中國儲能網(wǎng)訊：當前，我國正處于能源綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時期，實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是黨中央、國務(wù)院作出的重大決策部署。抽水蓄能是當前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)電源。發(fā)展抽水蓄能產(chǎn)業(yè)，是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要支撐，是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的迫切需求，是實現(xiàn)雙碳目標的必然選擇。
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什么是抽水蓄能
抽水蓄能是當今世界最具經(jīng)濟性的大規(guī)模儲能方式。其運行原理是利用水作為儲能介質(zhì)，通過電能與勢能相互轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)電能的儲存和管理。
抽水蓄能電站建有上、下兩個水庫，與同等裝機容量的常規(guī)水電站相比，抽水蓄能電站水庫庫容通常比較小。在用電低谷時段，抽水蓄能電站用富余的電能抽水至上水庫，將多余的電能以勢能的方式儲存起來；在用電高峰時段，則放水至下水庫發(fā)電，將水的勢能重新轉(zhuǎn)化為電能。這樣一來，抽水蓄能電站相當于一個巨型“充電寶”，將用電低谷時段的多余電能，轉(zhuǎn)變?yōu)橛秒姼叻鍟r段的高價值電能，從而保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
為了承擔(dān)電網(wǎng)中的調(diào)峰填谷任務(wù)，抽水蓄能電站水庫水位變幅通常比較大，且水庫水位變動速率較快。
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為什么要發(fā)展抽水蓄能
2021年8月，國家能源局發(fā)布《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》。該文件指出，當前我國正處于能源綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵時期，風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源大規(guī)模高比例發(fā)展，對調(diào)節(jié)電源的需求更加迫切，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)對抽水蓄能發(fā)展提出更高要求。
風(fēng)、光等新能源具有隨機性、波動性、間歇性等特點，存在“看天吃飯”的難題。風(fēng)力小、光照少時，發(fā)電量則難以滿足用電需求。因此，為保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)要有效提升新能源消納和存儲能力，構(gòu)建安全高效的新能源供給消納體系，提升供應(yīng)保障能力，促進新能源高質(zhì)量開發(fā)利用。
抽水蓄能是目前公認的最安全、最穩(wěn)定、最成熟、最環(huán)保、最經(jīng)濟的儲能方式，具有儲能容量大、儲放效率高、運行靈活、反應(yīng)迅速等特點，能夠與新能源形成良好互補。抽水蓄能電站是建設(shè)現(xiàn)代智能電網(wǎng)新型電力系統(tǒng)的重要支撐，是構(gòu)建清潔低碳、安全可靠、智慧靈活、經(jīng)濟高效新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。
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抽水蓄能有什么優(yōu)勢
抽水蓄能電站具有調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、儲能、事故備用、黑啟動新能源消納等功能，具有容量大、工況多、速度快、可靠性高、經(jīng)濟性好等技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢，能夠滿足電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求，對保障電力系統(tǒng)安全、促進新能源消納、提升全系統(tǒng)性能具有重要作用。
抽水蓄能具有以下作用：
1. 調(diào)峰填谷：改善電網(wǎng)運行條件，保證電網(wǎng)穩(wěn)定運行。
2. 調(diào)頻：機組開停機性能迅速、靈敏，可滿足電網(wǎng)負荷急劇變化的要求。
3. 調(diào)相：電力系統(tǒng)無功電力不足將造成電壓下降，抽蓄調(diào)相容量大，有助于維持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定。
4. 事故備用：電網(wǎng)發(fā)生故障和負荷快速增長時，快速靈活調(diào)整負荷。
5. 黑啟動：蓄能穩(wěn)定、可持續(xù)供電時間長，可在無外界幫助情況下迅速啟動，輸送啟動功率帶動其它機組。
6. 新能源消納：提高新能源電量消納能力，提升新型電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。
抽水蓄能具有以下優(yōu)勢：
1. 生命周期長。抽水蓄能安全穩(wěn)定運行時間約50-60年，使用壽命遠高于其它儲能方式，同時具有綠色環(huán)保的特點。
2. 技術(shù)成熟度高。抽水蓄能是唯一大規(guī)模應(yīng)用的儲能方式，主機及輔助系統(tǒng)成熟可靠，國產(chǎn)化水平高。
3. 調(diào)節(jié)能力強。抽水蓄能儲能規(guī)模一般在120兆瓦及以上，儲放時間普遍6-8小時，儲能規(guī)模大，儲放時間長，調(diào)節(jié)能力綜合最強。
4. 循環(huán)效率高。抽水蓄能循環(huán)效率遠高于其它大容量儲能方式，基本能夠達到80%，電站系統(tǒng)效率整體提升。
5. 負荷響應(yīng)快。抽水蓄能從啟動到滿負荷只要1-2分鐘，達到50%-100%負荷只要15秒，抽水到發(fā)電只要1分鐘，最快只要25秒。
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我國抽水蓄能發(fā)展現(xiàn)狀
我國抽水蓄能發(fā)展始于 20 世紀 60 年代后期的河北崗南電站，通過廣州抽水蓄能電站、北京十三陵抽水蓄能電站和浙江天荒坪抽水蓄能電站的建設(shè)運行，夯實了抽水蓄能發(fā)展基礎(chǔ)。隨著我國經(jīng)濟社會快速發(fā)展，抽水蓄能發(fā)展加快，項目數(shù)量大幅增加，分布區(qū)域不斷擴展，相繼建設(shè)了泰安、惠州、白蓮河、西龍池、仙居、豐寧、陽江、長龍山、敦化等一批具有世界先進水平的抽水蓄能電站，電站設(shè)計、施工、機組設(shè)備制造與電站運行水平不斷提升。目前我國已形成較為完備的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運行管理體系。
裝機規(guī)模顯著增長。目前我國已投產(chǎn)抽水蓄能電站總規(guī)模 3249 萬千瓦，主要分布在華東、華北、華中和廣東；在建抽水蓄能電站總規(guī)模 5513 萬千瓦，約 60%分布在華東和華北。已建和在建規(guī)模均居世界首位。
技術(shù)水平顯著提高。隨著一大批標志性工程相繼建設(shè)投產(chǎn)，我國抽水蓄能電站工程技術(shù)水平顯著提升。河北豐寧電站裝機容量 360 萬千瓦，是世界在建裝機容量最大的抽水蓄能電站。單機 40 萬千瓦的廣東陽江電站是目前國內(nèi)在建的單機容量最大、凈水頭最高、埋深最大的抽水蓄能電站。浙江長龍山電站實現(xiàn)了自主研發(fā)單機容量 35 萬千瓦、750 米水頭段抽水蓄能轉(zhuǎn)輪技術(shù)。抽水蓄能電站機組制造自主化水平明顯提高，國內(nèi)廠家在 600 米水頭段及以下大容量、高轉(zhuǎn)速抽水蓄能機組自主研制上已達到了國際先進水平。
全產(chǎn)業(yè)鏈體系基本完備。通過一批大型抽水蓄能電站建設(shè)實踐，基本形成涵蓋標準制定、規(guī)劃設(shè)計、工程建設(shè)、裝備制造、運營維護的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展體系和專業(yè)化發(fā)展模式。
《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》指出，到 2035 年，我國將形成滿足新能源高比例大規(guī)模發(fā)展需求的，技術(shù)先進、管理優(yōu)質(zhì)、國際競爭力強的抽水蓄能現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)，培育形成一批抽水蓄能大型骨干企業(yè)。作為安全穩(wěn)定、經(jīng)濟環(huán)保的大規(guī)模儲能方式，抽水蓄能將為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)、實現(xiàn)雙碳目標作出重要貢獻。
