)能環(huán)保效益和可持續(xù)發(fā)展效益卻沒(méi)有得到充分的認(rèn)知。本文分析了抽水蓄能電站在電網(wǎng)穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中的作用和效益，指出抽水蓄能電站的效益，進(jìn)而展望了抽水蓄能電站的發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】抽水蓄能電站；經(jīng)濟(jì)合理性；必要性；經(jīng)濟(jì)效益

1、前言

我國(guó)是世界電力生產(chǎn)與消費(fèi)大國(guó)，年發(fā)量位居世界第二位。電力工業(yè)提供電產(chǎn)品以保證經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的同時(shí)，也存在效率低下、電源結(jié)構(gòu)不合理、供電靠性不高、行業(yè)規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)政策薄弱等突出問(wèn)題。電源結(jié)構(gòu)的單一和不平衡，不僅調(diào)節(jié)性能差，影響電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行，而且能源消耗巨大，造成了日趨嚴(yán)重的大氣污染和生態(tài)破壞。與常規(guī)電源相比，抽水蓄能電站具有填谷蓄能作用，運(yùn)行靈活且啟動(dòng)速度快，可滿(mǎn)足電網(wǎng)調(diào)峰、事故備用、黑啟動(dòng)等緊急需求，此外，它本身不消耗一次能源，但需要電能將水能儲(chǔ)存，利用水能作為能源轉(zhuǎn)換載體，是綠色環(huán)保能源。為此，電網(wǎng)急需抽水蓄能電站來(lái)保證運(yùn)行安全。

2、抽水蓄能電站在電網(wǎng)中的作用及效益分析

華北電網(wǎng)是以火電為主的大電網(wǎng)。1991年末，京津唐電網(wǎng)裝機(jī)容量9 511.4 MW，其中火電裝機(jī)9 044.5 MW，占95.1%，水電裝機(jī)466.9 MW，僅占4.9%。華北地區(qū)水資源十分貧乏，水電站基本在“以水定電”方式下運(yùn)行，結(jié)合農(nóng)田灌溉、城市供水綜合利用，因此調(diào)峰作用不大。

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深化和電網(wǎng)實(shí)施“9511工程”，電力市場(chǎng)的供求關(guān)系得到平衡，1998年底，京津唐電網(wǎng)裝機(jī)容量和發(fā)電量分別為12 576 MW，579.76億kW.h，其中水電裝機(jī)容量和發(fā)電量分別為1 405 MW，10.55億kW.h，所占比例分別為11%和1.8%，抽水蓄能電站占京津唐電網(wǎng)裝機(jī)容量的比重為8.5%。目前電力基本可以滿(mǎn)足需要，但電網(wǎng)仍然存在較大峰谷差。1997年至1998年平均峰谷差為28%～30%，而且負(fù)荷變化迅速，需要有高度靈活可靠的調(diào)峰手段，電網(wǎng)面臨的調(diào)峰壓力依然很大。十三陵電站投產(chǎn)后主要承擔(dān)了京津唐電網(wǎng)的調(diào)峰、填谷及旋轉(zhuǎn)備用等任務(wù)，極大地緩解了調(diào)峰緊張局面，為增加供電可靠性，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了積極的作用。

2.1 容量效益

十三陵電站裝機(jī)80萬(wàn)kW， 不僅可以替代電網(wǎng)有效裝機(jī)80萬(wàn)kW， 還可使電網(wǎng)獲得160萬(wàn)kW的調(diào)峰填谷能力。這部分峰谷差若由火電機(jī)組承擔(dān)，按火電實(shí)際可調(diào)幅度（25～30）%計(jì)算， 需動(dòng)用535萬(wàn)kW至640萬(wàn)kW的火電機(jī)組作變出力運(yùn)行。十三陵的投入， 可改變電網(wǎng)的電源構(gòu)成， 減少火電裝機(jī)容量。根據(jù)計(jì)算， 可為京津唐電網(wǎng)節(jié)省電源建設(shè)投資7.88億元， 折合每年約10550萬(wàn)；節(jié)省年運(yùn)行費(fèi)用5800萬(wàn)元， 容量效益每年達(dá)16350萬(wàn)元。

2.2 能量轉(zhuǎn)換效益

由于抽水蓄能電站的綜合效率在0.68～0.74之間， 在抽水時(shí)消耗的電量大于發(fā)電量， 從這方面看， 它使全網(wǎng)增加耗煤量；但另一方面， 由于頂替火電調(diào)峰和改善了火電機(jī)組的運(yùn)行工況， 既可以提高火電機(jī)組設(shè)備利用率和運(yùn)行效率延長(zhǎng)機(jī)組壽命，又能減少運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用降低廠用電和發(fā)電煤耗， 因此所節(jié)省的煤耗量大于抽水所消耗的煤量， 即存在節(jié)煤效益。根據(jù)計(jì)算， 建設(shè)十三陵電站與替代方案相比， 系統(tǒng)每年節(jié)省標(biāo)煤15.3萬(wàn)t 。

2.3 為電網(wǎng)提供備用容量、調(diào)頻、調(diào)相及負(fù)荷跟蹤， 具有動(dòng)態(tài)效益

十三陵電站投入運(yùn)行以來(lái)， 在京津唐電網(wǎng)的幾次事故中， 對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定起到了關(guān)鍵作用。如1996年6月， 沙嶺子電廠4號(hào)機(jī)（30萬(wàn)kW）掉閘， 電網(wǎng)周波降至49.93Hz， 在周波恢復(fù)過(guò)程中3號(hào)機(jī)（30萬(wàn)kW）又掉閘， 導(dǎo)致電網(wǎng)周波降至49.74Hz， 由于迅速啟動(dòng)了十三陵電站1號(hào)機(jī)和潘家口電站1號(hào)機(jī)發(fā)電， 使電網(wǎng)周波很快恢復(fù)穩(wěn)定， 保證了系統(tǒng)安全運(yùn)行。

抽水蓄能電站負(fù)荷跟蹤性能好， 開(kāi)停機(jī)靈活， 工況轉(zhuǎn)換迅速， 升荷速度快， 可滿(mǎn)足負(fù)荷急劇變化的需要， 因此可代替燃汽輪機(jī)工作， 節(jié)約燃油消耗， 減少運(yùn)行成本。由此可見(jiàn)，抽水蓄能電站的動(dòng)態(tài)效益，是指它由于特有的運(yùn)行靈活性所帶來(lái)的效益，即它在滿(mǎn)足事故旋轉(zhuǎn)備用、調(diào)頻、調(diào)相、負(fù)荷調(diào)整、快速爬坡跟蹤等系統(tǒng)“動(dòng)態(tài)”需要方面，給系統(tǒng)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。也可以說(shuō)，抽水蓄能電站是在電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度下發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)并實(shí)現(xiàn)其最大經(jīng)濟(jì)效益的。

2.4 具有一定的環(huán)境效益

從十三陵電站還可以看到，抽水蓄能作為“質(zhì)優(yōu)價(jià)廉”的水利資源，其生產(chǎn)過(guò)程不產(chǎn)生“三廢”，對(duì)環(huán)境基本沒(méi)有污染。如建設(shè)火電站來(lái)解決同樣的調(diào)峰問(wèn)題，則帶來(lái)的環(huán)境影響和環(huán)境污染要大得多，環(huán)境處理的費(fèi)用也十分昂貴。因此，在日益重視環(huán)保的現(xiàn)代社會(huì)，抽水蓄能電站給電網(wǎng)帶來(lái)的環(huán)境效益也是顯而易見(jiàn)的。抽水蓄能作為“質(zhì)優(yōu)價(jià)廉” 的水力資源， 其生產(chǎn)過(guò)程不產(chǎn)生“三廢”， 對(duì)環(huán)境基本沒(méi)有污染， 比建設(shè)火電站來(lái)解決同樣的調(diào)峰問(wèn)題產(chǎn)生的環(huán)境影響和污染要小得多。

3、結(jié)論與建議

綜上所述，加快抽水蓄能電站的發(fā)展，是優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)、建設(shè)現(xiàn)代化電網(wǎng)的必然趨勢(shì)，決不是超前發(fā)展。目前國(guó)家電力發(fā)展的重點(diǎn)是調(diào)整電力結(jié)構(gòu)，一是電網(wǎng)和電源之間的調(diào)整，二是火電、水電以及核電等電源之間的調(diào)整。要研究水電發(fā)展中的結(jié)構(gòu)調(diào)整，應(yīng)從速度發(fā)展型向質(zhì)量型轉(zhuǎn)變，重點(diǎn)建設(shè)有調(diào)節(jié)能力的大型水電站，流域梯級(jí)開(kāi)發(fā)的龍頭電站及抽水蓄能電站。根據(jù)這一總體要求，抽水蓄能電站正面臨加快發(fā)展的大好形勢(shì)，為迎接這一挑戰(zhàn)，應(yīng)開(kāi)展設(shè)計(jì)競(jìng)爭(zhēng)、工程質(zhì)量管理、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)及核算等項(xiàng)工作。建設(shè)抽水蓄能站就是解決當(dāng)前缺電問(wèn)題的一項(xiàng)最有效的措施，那種認(rèn)為抽水蓄能只起保電能質(zhì)量（保周波）作用的看法是不全面的，發(fā)展抽水蓄能電站更為迫切和必要，而且更為經(jīng)濟(jì)合理。

參考文獻(xiàn)：

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