国内外抽水蓄能电站发展及运营模式分析

 国内外抽水蓄能电站发展及运营模式分析

李效革，张士昂（通讯作者）

天津市天发重型水电设备制造有限公司单位省市：天津市

单位邮编：300405

摘要：抽水蓄能电站是一种重要的电力储能技术，已经在全球范围内得到广泛应用。抽水蓄能电站能够通过将电力转化为潜在能量存储，然后在需要时将其转化为电力供应，从而实现电力的调峰调频和储能。随着电力需求的不断增长和可再生能源的大规模接入，抽水蓄能电站作为一种可靠的储能方式，具有重要的意义。基于此，本文将对国内外抽水蓄能电站发展及运营模式进行简单分析，以期促进清洁能源的利用和电力系统的可持续发展。

关键词：国内外；抽水蓄能电站；发展；运营模式

1. 国内外抽水蓄能电站发展

1.1国内抽水蓄能电站发展概况

国内抽水蓄能电站的发展经历了多个阶段。首先，抽水蓄能电站的建设开始于上世纪五六十年代，当时的主要目的是进行负荷调峰，以应对电力系统的尖峰时段。随着中国电力需求的不断增长，抽水蓄能电站的建设进入了快速发展阶段。在这一阶段，国内抽水蓄能电站的建设规模不断扩大，技术水平也得到了显著提升。其次，国内抽水蓄能电站在发展过程中逐渐形成了多种不同的建设模式。一种常见的模式是政府引导下的项目建设，由国家能源企业或地方政府投资建设，并由国家电网公司或地方电网企业进行运营。另一种模式是由多家企业联合投资建设，并与电力市场参与主体合作运营。这些不同的建设模式在一定程度上满足了不同地区和不同投资主体的需求，推动了国内抽水蓄能电站的快速发展。第三，国内抽水蓄能电站的建设重点逐渐从传统的山地水电站向非传统水源和地下水源转移。如利用现有的水库、矿井等资源进行改造，或在地下开挖水库等方式，充分利用各类水源进行抽水和发电。这些技术的应用扩大了抽水蓄能电站的建设范围，提高了其灵活性和可持续性。最后，国内抽水蓄能电站的未来发展仍面临一些挑战和机遇。一方面，电力市场的改革将进一步推动抽水蓄能电站的发展，为其提供更加广阔的市场空间。另一方面，抽水蓄能电站运维和环境影响等问题也值得关注，需要加强技术创新和管理优化，以追求经济效益和环境友好的双重目标。

1.2国外抽水蓄能电站发展概况

在国外，抽水蓄能电站的发展也取得了显著成果。许多国家积极推动抽水蓄能电站的建设，以应对能源需求与环境保护的挑战。

首先，德国是国外抽水蓄能电站发展的典范。该国一直致力于可再生能源的发展，抽水蓄能电站作为其能源转型的重要组成部分。德国的抽水蓄能电站通常建于山谷地区，通过抽水和放水的方式实现能量的储存和释放。这些电站在平谷峡谷、勃兰登堡等地区建立，有效地提供了稳定的电力供应，并且在能源调度和供需平衡方面发挥着重要作用。

其次，瑞士也是国外抽水蓄能电站发展的先进国家。由于其独特的地理环境，瑞士利用山区湖泊资源建立抽水蓄能电站，如翁捷湖电站和莱克东南湖电站等。这些电站利用高山湖泊与低海拔地区之间的高度差，通过抽水和放水的方式产生电力。瑞士的抽水蓄能电站在供电安全和可持续发展方面发挥了重要作用，也成为该国能源战略的重要组成部分。

此外，美国也在抽水蓄能电站的发展方面取得了不俗的成就。美国的抽水蓄能电站主要集中在山地地区，例如加州和华盛顿州等。这些电站采用下坠水和逆变器发电的方式，能够快速响应电力需求，为电网提供稳定的备用容量。美国的抽水蓄能电站不仅具有灵活性和可调节性，还能够提供降低能源浪费和碳排放的解决方案。

2. 国内外抽水蓄能电站的运营模式分析

在国内，抽水蓄能电站的运营模式主要由两种形式：其一是单一电网运营模式，其二是与其他电源形成复合电网运营模式。

在单一电网运营模式下，抽水蓄能电站作为唯一的能源供应商，承担着稳定电网负荷和调节电网频率的任务。在这种模式下，抽水蓄能电站的运营商需要与电网管理机构密切合作，根据电网负荷预测和市场需求灵活调整电站的出力。此外，抽水蓄能电站也可以利用低谷电价时段进行充电，以实现对电网的调峰填谷功能。

与此形成对比的是复合电网运营模式，抽水蓄能电站在该模式下与其他能源发电设施相互协作，形成一个复合的电网系统。这种模式利用抽水蓄能电站的灵活性和储能特点，与风电、太阳能等间歇性能源进行协同发电。在需求较高的时间段，抽水蓄能电站可以通过调整出力来弥补间歇性能源的不足，保证电网供应的稳定性。这种模式能够提高可再生能源的消纳能力，并且减少对传统能源的依赖，从而实现电力系统的可持续发展。

相比国内，国外的抽水蓄能电站运营模式相对更加多样化。在欧洲，一些国家采取了“能源电厂”模式，将抽水蓄能电站与其他能源设施进行集成，实现能源的综合利用。同时，还有一些国家采取了市场化运营模式，通过市场化的机制，鼓励电力企业为抽水蓄能电站提供运营服务，实现经济效益的最大化。

需要指出的是，在抽水蓄能电站的运营模式中，还应注重对环境和社会的影响进行评估与管理。抽水蓄能电站建设和运营过程中，需要考虑生态环境保护、灾害风险管理等问题，以确保电站的可持续发展和社会效益的最大化。

3. 抽水蓄能电站的可持续发展建议

抽水蓄能电站作为一种能量储存和调峰手段，与可再生能源的结合是实现可持续发展的关键之一。可再生能源，包括太阳能、风能、水能等，具有绿色环保、可再生的特点。然而，由于可再生能源的不稳定性，无法提供稳定的电力输出，这就需要抽水蓄能电站的介入。

首先，抽水蓄能电站能够通过将多余的可再生能源转化为储能，解决可再生能源波动性较大的问题。当可再生能源供应充足时，抽水蓄能电站会将剩余的电力利用来抽水，将水储存在高处库区。而当电力需求超过可再生能源供应能力时，抽水蓄能电站就可以释放这些储存的水能，通过水轮机将水能转化为电能供应电网，实现电力的平衡。

其次，抽水蓄能电站与可再生能源的结合有助于应对电网的调峰需求。可再生能源的输出受到日照和风力等因素的影响，会出现间断性，而电力系统需要按照需求实现平衡供应。抽水蓄能电站作为一个灵活的调峰装置，可以在短时间内响应电网调度指令，通过水能的转化，实现灵活的电力调节。这不仅提高了电力系统的灵活性，保证了电力供需的平衡，还能够应对突发情况，保障电网的稳定运行。

此外，抽水蓄能电站的运行还能带来一些附加价值，推动可再生能源行业的发展。通过与可再生能源的结合，抽水蓄能电站能够提高可再生能源的消纳能力，减少可再生能源弃风弃光的情况，提高了可再生能源的利用率。同时，由于抽水蓄能电站的运行需要库区的水资源，也能够带动水资源的合理利用和保护。

结 语：

抽水蓄能电站作为一种可再生能源的储能方式，拥有巨大的发展潜力。在未来，随着能源需求的增长和环境保护意识的提高，抽水蓄能电站将扮演更重要的角色。国内抽水蓄能电站在过去几十年中取得了显著的发展成果，容量不断扩大，技术水平不断提高，并且运营模式逐渐多样化。尽管面临一些挑战，但展望未来，抽水蓄能电站仍然具备较大的发展潜力，将为我国能源转型和可持续发展做出更大的贡献。与此同时，我们也需关注抽水蓄能电站的环境和社会影响，做到可持续发展。只有综合考虑各方面因素，才能实现抽水蓄能电站的可持续发展和广泛应用。

参考文献：

[1]缪晓丹,朱朱,谢会玲.福建省抽水蓄能电站运营模式展望[J].能源与环境,2019.

[2]陶惠娟,刘振科.我国抽水蓄能电站的发展现状及建设特征分析[J].建筑工程技术与设计,2018.