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1、。抽水蓄能電站介紹一、抽水蓄能電站簡介我們知道,電力具有發(fā)、供、用同時完成的特性。在負(fù)荷低谷時,發(fā)電廠的發(fā)電量可能超過了用戶需要,電力系統(tǒng)有剩余的電能。而在負(fù)荷高峰時,又可能出現(xiàn)滿足不了用戶需要的情況。建設(shè)抽水蓄能電站能夠較好地解決這個問題。抽水蓄能電站有一個建在高處的上水庫和一個建在電站下游的下水庫。抽水蓄能的機組能起到作為一般水輪機的發(fā)電作用和作為水泵將下庫的水抽到上庫的作用。在電力系統(tǒng)低谷負(fù)荷時,抽水蓄能電站的機組作為水泵運行,往上庫蓄水。在高峰負(fù)荷時,作為發(fā)電機組運行,利用上庫的蓄水發(fā)電,送到電網(wǎng)。世界抽水蓄能電站的運行實踐證明,它的能量轉(zhuǎn)換比率達75%,即深夜
2、低谷抽水耗電4kW·h,可在高峰期間發(fā)出電力3kW·h。一些發(fā)達國家的實踐表明,電網(wǎng)發(fā)展到了一定的階段,必須建設(shè)一定數(shù)量的抽水蓄能電站來改善和平衡電力系統(tǒng)的負(fù)荷能力,提高系統(tǒng)的供電質(zhì)量和經(jīng)濟效益。二、抽水蓄能電站在電網(wǎng)中的作用既能調(diào)峰又能填谷,具有雙倍容量功能。抽水蓄能電站的機組從備用達到滿負(fù)荷運行僅需120s到150s,這是火電機組所望塵莫及的。且這種電站具有削峰和填谷的雙重作用,因此它的調(diào)峰能力為其裝機容量的2倍,比常規(guī)水電站和調(diào)峰機組的調(diào)峰能力要好得多。起停迅速,是理想的緊急事故備用電源。抽水蓄能機組起停迅速,改變工況快,是良好的事故備用機組。在日本、意大利等國家
3、,有些抽水蓄能電站年利用僅500h,絕大部分處于備用狀態(tài)。改善火電和核電運行條件。抽水蓄能電站與核電配合運行所發(fā)電量成為可滿足電網(wǎng)負(fù)荷變化要求的優(yōu)質(zhì)電能。如電力系統(tǒng)日最小負(fù)荷率為0.6,系統(tǒng)為純火電機組時,還得一些機組頻繁地起停運行。如果加入10%的抽水蓄能機組,則火電機組的調(diào)荷能力只需20%或稍多一點即可,同時“解放”了絕大部分火電機組,讓它們在高效率區(qū)間運行。對于核電站而言,尤其需蓄能電站配合改善其運行條件。提高電網(wǎng)運行效益。在水電比重較大的電網(wǎng)中,抽水蓄能電站可利用水電的。1。低谷電能抽水轉(zhuǎn)換成高峰電量,從而減少水電棄水量或火電耗煤量。發(fā)揮線路的輸電能力。有了蓄能
4、電站,相當(dāng)于一條高速公路變成了兩條高速公路——低谷時,線路可以滿載運行,而高峰時,在主網(wǎng)線路滿載運行的情況下,蓄能電站依然可以供給周圍的高峰負(fù)荷,從而減輕了主網(wǎng)線路的壓力。顯著的動態(tài)效益。從國外的研究成果看,抽水蓄能的動態(tài)效益主要體現(xiàn)在承擔(dān)短負(fù)荷、事故備用、調(diào)頻、調(diào)相、提高系統(tǒng)運行可靠性等方面。抽水蓄能電站的調(diào)相運行功能可減少電網(wǎng)無功補償設(shè)備,從而節(jié)省電網(wǎng)投資及運行費用。節(jié)省電力投資費用。研究表明,興建抽水蓄能電站,其投資比常規(guī)水電站少、工期短。抽水蓄能電站可大大提高電網(wǎng)運行的安全性。由于抽水蓄能機組起停速度快,改變工況速度快,是電力系統(tǒng)的“快速反應(yīng)部隊”,它的加盟,對
5、電力系統(tǒng)的安全運行和事故備用都起到安全保障作用。三、抽水蓄能電站的發(fā)展過程抽水蓄能電站的機組,早期是發(fā)電機組和抽水機組分開的四機式機組;然后發(fā)展為水泵、水輪機、發(fā)電-電動機組成的三機式機組;現(xiàn)在已發(fā)展為水泵水輪機和水輪發(fā)電電動機組成的二機式可逆機組??赡鏅C組大軸上端為發(fā)電電動機,下端為水泵水輪機。在發(fā)電工況下機組作為水輪機-發(fā)電機運行,抽水工況下作為水泵-電動機運行,兩種工況的轉(zhuǎn)向相反。抽水蓄能電站具有發(fā)電與抽水兩種工況,對可逆式機組應(yīng)設(shè)置換相開關(guān)來改變相序,從而改變電機的旋轉(zhuǎn)方向。換相開關(guān)多采用隔離開關(guān),換相開關(guān)可設(shè)在主變壓器高壓側(cè),也可設(shè)在低壓側(cè),但設(shè)在高壓側(cè)占地面
6、積大,且二次接線復(fù)雜。所以近期所建的抽水蓄能電站多將換相開關(guān)設(shè)在低壓側(cè)??赡鏅C組極大地減小了土建和設(shè)備投資,得以迅速推廣。四、抽水蓄能電站的結(jié)構(gòu)抽水蓄能電站由上水庫、輸水系統(tǒng)、安裝有機組的廠房和下水庫等建筑物組成。抽水蓄能電站的上水庫是蓄存水量的工程設(shè)施,電網(wǎng)負(fù)荷低谷時段可將抽上來的水儲存在庫內(nèi),負(fù)荷高峰時段由水庫放下來發(fā)電。輸水系統(tǒng)是輸送水量的工程設(shè)施,在水泵工況(抽水)把下水庫的水量輸送到上水庫,在水輪機工況(發(fā)電)將上水庫放出的水量通過廠房輸送到下水庫。廠房是放置蓄能機組和電氣設(shè)備等。2。重要機電設(shè)備的場所,也是電廠生產(chǎn)的中心。抽水蓄能電站無論是完成抽水、發(fā)電等基
7、本功能,還是發(fā)揮調(diào)頻、調(diào)相、升荷爬坡和緊急事故備用等重要作用,都是通過廠房中的機電設(shè)備來完成的。抽水蓄能電站的下水庫也是蓄存水量的工程設(shè)施,負(fù)荷低谷時段可滿足抽水的需要,負(fù)荷高峰時段可蓄存發(fā)電放水的水量。五、抽水蓄能機組與常規(guī)機組的區(qū)別和常規(guī)水輪機相比較,可逆式水泵水輪機在水力性能上有一些明顯的特點:(一)可逆式轉(zhuǎn)輪要能適應(yīng)兩個方向水流的要求。由于水泵工況的水流條件較難滿足,故可逆轉(zhuǎn)輪一般都做成和離心泵一樣的形狀,而與常規(guī)水輪機轉(zhuǎn)輪的現(xiàn)狀相差較多。(二)由于水泵水輪機雙向運行的特性,水泵工況和水輪機工況的最高效率區(qū)并不重合,在選擇水泵水輪