抽水蓄能电站工程勘测研究

抽水蓄能电站工程勘测研究

张野,张宁,罗洋

中水东北勘测设计研究有限责任公司 吉林 长春 130000

摘要：随着我国大型储能电站的不断发展，其在电网中的地位和作用也越来越突出，主要承担着调峰、填谷、调频、调相、事故备用、风电储能等重大工程项目，以及抽水蓄能电厂的建设和管理，对更好地利用新能源，有利于提升电力系统综合效益。文章从投资主体、电价机制、生态环保、峰谷等几个角度阐述了该项目的发展趋势。

关键词：抽水蓄能电站、工程勘测、研究

引言：抽水蓄能技术是当今世界上应用最广泛、寿命最长、容量最大、技术最成熟的一种技术。利用抽水蓄能具有低吸、高频特性，可有效地进行电能的储存，并对电网生产、供电、使用进行了有效的调控，保持了三种能源的动态均衡。在抽水蓄能发电厂的调峰、调频、调相、应急备用等方面起着重要的作用。在国际上，抽水蓄能是一种被普遍承认和公认的综合型发电厂，1882年，瑞士就出现了第一个水泵发电站，它从最初的蓄水和传统的水力发电，到现在的电力系统调峰、调频调相、应急备用等多种工作，已经有一百多年的发展历程。但是，在1960年之前，蓄水池的发展速度并不快。根据数据，法国、德国、日本等国的总装机超过10%。

一、国内抽水蓄能电站现状

中国拥有大量的水电能源，但是区域分布不平衡。为了应对电力系统的调峰问题，从1960年起，国内就开展了对抽水储能的研究。1960年起，我国在借鉴和借鉴外国先进的抽水蓄能技术后，于1968年、1975年在河北岗南、北京密云建立了两个小型的抽水蓄能电厂。从1970年的初期摸索，到1980年的深度调研、论证、规划、设计，中国已逐渐步入了一个繁荣时期。华北、华东和广东地区以燃煤发电为主的电力系统面临着电力市场的供求关系，建立了一套抽水蓄能电站来缓解这一问题，1990年中期建成了第一批大型抽水蓄能电站，先后有9座抽水蓄能电站投入运行。2000年以后，抽水蓄能电站由学习、借鉴、向自主发展转变，出现了二次建设高潮，19座抽水蓄能电站相继开工建设。在国内，进行了五十多年的蓄水池工程的施工。在此过程中，我们利用大量的水利建设技术和项目建设的经验，再结合大量的国外技术，以及大量的大型水电站建设，使我们积累了大量的建设经验，并获得了比较成熟的设备制造技术，建立了比较完备的规划、设计、建设、运行管理体系，电站的总体设计制造和安装技术也处于世界领先地位。

二、国内抽水蓄能电站面临的挑战

（一）站点资源与发展要求之间的协同

在国内，由于电站选址存在着不均衡的问题，一些地方存在着较大的调峰需求和较低的问题。在当前多种不同的调峰方式下，可对抽水蓄能发电厂的选型进行深入地探讨。同时，还可以对露天矿坑、矿洞进行新型的抽水蓄能发电技术进行开发，以达到社会、环境和经济的综合效益。目前，全国范围内都在进行着生态保护红线的划定，一些地方的规划选址和前期工作受到了严重的环境污染。在新的情况下，在尚未完成的储能电站及调峰要求下，要加强对水库的生态保护底线的认识，以及合理利用和维护之间的关系；在水库建设中，由于生态保护红线的存在，水库建设用地的选址思路和站点布置要及时进行优化。

（二）深化电业改制的利润补偿制度

我国目前存在的主要问题是：逐渐理清我国电力市场的价格构成。据悉，电网每年的电量分摊比例为50%，其中25%的客户是通过销售电价来实现的，而电力公司的25%是通过招标来实现的。在现行的电力价格体系下，只有将所有的投资费用都纳入到输变电的费用中，然后再通过调节销售价格来调节，最终的收益将被分配给电网和使用者，而不会对抽水储能电厂进行任何的补偿。由于其自身的特点，使其不能实现直接的经济效益，且其间接的经济效益和社会效益是很难估算的，必须通过电力改造来实现。要坚持“优质优价”政策，通过对电网供电结构进行合理调整，将受益的煤电、核电等发电企业的增量收益，全部投入到对其进行经济上的补偿，实现“谁受益、谁分担”的原则。从电网的峰谷电价和辅助服务补偿等方面，可以使其得到更好的收益。与此同时，要进一步健全并实施两部门制的电价，进一步加大峰谷差率。利用该技术，可以在电网中进行高投入、低价位的投资，并取得较好的发展前景。

三、抽水蓄能电站工程勘测研究

（一）蓄能效应日益凸显

近几年，由于风力发电、太阳能等随机性的可再生发电设备的迅速发展，核电的快速发展，超高压远距离输电，柔性直流电网的发展，对电网的能量调控和安全、可靠的运行保障能力，都有越来越高的需求。抽水蓄能发电是一种技术较为完善的大型储能系统，它对电网安全、电能质量、电网的稳定、电网的经济发展具有重大意义；作为一个强有力的智能电网，抽水储能发电是一个关键环节，它根据区域的特点，科学地安排了电厂的发展目标，使其职能和作用得到了扩展。抽水蓄能发电厂既要承担传统调峰、调频、应急备用任务，又要适应新时期的发展，需要进一步提高电力系统的智能建设和运维水平，实现抽水蓄能电站对坚强智能电网的全面支持；利用移动互联、人工智能等现代信息技术、现代通信技术，把水利事业从传统的机械化向数字化、智能化转变，为“三型两网”的全面建成提供有力的助力，积极应对数字化变革的发展。

（二）投资形式多样化

目前，国内已经建成的电力系统分为“电网控股”、“地方参股”、“电网全资”、“电网投资”三大类，以电网投资控股、地方投资公司参股等方式进行。在经营模式上，可以分为电网一体化经营和电厂分开经营，电厂的经营模式分为租赁经营和委托电网经营。由于抽水蓄能发电系统以保障电力系统的安全和稳定运转为重点，所以电力系统的发展是由电力公司来承担的，而抽水蓄能发电的收益则是以整体经营收益为捆绑的方式来衡量的，所以其它公司对此并没有太大的热情。近几年，随着电力市场的不断变化，电力市场的发展对电力系统的规划、施工进度产生了一定的冲击。电力公司通过租用或兼并的形式在电力系统内进行整合运作，并借助市场化的力量来促进储能系统的迅速发展。

（三）电力价格体系日趋健全，环境保护受到关注

目前，国家的电网改造已经进入了关键性的攻坚期，储能发电的发展已经从起步的探索到了电力市场化，但是这个进程还很长。从国家规划的角度出发，提出了由电力公司控股投资兴建的抽水储能发电厂，其价格将纳入当地电力系统运营成本的统一核算。这与国家电力系统的职能目标相一致，并且遵循了“谁受益、由我来承担”的基本原理。目前，国内的电力市场存在着单一容量电价、单一电量电价和两部制电价三种定价模式。近几年，我国相关部门对两部制的价格规则进行了探讨，对非电力公司经营蓄能发电项目的投资进行了一定的探讨。从长期来看，随着储能市场体系的健全和市场化的逐步推进，储能系统的存活率将会进一步提高。同时，生态文明是美好中国的重要任务，因此，我国和地方政府制定了一系列的政策法规，各地都在进行着保护红线的划定，对抽水蓄能工程的建设提出了更高的生态环保标准。

总结：总的来说，从世界各地来看，目前最主要的能源储备仍然是技术较为完善的水泵机组。目前，抽水蓄能电站正处于发展的关键时期，在大规模开发新能源、跨省区的运输、互联互通的容量等方面，对电力系统的调控容量有了较高的需求，因此，它具有很好的发展空间。对我国目前面临的挑战进行了分析，科学地分析了国内外的发展态势，为我国的抽水电厂抓住了一个关键时期，加快了现代能源系统的发展。

参考文献：

[1]苏秀永,胡俊凯,吴文超,祝维卫,陆勇. 多源数据联合平差以及合理的定权方法实践——以某抽水蓄能电站施工测量控制网为例[J]. 测绘与空间地理信息,2022,45(03):176-179.

[2]刘永奇,张杰,王小军,刘晓楠. 抽水蓄能电站高压管道斜井采用TBM施工的工程布置方案研究[J]. 水力发电,2020,46(12):71-74.

[3]陶亮,余明辉,陈振虹,魏红艳,杨培炎,贾函,周铁柱. 梅州抽水蓄能电站水库泥沙数学模型开发及应用[J]. 水力发电,2019,45(09):69-74.