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探索抽水蓄能电站的发展历程、工作原理和在现代电网中的关键作用。
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大家好,今天给大家分享的主题是《青山绿水间的充电宝——抽水蓄能发展 》。本课程主要会为大家介绍抽水蓄能的发展历程、工作原理和主要作用。

主要帮助国网新源集团初次接触抽水蓄能行业的同事,理解抽水蓄能电站的主要作用和抽水蓄能电站的工作原理。

有一种水电站,抽水时耗费4度电,放水时发3度电,每年的用电量,比发电量多。 但是日本、美国、西欧等发达国家的电网里随处可见它的身影。就连我国,也是这种水电站的建设大国。

没错,它就是抽水蓄能电站,也就是大家在这里看到的三张图。

为什么电网会偏爱这样一个“用电大户”呢?我们一起来看看吧。

世界上首座抽水蓄能电站1882年诞生在瑞士,至今已有百余年历史。截至2023年底,全球抽水蓄能装机达1.79亿千瓦。

而装机容量排名前十名的国家主要分布在亚洲、欧洲、北美洲。其中,截止2023年底,中国抽水蓄能投运规模突破5000万千瓦,装机规模连续8年稳居世界第一。

抽水蓄能电站的发展,受到经济发展、能源结构、环境保护等多方面因素的影响,大致可分为3个阶段。 第一个阶段是 1882年至20世纪50年代,是抽水蓄能电站开始迅速发展的起步阶段。这个时期的抽水蓄能电站发展缓慢,年增加装机约300兆瓦, 主要用于调节常规水电站出力的季节性不平衡,大多是汛期蓄水,枯水期发电。

第二个阶段是 20世纪60年代到80年代,美国、西欧、日本等发达国家和地区陆续建造了大量核电站,带来了较大的调峰需求。抽水蓄能电站进入蓬勃发展的黄金时期,60年代年均增加装机1259兆瓦,尤其是70年代和80年代年均增加装机分别为3051兆瓦和4036兆瓦。这个时期的抽水蓄能电站主要是承担调峰和备用功能。我国的首座抽水蓄能电站港南混合式抽水蓄能电站就是这个时期建成的,机组容量是11兆瓦。

第三个阶段是:20世纪90年代至今,是抽水蓄能平稳发展阶段,主要是由于发达国家经济增速放缓,导致电力负荷增长放慢;同时,液化天然气和液化石油气电站快速增加,也挤占了部分抽水蓄能电站的发展空间。

这个时期,随着人民对生活质量要求的提高,对电力系统的安全稳定和可靠性也提出了更高要求。 抽水蓄能电站的主要作用不再是调峰填谷,提供电量,而是作为电力系统的管理工具,主要承担电网的调频、{调:tiao2}{相:xiang4}、负荷跟踪和事故备用等功能。

前面和大家介绍了抽水蓄能的发展阶段,我们来做一个随堂测试。 大家看到这里有一道连线题, 请将左侧的时间和抽水蓄能的发展阶段进行连线

相信大家都连好了 我们一起来看看答案。

1882年至20世纪50年代,是起步阶段; 20世纪60年代至80年代,是蓬勃发展阶段; 20世纪90年代至今,是平稳发展阶段。

回到我国的抽水蓄能电站建设,起步相对较晚,20世纪60年代才开始抽水蓄能研究。

第一台11兆瓦混合式抽水蓄能机组于1968年在河北岗南水电厂建成投运。 经过50多年发展,世界上装机容量最大的电站——丰宁抽水蓄能电站,已于2021年进入投产期,预计2024年将全面投产。

到2024年8月底,我国已建成抽水蓄能电站45座,装机规模世界第一,但已建抽水蓄能装机容量占全国电力总装机容量的比例还很低,仅为1.7%左右。

在抽水蓄能电站发展的百余年进程中,涌现了许多代表性电站,包括瑞士奈特拉电站、日本新高濑川电站、美国巴斯康蒂电站,以及我国长龙山电站等

了解了抽水蓄能的发展历程,我们再来看看抽水蓄能电站的工作原理。抽水蓄能,简单地说,就是一种利用水来储存和释放电能的技术。整个过程基本不损耗水,但损失部分能量。具体来讲,就是,抽水蓄能电站利用电网中负荷低谷时的电力,将水从下水库抽到上水库

待电网高峰负荷时,将水放回到下水库。 在“一抽一放”之间,实现“充电和放电”,就像是一个超级大的充电宝。

为完成抽水、发电过程,典型抽水蓄能电站的主要建筑物一般包括上水库、下水库、输水系统、电站厂房、变电站或出线场,及其他附属工程等。

下面,我们来做一个关于抽水蓄能工作原理的随堂测试。 关于抽水蓄能的工作原理,下面哪个表述是正确的? 大家可以先暂停一下视频,进行读题。

相信大家都完成了,正确答案是A。抽水蓄能电站利用电网中负荷低谷时的电力,将水从下水库抽到上水库,待电网高峰负荷时,将水放回到下水库。一冲一放,完成能量的转换。类似电网的“充电宝”。

接下来我们来介绍抽水蓄能电站。抽水蓄能电站又被形容为“稳压器、蓄电池、调节器”

它的功能主要有5个。 调峰填谷。利用低谷时的多余电力抽水,高峰时放水发电,明显减少电网峰谷{差:cha1}。 调频。抽水蓄能机组能在1到2分钟内从静止到满载,使电网的频率自动调整到定{值:zhi2}。调相。抽水蓄能机组在发电或抽水时,能吸收或发出部分无功,降低系统运行成本。事故备用。在非抽水状态下承担负荷备用。黑启动。在无电源的情况下,利用水站上水库蓄水冲动水轮发电机迅速启动。

抽水蓄能电站一般与火电、核电、风电等配合运行,可减少火电机组停机次数,节省额外的燃料消耗,保障核电站平稳运行,延长核电机组运行寿命;提高系统对风电、太阳能发电等波动性电源的消纳能力,充分利用清洁的可再生能源。

接下来。我们来做一道填空题。 抽水蓄能电站在电网中的主要作用包括:

通过前面的学习,我们知道,不同时期,抽水蓄能电站在电网中的定位和功能作用不同。 当前,抽水蓄能电站在电网中发挥着调峰填谷、调频、调相、事故备用、黑启动等作用。 未来,随着新型电力系统构建,新能源成为新增装机和新增电量的主要来源,抽水蓄能等灵活调节资源对于促进新能源大规模消纳、保障电网安全等方面,将发挥日益重要的作用。

课程的最后,我们再一起复习下本次课程的主要内容。

世界抽水蓄能发展主要经历了起步阶段、蓬勃发展和平稳发展阶段。 抽水蓄能水电站是利用电网中负荷低谷时的电力,由下水库抽水到上水库蓄能,待电网高峰负荷时,放水回到下水库发电的水电站。 抽水蓄能电站具有调峰、填谷、调频、调相、储能、事故备用和黑启动等多种功能。

视频前的你是否已经了解了抽水蓄能电站的发展历程、工作原理和主要作用了呢?请你根据本课程的讲解,结合我国经济社会发展、能源结构转型等情况,谈一谈对我国抽水蓄能行业发展趋势的研判吧。欢迎您将自己对抽水蓄能行业的见解与我分享,和我一起关注并支持抽水蓄能发展吧。

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