我国抽水蓄能电站发展现状与前景分析

我国抽水蓄能电站发展现状与前景分析

姜熙平

国网绿源水力发电公司太平湾发电厂，辽宁 丹东 118000

摘要：抽水蓄能电站也就是应用电力负荷低谷时的电能抽水到上水库，在电力负荷高峰阶段放水到下水库发电的水电站，当前已经在国内广泛应用。文章中首先对国内抽水蓄能电站当前发展情况进行了阐述，并提出当前发展过程中所存在着的几点问题，后结合当前国内外发展经验分析了我国抽水蓄能电站的发展前景，包括电源结构方面、服务质量方面、未来需求方面、有序规划建设方面等。经由全文分析与阐述旨在为进一步推动抽水蓄能电站在我国的发展提供相关建议。

关键词：抽水蓄能电站；发展现状；前景

前言

电力供应是现代人类社会发展的基础需求，随着人们生活水平的不断提升，对于电力资源的需求在不断上涨，且对于供电服务质量的要求也越来越高。为确保电网的安全稳定运行，抽水蓄能电站作为可调节性且安全较高的特殊电站，逐渐成为保障我国电网的重要举措。虽然抽水蓄能电站自身具有着众多的优势，但毕竞在我国发展的时间较短，为此，有必要针对其应用问题展开更为深人的研究，促使其经济效益与社会效益能够发挥到最大化。国家能源局在《抽水蓄能中长期发展规划（2021—2035年）》中指出，“十四五”期间要开工建设1.8亿千瓦的抽水蓄能电站，到2025年投产抽水蓄能电站总规模达到6200万千瓦；“十五五”要开工建设8000万千瓦的抽水蓄能电站，到2030年投产抽水蓄能电站总规模达到2亿千瓦；“十六五”要开工建设4000万千瓦的抽水蓄能电站，到2035年投产抽水蓄能电站总规模达到3亿千瓦。

1抽水蓄能电站

1.1抽水蓄能电站工作原理

抽水蓄能电站不同于一般的水力发电站。一般的水力发电站是只安装发电机组，将高水位的水一次使用后弃之东流。抽水蓄能电站安装有抽水一发电两用机组，既能抽水，又能发电。在白天和后半夜，水库放水，高水位的水通过两用机组，此时两用机组作为发电机，将高水位的水的机械能转化为电能，向电网输送,解决用电高峰时电力不足；到后半夜，电网处于低谷，电网中不能储存电能，这时将两用机组作为抽水机（利用机组可反向旋转），利用电网中多余的电能将低水位的水抽向高水位的水库中，这样在用电低谷时把电网中多余的电能转化为水的机械能储存在水库中，到用电高峰水库放水，又将水的机械能通过发电机转化为电能，向电网输送。水库中的水多次使用，与两机组一起完成能量的多次转化。高水位水库储存了大量低水位的水，相当于储存了电网中多余的电能，解决了电能不能储存的问题。

1.2抽水蓄能高质量发展的重要意义

抽水蓄能是电力系统重要的绿色低碳清洁灵活调节电源，合理规划建设抽水蓄能电站，可为新能源大规模接入电力系统安全稳定运行提供有效支撑，有利于新能源大规模高比例高质量发展，对构建新型电力系统、促进能源绿色低碳转型意义重大。但同时，与其他常规电源不同，抽水蓄能电站本身并不增加电力供应，其功能作用主要是为电力系统提供调节服务，应根据新能源发展和电力系统运行需要，科学规划、合理布局、有序建设，以抽水蓄能高质量发展促进、保障能源高质量发展。

2抽水蓄能电站发展现状

2.1抽水蓄能电站发展现状简述

一方面，国民经济的发展和用电构成的变化，对电网的安全稳定经济运行提出了更高的要求。随着城乡居民生活用电的 快速增长及工业结构的调整，各电网用电的峰谷差逐年加大，华北、东北、华东等电网调峰容量严重不足。另一方面，随着人民生活水平的提高，家用电器和高耗电产品进人居民家庭，气温的变化将导致生活用电对电力系统产生较大的冲击和影响，人们对供电可靠性和供电质量提出了更高的要求。抽水蓄能电站在我国发展时间较短，2004年全国范围内建成投产的抽水蓄能电站为仅10座，容量570.1KW。在20世纪90年代才进入到快速发展阶段，也在此时期国内各地区建立了大批大型抽水蓄能电站。近十几年来，我国抽水蓄能电站实现了快速发展，其原因与我国国民经济的快步发展存在着必然的关联。

2.2抽水蓄能电站发展现潜在问题

基于发展时间较短以及缺少正确认知等因素的影响，导致我国抽水蓄能电站的当前应用中还存在着诸多的问题，具体表现为以下几个方面：其一，抽水蓄能电站开发主体方面的问题，抽水蓄能电站是一种具有特殊性的电力供应体，对其进行开发过程中，其开发主体应该以发电企业与电网企业为主，其他投资主体为辅。但当前国内抽水蓄能电站发展中，其开发主体存在着一定的矛盾。其二，抽水蓄能电站运营管理问题，在国家电力经济体制的改革过程中，针对抽水蓄能电站也应该制定具有高效性的管理策略，而现阶段国内已经建成的抽水蓄能电站部分应用电网统一管理策略，部分应用发电企业独立管理策略，导致其管理模式上不能够统一，影响到整体管理质量。其三，在2023年全国两会上提出了东北电网建设清洁能源，加快推进新型能源体系规划建设的建议。但东北各流域已建成常规水电站处于饱和开发状态，抽水蓄能电站相对较少，并且抽水蓄能电站站址选择也是相对困难的。

3抽水蓄能电站发展前景分析

3.1增强危机感和使命感，克服企业面临的各种困难

党的二十大报告明确指出：“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”“深入推进能源革命”。今年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年，要深刻领会高质量发展提出的新要求，千方百计促进新能源消纳，助力新型能源体系建设，在服务“双碳”目标落地、推动能源清洁低碳转型中担当作为。科学发展观的根本方法是统筹协调，基本要求是促进人与自然、人与社会的和谐发展，促进经济与社会的可持续发展。抽水蓄能电站作为新能源的发展过程中，存在着技术力量薄弱和政策性电价体系的影响。目前，抽水蓄能机组国产化程度还较低，大量技术仍然掌握在外国厂商手中，因此对于发现设备安全隐患、工艺缺陷等方面还需要技术人员提高业务素质，进一步了解和掌握抽水蓄能机组核心技术。此外，在计划经济时代，由于电价严格受到国家计划的控制，抽水蓄能不能为系统提供直接的发电效益。因此，抽水蓄能四度换三度的价值观在计划经济时代是天经地义的。随着市场经济的发展，电力作为商品的价值逐渐在价格上得以体现，抽水蓄能对电力系统间接作用的经济性随之在认识上产生了飞跃。但是，由于不可避免的，同时在相当长一段时间内也是必要的政策性电力价格定价体系，仍然使抽水蓄能的价值潜能大打折扣，无法摆脱人为定价所受到的诸多因素影响的干扰，几乎不可能与抽水蓄能的客观经济性有效拟合。所以，电价上所带来的影响会间接反应到安全生产的管理上。为积极构建新型电力系统，顺应新能源战略调整，实现双碳目标，提高各流域水电调峰能力，服务电力保供，应研究利用已建成梯级水库电站，利用水位落差，建设混合式抽蓄电站。

3.2电源结构的进一步优化

在环境保护的一个大背景下，为进一步控制石化能源的消耗，以及污染物的排放，在未来发展中是必要不断的优化国内电源结构。从长远视角来分析，国家方面会大力的发展核电、风电、其他可再生能源发电等。在经济与安全性两个视角进行分析，核电需要尽量的避免调峰，主要承担基荷。风电等可再生能源发电的可控制性较弱，可能会为调峰造成一定的阻碍。为此，在核电与风电等能源的比重不断上升的环境下，为强化系统运行安全性与灵活性势必会配置相应规模的调峰电源。另外，从选址位置来看，已建成的各流域梯级电站具有着建设条件优越的抽水蓄能电站选址，可结合使其情况建设具有规模的抽水蓄能电站，用来解决调峰问题或是废水问题，这也是系统调制调峰电源比较好的一个选择方向。

3.3电能质量与服务质量的调整

当前各发达国家电源结构中的调峰性能优越天然气发电机组比重约为30%左右，但抽水蓄能电站仍然占据着较高的比重。以日本为例，其抽水蓄能机组占据全国范围内装机的比重超过了10%，充分的显示出，抽水蓄能电站不单单具有着调峰的作用，同时还具有着其他机组不能够替代的动态效益。在国内经济社会快速发展下，为满足用户对电力供应质量以及安全性的要求，发挥抽水蓄能电站的动态效益，创建适当比例的抽水蓄能电站具有其必要性。

3.4 科学研究分析未来合理需求

要客观系统分析本地区电力系统发展现状和存在问题，科学分析预测不同规划水平年负荷水平、特性和电源结构等，统筹各类调节电源，按相关规程规范和要求，多方案分析论证抽水蓄能的技术需求、经济合理需求，统筹考虑规划水平年新能源合理利用率、电价承受能力等因素，研究提出抽水蓄能的合理需求规模建议。

3.5有序规划抽水蓄能电站建设

经深入开展需求论证并按程序确认的合理建设规模是各地区开展项目纳规工作的基础。在抽水蓄能发展需求研究论证基础上，各省级能源主管部门应对本行政区域已纳规项目开展全面评估，统筹已建、在建和已纳规项目，区分抽水蓄能为本省服务、为区域电网服务以及为特定电源服务的不同功能定位，组织开展站址比选、布局优化和项目纳规工作，布局项目要落实到计划核准年度。对于需求确有缺口的地区，按有关要求有序纳规。对于经深入论证、需求没有缺口的地区，应暂时不予新增纳规，但可根据实际情况，按照“框定总量、提高质量、优中选优、有进有出、动态调整”的原则，提出项目调整建议。

结论

全文对国内抽水蓄能电站当前发展情况以及未来发展趋势进行了分析，能够看出抽水蓄能电站的应用极大的提升了经济效益与社会效益，为更好的满足电网与工业以及居民的用电需求，抽水蓄能电站的发展势必会不断向规模化方向发展。但值得注意的是，为适应抽水蓄能快速跃升发展需要，行业协会、研究机构及重点企业等应加强行业监测评估，对抽水蓄能投资、设计、施工、设备制造、运行、管理等产业链各环节进行监测和能力评估，针对开发建设规模、时序不协同和产业链薄弱环节，研究应对措施，加快各方面能力提升，更好支撑行业加快发展。

参考文献：

[1]罗莎莎,刘云,刘国中等.国外抽水蓄能电站发展概况及相关启示[J].中外能源，2013， 18(11): 26-29.

[2]程路,白建华.新时期中国抽水蓄能电站发展定位及前景展望［J].中国电力，2013，46(11): 155-159.