中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:(一)全球抽水蓄能電站的發(fā)展
1882年,首座抽水蓄能電站誕生在瑞士,裝機(jī)容量?jī)H為515千瓦,是一座季調(diào)節(jié)型抽水蓄能電站。其初衷僅僅是單純的蓄水,以配合常規(guī)水電運(yùn)行。
隨著抽水蓄能電站工程技術(shù)的發(fā)展及其在電網(wǎng)中實(shí)際運(yùn)行的表現(xiàn),它逐漸顯示出更多的優(yōu)勢(shì),被賦予了更多的職責(zé)——調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、事故備用、配合風(fēng)電儲(chǔ)能等。可以說,從世界角度看,抽水蓄能電站并不是新鮮事物,而是被廣泛接受且認(rèn)可的綜合性電站。
抽水蓄能電站的開發(fā)程度與國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平直接相關(guān),發(fā)達(dá)國(guó)家在核電的開發(fā)、風(fēng)能的利用和蓄能配套方面已有一定成功經(jīng)驗(yàn),其中日本、美國(guó)和歐洲諸國(guó)的抽水蓄能電站裝機(jī)容量占全世界抽水蓄能電站總和的80%以上,而且核電、風(fēng)電裝機(jī)比重較大的國(guó)家,均建有一定規(guī)模的抽水蓄能電站以配合核電和風(fēng)電等運(yùn)行。
二十世紀(jì)五十年代,西歐各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)著世界抽水蓄能電站建設(shè)的潮流,西歐抽水蓄能電站裝機(jī)容量占世界抽水蓄能電站總裝機(jī)容量的35%?40%。到六十年代后期,美國(guó)抽水蓄能電站裝機(jī)容量躍居世界第一。進(jìn)入九十年代后,日本后來居上,超過美國(guó)成為抽水蓄能電站裝機(jī)規(guī)模最大的國(guó)家,保持至今。
世界抽水蓄能電站發(fā)展的黃金時(shí)期是二十世紀(jì)的七八十年代,五十年代抽水蓄能電站年均增加裝機(jī)容量不足30萬千瓦,而七十年代裝機(jī)容量年均增加305萬千瓦,年均增長(zhǎng)率為11.26%;八十年代年均增加404萬千瓦,年均增長(zhǎng)率也有6.45%。在這一時(shí)期,抽水蓄能電站的裝機(jī)容量增長(zhǎng)率比世界總裝機(jī)容量增長(zhǎng)率要高一倍左右。到1990年,全世界抽水蓄能電站增至8688萬千瓦,占世界總裝機(jī)容量的3.15%。
但進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代后,抽水蓄能電站發(fā)展速度明顯減緩,其根本原因是發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度放慢,導(dǎo)致電力負(fù)荷增長(zhǎng)速度放緩,世界總裝機(jī)容量增長(zhǎng)率隨之下降,進(jìn)而影響到抽水蓄能電站的建設(shè)。
然而此時(shí),亞洲抽水蓄能電站的建設(shè)卻處于蓬勃發(fā)展期。中國(guó)、印度、韓國(guó)、日本的裝機(jī)容量不斷攀高,特別是身為發(fā)達(dá)國(guó)家的日本,并未因經(jīng)濟(jì)衰退而減緩抽水蓄能電站的建設(shè),在建規(guī)模達(dá)到712萬千瓦,居世界第二位。
表1部分國(guó)家電源結(jié)構(gòu)
這與日本電力體制有關(guān),日本電力公司分地區(qū)組成發(fā)電、輸電、配電統(tǒng)一的經(jīng)營(yíng)公司,各公司必然重視電網(wǎng)安全及電力質(zhì)量,從而注重抽水蓄能電站建設(shè)。而且日本核電機(jī)組所占比例也比較大,這也是日本抽水蓄能電站建設(shè)規(guī)模較大、較快的原因。
可以說,隨著世界經(jīng)濟(jì)中心的逐步轉(zhuǎn)移,亞洲已經(jīng)成為了新的抽水蓄能電站建設(shè)中心。據(jù)統(tǒng)計(jì),日、美、歐在抽水蓄能電站建設(shè)的高速發(fā)展期,當(dāng)時(shí)的人均GDP約為2000美元。目前,亞洲多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都已經(jīng)越過這個(gè)層次,進(jìn)入了高耗電的重工業(yè)化和家用電器普及化階段。在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下,抽水蓄能電站的發(fā)展很快。
(二)中國(guó)抽水蓄能電站的發(fā)展現(xiàn)狀
1、發(fā)展歷程
我國(guó)水能資源豐富,但地區(qū)分布極不均衡。為解決電網(wǎng)調(diào)峰問題,我國(guó)從六十年代開始研究開發(fā)抽水蓄能電站。1968年,河北崗南水庫(kù)電站安裝了一臺(tái)容量1.1萬千瓦的進(jìn)口抽水蓄能機(jī)組。1973年和1975年,北京密云水庫(kù)白河水電站改建并安裝了兩臺(tái)國(guó)產(chǎn)1.1萬千瓦抽水蓄能機(jī)組,總裝機(jī)容量2.2萬千瓦。這兩座小型混合式抽水蓄能電站的投運(yùn),標(biāo)志著我國(guó)抽水蓄能電站建設(shè)拉開序幕。
經(jīng)過二十世紀(jì)七十年代的初步探索,八十年代的深入研究論證和規(guī)劃設(shè)計(jì),我國(guó)抽水蓄能電站的興建逐步進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期。以火電為主的華北、華東、廣東等電網(wǎng)的調(diào)峰供需矛盾日益突出,通過興建抽水蓄能電站解決調(diào)峰問題逐步成為共識(shí),一批大型抽水蓄能電站應(yīng)需而生。
從我國(guó)抽水蓄能電站的發(fā)展趨勢(shì)來看,在時(shí)間上呈現(xiàn)為年代波浪式發(fā)展,空間上則呈現(xiàn)為跨區(qū)輻射式發(fā)展。
從時(shí)間上看,我國(guó)抽水蓄能電站建設(shè)起步較晚,八十年代末才開始第一座混流式大型抽水蓄能電站技術(shù)的研究工作,九十年代中期建成了第一批大型抽水蓄能電站。在二十一世紀(jì)初期,我國(guó)抽水蓄能電站迎來了第二個(gè)建設(shè)高潮,有19座抽水蓄能電站陸續(xù)開工建設(shè)。隨著經(jīng)濟(jì)的繼續(xù)發(fā)展,對(duì)電網(wǎng)供電可靠性的要求必然進(jìn)一步提高,對(duì)新能源大規(guī)模發(fā)展所需要的儲(chǔ)能調(diào)節(jié)等要求也會(huì)越來越突出。因此,未來我國(guó)抽水蓄能電站必然迎來新的建設(shè)高潮。
從空間上看,我國(guó)的第一批抽水蓄能電站主要分布在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的東部地區(qū)和以火電為主的中部地區(qū)。然而,隨著我國(guó)能源政策的調(diào)整,以風(fēng)能、太陽(yáng)能為代表、位于內(nèi)蒙古東、西部及吉林、甘肅等地的新能源基地規(guī)劃建設(shè),迫切需要在發(fā)電端配套調(diào)峰能力強(qiáng)、儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)突出、經(jīng)濟(jì)性好,且能提高輸電線路經(jīng)濟(jì)性的抽水蓄能電站。此外,華北、東北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,也對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了更高的要求。
我國(guó)開展抽水蓄能電站建設(shè)已經(jīng)四十余年。在這期間,基于大型水電建設(shè)所積累的技術(shù)和工程經(jīng)驗(yàn),加上引進(jìn)和消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù),及一批大型抽水蓄能電站的建設(shè)實(shí)踐,已讓我國(guó)累積了豐富的建設(shè)經(jīng)驗(yàn),掌握了較先進(jìn)的機(jī)組制造技術(shù),形成了較為完備的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行管理體系,電站的整體設(shè)計(jì)、制造和安裝技術(shù)更是達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。例如,已建成的西龍池電站是世界上水頭最高(640米)的抽水蓄能電站之一,而在建的豐寧電站(360萬千瓦)則將是世界上裝機(jī)規(guī)模最大的抽水蓄能電站??梢哉f,我國(guó)抽水蓄能電站建設(shè)已有較高的起點(diǎn),抽水蓄能機(jī)組設(shè)備的已建總裝機(jī)規(guī)模和單個(gè)電站的裝機(jī)規(guī)模均位居世界前列。
圖1我國(guó)抽水蓄能電站發(fā)展歷程
2、開發(fā)現(xiàn)狀
(1)投產(chǎn)情況
到2014年底中國(guó)已建成24座抽水蓄能電站,總裝機(jī)容量2181萬千瓦,占水電總裝機(jī)比重約7.2%,僅次于日本和美國(guó)。從分布來看,2014年底華東、華北、華中、南方電網(wǎng)投產(chǎn)的抽水蓄能電站規(guī)?;鞠喈?dāng),均在500萬千瓦左右,呈現(xiàn)鼎立的局面;東北電網(wǎng)的規(guī)模相對(duì)較小。
表2 2014年我國(guó)抽水蓄能電站投產(chǎn)情況表
(2)開工情況
"十二五"期間,抽水蓄能電站核準(zhǔn)開工規(guī)模呈現(xiàn)明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)。"十二五"前四年,累計(jì)開工11座電站,總規(guī)模1460萬千瓦。特別是2014年,核準(zhǔn)開工抽水蓄能電站5座,規(guī)模660萬千瓦,創(chuàng)歷史新高。從分布來看,"十二五"前四年開工的蓄能電站主要分布在華北、華東、華中和東北電網(wǎng),南方電網(wǎng)相對(duì)較少。
表3"十二五"前四年抽水蓄能電站開工情況
(3)在建規(guī)模
2014年底,我國(guó)在建抽水蓄能電站共計(jì)17座,在建規(guī)模2114萬千瓦,為歷史新高,居世界首位。在建的抽水蓄能電站主要分布在華東電網(wǎng)和華北電網(wǎng),華中電網(wǎng)和南方電網(wǎng)次之,東北電網(wǎng)最少。預(yù)計(jì)到"十三五"末,我國(guó)抽水蓄能投產(chǎn)裝機(jī)容量將超過美國(guó)和日本。
表4 2014年底在建的抽水蓄能電站情況
(4)選點(diǎn)規(guī)劃情況
2009~2014年,已完成全國(guó)22個(gè)?。▍^(qū)、市)抽水蓄能選點(diǎn)規(guī)劃工作,篩選推薦出59個(gè)站點(diǎn),總裝機(jī)規(guī)模7485萬千瓦,其中重點(diǎn)主要分布在華東、華中和華北電網(wǎng)。此外,為保證后續(xù)良性發(fā)展,還明確了14個(gè)備選站點(diǎn),總裝機(jī)容量1660萬千瓦。
表5 我國(guó)抽水蓄能電站選點(diǎn)規(guī)劃情況
圖2我國(guó)主要已建、在建抽水蓄能電站分布圖




