淺談蓄能水電站是提高新能源發展綜合利用的關鍵

張曉麗 羅潤

摘要：現階段，新能源的開發與利用成為了社會關注的焦點，蓄能水電站作為提高新能源發展綜合利用水平的重要途徑，如何布局蓄能電站是當前水電工程所面臨的問題。由于用電負荷的中心峰谷之間的差距越來越大，而使用新能源的比重較大，需要水利工程管理人員合理布局蓄能電站。基于此，本文將結合蓄能水電站抽水蓄能的特點，在為用戶提供穩定、高品質電能的基礎上，探究新能源與蓄能水電站之間互利共生的關系，希望對相關人士有所幫助。

關鍵詞：蓄能水電站? 新能源發展? 綜合利用? 水電工程

Discussion?on?Energy?Storage?Hydropower?Station?is?the?Key?to?Improve?the?Development?and?Comprehensive?Utilization?of?New?Energy

ZHANG Xiaoli?LUO Run

（Tibet Development Investment Group Co.， Ltd.， Lhasa， Tibet Autonomous Region， 850000 China）

Abstract： At?present，?the?development?and?utilization?of?new?energy?has?become?the?focus?of?social?attention.?As?an?important?way?to?improve?the?development?and?comprehensive?utilization?level?of?new?energy，?how?to?layout?the?storage?power?station?is?the?problem?faced?by?current?hydropower?projects.?As?the?gap?between?the?central?peak?and?valley?of?electricity?load?is?becoming?larger?and?larger，?and?the?proportion?of?new?energy?is?larger，?it?is?necessary?for?water?conservancy?project?managers?to?rationally?distribute?the?storage?power?stations.?Based?on?this，?this?paper?will?combine?the?characteristics?of?pumped?storage?power?stations?and?explore?the?mutually-beneficial?symbiosis?between?new?energy?and?energy?storage?power?stations?on?the?basis?of?providing?users?with?stable?and?high-quality?electric?energy，?hoping?to?be?helpful?to?relevant?people.

Key Words： Storage hydropower station; New energy development; Comprehensive utilization; Hydropower engineering

當前各國都在尋找不同的發展之路，尤其是現在化石燃料資源已經面臨著枯竭的危險。正因為如此，各國對于新型能源的替代工作也在有序展開，隨之而來的問題就是開發所需要的資金較為巨大、能源利用的效率不高，是阻礙新能源發展的重要因素，而如何發展新能源，進而從根本上提升蓄能水電站的發展水平已成為目前新能源發展過程中的最關鍵因素^[1]。抽水蓄能電站是電力系統中最可靠、最經濟、壽命長、容量大、最成熟的儲能裝置，是新能源開發的重要組成部分。通過支持抽水蓄能電站的建設，可以降低核電站的運行和維護成本，延長機組壽命;有效降低風電場并網運行對電網的影響，提高風電場與電網運行的協調性和電網運行的安全穩定性^[2]。

1. 對城鎮進行科學化管理，集中城市電負荷

電力系統的合理布局對于城鎮未來的發展來說具有至關重要的地位，因此將交通設施、商品供應等環節向城市的中心進行集中整合就顯得尤為重要。依照大型城市群的實際建設情況來看，通過產業升級來對不同行業進行轉型發展，對于當地環境的改善效果十分顯著，而對于具體的供電環節來講，就需要針對于不同的環境采取因地制宜的手段，在使當地的自然環境得到改善的同時，最大程度地滿足各種產業的實際需要^[3]。

例如，針對各種大中型產業向城市的中心進行集中所導致城市中心用電量劇增的問題，可以將發電廠建立在能源礦的附近，這樣可以最大化地降低電能的運輸損耗，也使得輸電網絡的復雜程度處于較低水平，輸電線路的長度也并不算太長，減少了一定的投資。對于電壓負值的選擇上，既可以選擇800kV以上的超高壓直流線路，又可以選擇1000kV以上的超高壓交流線路，這兩種輸電線路都可以較好地完成輸送任務的需求，但需要注意的是，容量的限制很有可能會影響能量的損耗，這就會使電能的利用率明顯降低，隨之而來的則是其投入成本的陡然升高。針對這種情況，技術人員可以在用電量較為集中的區域進行抽水儲能電站的建立，這樣可以有效縮小用電的波峰和波谷之間的差距，而且針對于長距離供電的情況，抽水儲能電站（見圖1）的建立還可以更好地對其進行平衡，從而有效地對輸電電路原有的容量進行針對性的降低，從而使得總的投資成本降低到一定的水平^[4]。同時由于抽水儲能電站技術還不是十分成熟，有可能會出現供電中斷的情況，針對這種情況，可以在電站建設時就進行備用電源的建立。雖然備用電源的設立可能會在一定程度上增加總的投資金額，而且還會增加一部分的運營、投入成本，但是這也使得城市的認可度得到有效提升，更有利于大型廠商的入駐，為城市的發展提供了堅實的基礎。

深化技術改革，提升電站的選擇性

從我國現有的資源儲量上進行分析可以很好地發現，我國新能源發展的潛力巨大，這是由于我國不同電能之間的來源極其寬泛，而且當前的技術水平也已經具有一定的基礎，能夠在一定程度上滿足人民的用電需求。同時，我國的新能源發電在增長速度上也處于世界的先進水平，對世界總的新能源發電量進行分析可以發現，我國已經占據一半以上的數量。雖然當前的形勢具有一定的樂觀性，但是也不能掉以輕心，而應該在現有技術的基礎上繼續深化改革，發展出更適合不同地區應用的電站^[5]。

例如，針對于我國西北以及內蒙古部分地區來說，這些地區地廣人稀，但是風力資源這種新型的可再生能源的實際儲量卻是巨大的，正因如此，在此地區進行風力發電設備的建設具有很強的實際意義。但是需要引起技術人員注意的是，雖然風力發電的好處頗多，但其也有著供電隨機性、不連續性的特點，這就導致了風力發電并不能持久、穩定地為當地進行同一功率電能的供給，使整個電力系統的穩定性大打折扣。而為了使當地人民群眾的生產生活不受電力穩定性問題的影響，就需要進行蓄能電站的建立，讓其在當地的電力供給系統中起到電力及時輸送的作用，同時蓄能電站需要盡可能地與其他的新能源發電機組進行對接，最大限度地保證電力供給的連續性和可持續發展的特性。同時值得注意的是，也要對儲能電站本身進行一定程度的升級和提升，讓儲能電站的功能得到進一步的升級。從原有儲能電站的側重點進行分析可以發現，其主要的作用就是保證用電負荷的完整性，而根據現如今電力發展趨勢的分析，則有必要將儲能電站的功能進行一定程度的升級改造，使之具有負載作用、能源供給作用、電力的輸送以及電力的轉化作用等多種功能^[6]。當儲能電站建設完畢后，可以很好地發揮出其對發電機組維修費用的降低，以及對發電機組的壽命進行有效延長的作用，提升電網中各設備與電網之間關系的緊密性，大大提升電網供給的安全性。

1. 加強清潔核能源的正確管理，對其利用效率進行提升

如果要對能源的性質進行劃分，那么核能實際上也屬于一種新型能源。具體來說，核能是利用不同元素之間結合能量的差值來對能量進行獲取。客觀來講，核能是一種取之不盡用之不竭的可持續發展的新型能源，而且其也是未來能源的重要發展趨勢，我國對于核能的利用勢在必行^[7]。

例如，可以建設一定數量的抽水儲能電站來對核能進行有效的利用，由于核電機組的單機容量較為巨大，而如果核能機組發生停機的情況，那么就會對其所在的電網造成巨大的沖擊，有很大的可能性會使電網進入直接崩潰的階段。當核聚變的溫度逐漸升高以后，需要對現有的能量進行有效的轉移，這才能使反應容器得到有效的保護，從而使核聚變的反應繼續進行。這時技術人員就可以選取具有強大供電能力的電源與其進行連接，從當前所有類型的儲能電站進行綜合考慮可以發現，只有抽水儲能在具有很強的可靠性的同時，還能夠使用更長時間，而且其儲能容量也是最為巨大的。同時抽水儲能電站還具有快速啟動的特點，這樣就可以最大程度地來對核電系統所造成的不利影響進行改善，從而有效地提升供電網絡的自我調節能力，保障其可以持續、穩定地進行供電任務^[8-9]。不僅如此，儲能電站在正式投入使用之前可以對其進行供電趨勢以及用戶的實際使用情況的調查，有效保障電網的穩定運行狀態。建設50%左右容量的抽水儲能電站是非常適宜的，這樣可以在保障電網更加安全、減少投入、持續穩定進行的基礎上，有效提升資源的利用效率。

4? 結語

石油化工能源的大規模利用所導致的能源危機以及相應的環境問題已經逐漸深化，所以原有的火力發電所大規模使用的30萬千瓦機組已經面臨淘汰的邊緣，而對于新型的儲能電站的利用也應該早日提上日程。正因如此，對于不同的地區以及不同環境所需要利用的儲能電站也有較大的差距，因地制宜的安裝原則就顯得非常重要。從現如今抽水儲能的效率來推算，將其所占儲能比例控制在1/10左右就可以很好地在保障安全穩定的基礎上，有效地提升電力效率。

參考文獻

1. 莫福榮.蓄能水電站是提高新能源發展綜合利用的關鍵[J].大科技，2020（3）：64-68.
2. 靳亞東，唐修波，趙杰君，等.我國抽水蓄能電站的現狀及發展前景分析[C].中國水力發電工程學會電網調峰與抽水蓄能專業委員會.抽水蓄能電站工程建設文集2019.中國水力發電工程學會電網調峰與抽水蓄能專業委員會：中國水力發電工程學會電網調峰與抽水蓄能專業委員會，2019：21-25.

[3]路振剛，黃悅照，王洪玉，等.抽水蓄能及水電站項目群建設智慧管控系統總體構想[J].水電與抽水蓄能，2019，5（4）：1-5.

[4]閆偉，石祥建，龔翔峰，等.抽水蓄能電站SFC系統研制及應用[C]//第十八次中國水電設備學術討論會論文集. 2011：503-506.

[5]能源科學和技術綜合專題組.2020年中國能源科學和技術發展研究[C].中國土木工程學會.2020年中國科學和技術發展研究（上）.中國土木工程學會：中國土木工程學會，2004：254-328.

[6]梁紹泉.抽水蓄能電站運行控制與效益分析[D].山東：山東大學，2019.

[7]韓丹.交通空間可再生能源規劃策略研究[D].天津：天津大學，2018.

[8]趙才偉.光伏儲能充電站配置的經濟指標優化方案設計[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2020.

[9]王銳，張彥，王冬，等.基于隨機模型預測控制的含大規模風電接入的電力系統優化調度[J].控制與決策，2019，34（8）：1616-1625.