安徽抽水蓄能電站建設歷程與前景分析

安徽抽水蓄能電站建設歷程與前景分析

張振江

(安徽省水利水電勘測設計院，安徽 合肥230088)

摘要:文章簡要概述了抽水蓄能電站工程特點，回顧了安徽抽水蓄能電站建設歷程，分析了發展前景并提出一些建議。

關鍵詞:工程特點；建設歷程；前景分析；發展建議

收稿日期：2015-02-05；修回日期：2015-03-06

作者簡介：張振江(1965-)，男，安徽潛山人，高級工程師，主要從事水利水電設計工作。

DOI：10.3969/j.issn.1671-6221.2015.02.022

中圖分類號：TV743

Anhui pumped storage power station construction

process and prospect analysis

ZHANG Zhen-jiang

(Anhui Survey and Design Institute of Water Resources and Hydropower, Hefei 230088, China)

Abstract:This paper briefly outlines the characteristics of pumped storage power station project, reviews the Anhui pumped storage power station construction process, analyzes the development prospect and puts forward some suggestions.

Key words:engineering characteristics; construction process; prospect analysis; development suggestion

現代經濟社會發展對電能質量提出了更高的要求,抽水蓄能電站應運而生并得到迅速發展。安徽相繼建成響洪甸、瑯琊山和響水澗等抽水蓄能電站，總裝機容量已超過常規水電站，且有多座蓄能電站正在建設或穩步推進前期工作。

1　工程特點

抽水蓄能電站是利用電網低谷電，從下水庫抽水存于上水庫，待電網達到峰荷時放水發電，又稱蓄能式水電站。是電網中具有頂峰填谷、調頻調相、事故備用和黑啟動等多種功能的特殊電源，也是目前最具經濟性的大規模儲能設施。除具有常規水電特性外還具有如下特點：

(1) 既發電又耗電。通過水、電互換將電網中的低谷剩余電能轉換成高峰有效電能，填谷頂峰，調峰能力是同規模常規水電的2倍。

(2) 運行基本不耗水。不需修建高壩大庫攔蓄大量地表徑流，可選站址多，節約土地資源，降低移民數量和環境影響。

(3) 核心設備。是水泵水輪機組和發電電動機組，已發展至可逆式蓄能機組，且不斷向高水頭、大容量發展，正在研究1000m級水頭的可逆式單轉輪機組。

(4) 運行工況復雜。由于自動化程度高，操作靈活、反應快速，從抽水工況到滿負荷發電運行一般僅需2～3min。

(5) 防滲要求高。上庫蓄水多是從下庫抽上去的，防滲要求相對較高；壓力水道承受的水頭高；廠房多深埋于地下。

2　建設歷程

國外抽水蓄能電站建設已有100多年歷史，國內于20世紀60年代開始研究，1968年建成第一座抽水蓄能電站，即河北省崗南混合式抽水蓄能電站，裝機1.1×104kW。

安徽抽水蓄能電站建設起步較晚，但起點較高，發展迅速。截至2014年底，共建成3座，總裝機168×104kW，超出同期全省常規水電裝機119.7×104kW約40%；約占全國抽水蓄能電站數量的10%，裝機容量的7.8%。其中：

響洪甸抽水蓄能電站是首座，位于六安市金寨縣，2000年建成。設計額定水頭45 m，裝機2×4×104kW(臺數×單機容量，下同)。該電站利用響洪甸水庫作為上庫，新建下庫、輸水系統和地下廠房等。設計年發電量0.94×108kW·h，相應抽水耗電1.38×108kW·h。

第二座是瑯琊山抽水蓄能電站，位于滁州市西南郊，2007年建成。設計額定水頭126m，裝機4×15×104kW。該電站新建上庫、輸水系統和地下廠房等，利用城西水庫作為下庫。設計年發電量8.56×104kW·h，相應抽水耗電11.72×104kW·h。

第三座是響水澗抽水蓄能電站，位于蕪湖市三山區，2013年建成。設計額定水頭190m，裝機4×25×104kW。該電站新建上庫、下庫、輸水系統和地下廠房等。設計年發電量17.62×104kW·h，相應抽水耗電22.74×104kW·h。

除上述電站外，2013-01月開工建設績溪抽水蓄能電站，該站地處皖江城市帶用電負荷中心和華東電網負荷中心，位置優越。新建上庫、下庫、輸水系統、地下廠房及送出系統等。設計額定水頭599m，裝機6×30×104kW。

另外，國家能源局分別于2009年和2013年核準建設佛子嶺、金寨兩座抽水蓄能電站，裝機容量分別為2×8×104kW和4×30×104kW；裝機4×30×104kW的桐城抽水蓄能電站預可研報告通過技術審查。岳西、寧國青龍山和蚌埠涂山等多個規劃站址正在推進前期工作。

綜上所述，安徽抽水蓄能電站建設呈現出容量增速快、發展速率高；因地制宜、類型多樣；位置優越、資源豐富等特點。

3　前景分析

水電是可大規模開發的再生清潔能源。我國發布的《可再生能源“十二五”發展規劃》提出：到2020年，計劃水電裝機容量達到4.2×108kW，其中抽水蓄能0.7×108kW。實際到2013年底，抽水蓄能電站裝機容量僅0.3 ×108kW左右。預示著未來幾年抽水蓄能電站建設任務異常繁重。

我國現階段以燃煤發電為主，據測算，終端用戶每使用1kW·h電能，火電廠就要排放0.86kg的CO2。為保護大氣環境，我國政府對國際社會承諾：2020年非化石能源將達到能源總量的15%。為此需大力發展核電、風電、光電和其他可再生新能源。但核電主要承擔基荷，風電和光電可控性差。為保證電網安全，在常規水電資源缺乏或開發殆盡地區，隨著新能源大規模開發利用，需配置相應規模的調節電源。

隨著經濟社會發展,越來越多的用戶對電能質量提出更高要求。抽水蓄能電站低吸高發，可實現電能有效存儲,保持電網動態平衡和相對穩定。抽水蓄能電站良好調節特性，可承擔特高壓電網的無功平衡和緊急事故備用,化解運行風險,有益于西電東送，全國聯網，實現資源優化配置，促進大煤電、大核電、大型可再生能源基地建設。

從上述分析可知，我國正在大力發展核電、風電等新能源，優化資源配置，建設特高壓電網等，都需要配套建設一定容量的抽水蓄能電站，保障電力系統安全穩定經濟運行。

20世紀90年代以來，我國抽水蓄能電站發展迅速，但建設進度仍滯后于發展需求。為促進其持續健康有序發展，國家發改委、能源局等部委先后出臺了多項措施，如文獻1提出：符合國家選點和建設規劃項目的核準權限下放至省級政府、鼓勵社會資本進入、實行兩部制電價等利好政策。

安徽是水電資源相對貧乏的省份，常規水電資源已開發殆盡。安徽電網本身以火電為主，燃煤機組占85%以上，調峰能力相對較弱。安徽地處華東腹地和長江經濟帶，西電東送中部通道穿境而過。優越的地理位置、良好的地形地質條件以及抽水蓄能電站工程特點決定著安徽抽水蓄能建設前景廣闊。

4　發展建議

雖然抽水蓄能電站具有上述諸多優勢，但初始投資大、建設周期長、抽水需耗能等已制約著其發展。本人結合學習和工作體會，提出如下建議：

(1) 提高認識，加快發展。抽水蓄能電站不是電網唯一的調峰電源，且抽四發三，耗能。但抽水蓄能電站不僅調峰還能填谷，在保障電力系統安全穩定、適應新能源發展需要、減少溫室氣體排放等方面具有明顯優勢。通過多年爭論和運行驗證，認識逐漸趨向統一，意識到4度低谷電和3度高峰電的經濟價值是不相等的，建設一定量的抽水蓄能電站是必要的。

文獻[1]提出：到2025年，全國抽水蓄能電站總裝機容量達到約1億kW，占全國電力總裝機的比重達到4%左右。由此計算，年均需增加抽水蓄能電站裝機約700×104kW。為實現這一目標，需充分發揮已建電站作用，體現其社會價值，提高其經濟效益，促進抽水蓄能事業快速發展。

(2)統籌規劃，合理布局。未來10年將是我國抽水蓄能電站建設難得的機遇期，因其本身不增加系統總電量，盲目建設不僅不能發揮其效益，而且會造成浪費。因此，要根據系統負荷特點、市場需求和資源條件，以國家能源發展規劃為基礎，以提高電力系統整體安全性和經濟性為原則，合理布局，有序推進。

抽水蓄能電站僅利用水的勢能，選點規劃是在負荷中心附近尋找可開發的站址，不象常規水電站只能沿著河流尋找。應先開展資源普查，擇優選出若干個建設條件較好的站址，開展規劃設計，通過技術經濟論證，確定各站點建設時序和服務范圍。

(3)安全為重，嚴格管理。經過多年努力，國內水頭600m以下、單機容量30萬kW級的抽水蓄能電站技術已基本成熟，容量效益決定其不斷向著更高水頭、更大容量發展。

大型地下洞室群、高壓輸水系統、國產裝備制造能力等關鍵技術取得突破的同時，更需要健全質量標準體系，研究涉及工程安全的重大技術問題，處理好技術創新與安全質量的關系；強化建設管理，嚴格執行基建程序，保證合理的設計周期和施工工期；落實工程質量終身責任制，建立健全考核、評價機制，及時總結經驗和教訓；積極推行模塊化標準設計和成套成熟技術應用。

(4) 科學調度，提升效益。我國已建成近30座抽水蓄能電站，服務于不同的電網系統，運行方式多樣。能源主管部門有必要組織對已建抽水蓄能電站運行情況、利用狀況和實際效益等進行系統總結，不斷優化抽水蓄能電站與新能源電站聯合調度方案，最大限度發揮抽水蓄能電站在系統中的作用和效益；結合電網電源結構和負荷等變化情況，及時修訂已建電站運行調度規程和具體運行指標，加強對抽水蓄能電站調用合理性的監管。

(5) 完善政策，多元競爭。抽水蓄能電站主要服務于電網，政策依賴性較強。2004年，文獻2提出：抽水蓄能電站原則上由電網經營企業建設和管理。近年來逐步形成由電網公司全資或者控股開發抽水蓄能電站，面對廣寬的發展空間，融資難度較大，而社會資本充裕，應完善產業發展政策，引導社會資本進入，逐步建立多元投資公平競爭體制機制。

國內已建百萬千瓦級的抽水蓄能電站大多是租賃費“包干”運營模式，電網為降低水、電轉換能量耗損，寧可拉閘限電，或棄風棄光，也不調用抽水蓄能電站，導致部分電站年利用僅幾十小時。建議已建電站統一納入電力系統調度運行，不斷完善定價模式，促使電網和電站雙贏。

5　結束語

抽水蓄能電站是隨著經濟社會發展需要而快速增長的，能提高電網供電質量，改善火電運行條件、促進清潔可再生能源發展，降低系統綜合成本，節能減排效益顯著，是現代智能電網最經濟實用的有效調節措施。因其自身耗能，也不是越多越好，須依據能源發展規劃，合理布局，適度發展。安徽擁有優越的地理位置、眾多的良好資源點、成熟的建設管理經驗，依托國家利好政策，搶抓機遇,大力推進抽水蓄能電站建設，促進經濟發展，給力美好安徽。

[參考文獻]

[1]國家發改委．關于促進抽水蓄能電站健康有序發展有關問題的意見(發改能源【2014】2482號)[Z].

[2]國家發改委．關于抽水蓄能電站建設管理有關問題的通知(發改能源【2004】71號)[Z].

[3]安徽省水利廳，安徽省統計局.安徽省第一次水利普查公報[Z].

(責任編輯陳化鋼)

聲明

為擴大本刊及作者知識信息交流渠道，加強知識信息推廣力度，本刊已許可中國學術期刊(光盤版)電子雜志社在CNKI中國知網及其系列數據庫產品中，以數字化方式復制、匯編、發行、信息網絡傳播本刊全文。該著作權使用費及相關稿酬，本刊均用作為作者文章發表、出版、推廣交流(含信息網絡)以及贈送樣刊之用途，即不再另行向作者支付。凡作者向本刊提交文章發表之行為即視為同意我社上述聲明。

安徽水利水電職業技術學院

學報編輯～