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抽水蓄能在新型电力系统构建中发挥储能和调节作用

日期:2021-09-24    来源:国家电网报  作者:韩冰

国际储能网

2021
09/24
08:48
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关键词: 抽水蓄能电站 新能源产业 抽水蓄能

9月16日零时30分至7时,按照华东电力调度控制分中心指令,国网新源控股有限公司天荒坪抽水蓄能电站6台机组满负荷抽水运行,其间消纳区外清洁电能996万千瓦时。

近年来,作为华东地区主要调节电源,天荒坪电站机组运行强度持续攀升。1月1日至9月15日,该电站6台机组夜间满负荷抽水运行达240天,占本年度全厂机组已运行天数的93%。目前,国网新源公司21座已投运抽水蓄能电站分布在全国14个省份。抽水蓄能机组长时间高强度满负荷运行逐渐成为常态,在保障大电网安全、促进新能源消纳、提升系统性能中发挥着重要作用。

国家电网有限公司党组高度重视抽水蓄能发展,发布服务碳达峰碳中和、构建新型电力系统、加快抽水蓄能开发建设重要举措,积极推动抽水蓄能开发建设。随着国家中长期发展规划和价格政策进一步落地,抽水蓄能迎来了加快发展的重要窗口期。

消纳新能源 储存绿色电能

9月1日14时10分,国网新源公司山东泰安抽水蓄能电站两台机组响应山东电力调度控制中心指令,依次抽水运行,消纳风电和光伏发电,将下水库的水抽到上水库储存起来。16时46分左右,两台机组相继停机。

“以前,泰安电站机组多是后半夜抽水,上午用电高峰时发电。现在,机组上午和中午抽水、后半夜发电的情况明显增加。机组日常运行方式正在发生变化。”泰安电站运检部主任肖仁军介绍。

近年来,山东新能源发展迅速。根据山东省能源发展“十四五”规划,2025年全省光伏发电和风力发电总装机将达8200万千瓦。受山东电网新能源消纳及调节电源紧张影响,作为全省唯一在运的抽水蓄能电站,泰安电站近几年抽水工况运行次数快速增长:2018年为775次,2019年为896次,2020年为1440次。今年1至8月,该电站抽水工况运行次数已达1310次。

在碳达峰、碳中和目标下,以新能源为主体的新型电力系统加速构建。“作为新型电力系统的重要组成部分,抽水蓄能是当前技术最成熟、经济性最优、最具大规模开发条件的灵活调节电源。”国网新源公司运监中心运行一处副处长王磊介绍,抽水蓄能具有调峰、调频、调相、储能、系统备用、黑启动等六大功能,承担着保障电力系统安全稳定运行、提升新能源消纳水平和改善系统各环节性能等作用。

目前,国网新源公司共有已投运抽水蓄能电站21座、在建电站30座,在运和在建抽水蓄能装机容量6340万千瓦。截至8月31日,该公司抽水蓄能电站累计发电、抽水41076次,发电、抽水电量累计超过396亿千瓦时,机组运行强度逐年增加,调用日益频繁。

创新运行方式 提升机组灵活调节能力

为了充分发挥抽水蓄能的调节、稳定、平衡等作用,国网新源公司还在机组运行方式等方面进行探索。

国网新源公司黑麋峰抽水蓄能电站是湖南省目前已投运的唯一抽水蓄能电站,也是±800千伏祁韶特高压直流输电工程受端仅有的抽水蓄能电站。6月16日,按照华中电力调度控制分中心要求,黑麋峰电站一条流道两台机组抽水调相做无功备用,另外一条流道两台机组发电运行——这是抽水蓄能电站全新的运行方式。

“抽水蓄能电站机组以往都是以一种状态运行,这次之所以一边发电一边调相,是电力系统自身需要。”黑麋峰电站运检部主任赵聚平介绍了这种全新运行方式背后的原因——湖南省近几年工商业、居民用电负荷持续增长,但是电源装机容量涨幅不大,省外受电能力为600万千瓦,省内电力平衡紧张。这就需要抽水蓄能机组在用电负荷不紧张的时段调相运行,替代火电机组旋转备用,释放火电机组发电空间,提升电网供电保障能力,维持电力系统供需平衡。

截至目前,黑麋峰电站机组以这种全新方式运行了6次,提升了湖南电网短时间内电压稳定水平,增加了祁韶直流的输送能力,提高了电网运行安全性及灵活性。

随着能源转型的深入推进,新能源将逐渐成为电源主体,电力系统的复杂性和不确定性大幅提升。构建新型电力系统,需要增强系统调节能力,保障电网安全稳定运行和可靠供电。抽水蓄能依托容量大、工况多、可靠性高、经济性好等技术经济优势,将在这一过程中发挥显著作用。

深挖抽水蓄能功能

助推能源转型

为了让抽水蓄能在传统电力系统向新型电力系统转型中发挥更大作用,国网新源公司对抽水蓄能在新型电力系统中的功能定位和作用进行了深入研究。

该公司将抽水蓄能的作用总结为“六应对、六提升”:应对高比例新能源为电力系统带来的潜在安全影响,提升电力系统安全稳定运行能力;应对高比例新能源带来的系统调峰困难,提升电力系统大容量调峰能力;应对高比例新能源的随机性和波动性问题,提升电力系统快速调节能力;应对高比例新能源出力与电力系统负荷需求不匹配问题,提升新能源利用水平;应对高比例新能源电力系统转动惯量不足问题,提升电力系统抗扰动能力;应对高比例新能源上网带来的高调节成本问题,提升电力系统整体经济性。

“抽水蓄能是新型电力系统中调节电源的主体、系统安全稳定运行的关键支撑、新能源大规模发展的重要保障。加快抽水蓄能发展,恰逢其时。”国网新源公司运监中心主任常玉红说。

新形势、新需求下,抽水蓄能发展明显提速,利好消息不断传来。今年5月,《国家发展改革委关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》发布,提出坚持并优化抽水蓄能两部制电价政策,健全抽水蓄能电站费用分摊疏导方式,为抽水蓄能电站加快发展、充分发挥综合效益创造更加有利的条件。近日,国家能源局发布《抽水蓄能中长期发展规划(2021~2035年)》,明确到2025年抽水蓄能投产总规模达到6200万千瓦以上,到2030年达到1.2亿千瓦左右,并提出储备项目布局、重点实施项目和规划执行要求,为我国抽水蓄能发展按下快进键。

作为抽水蓄能专业化建设、运营、管理公司,国网新源公司将落实抽水蓄能中长期发展规划,发挥抽水蓄能投资平台和项目建设运营管理优势,吸引各类社会资本广泛参与抽水蓄能项目开发建设,统筹30座在建抽水蓄能电站安全、质量和进度管理,推进机械化施工、智能化管控和标准化建设,为抽水蓄能高质量发展贡献力量。


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