抽水蓄能電站獨特的功能價值，使其成為大多數(shù)國家電力系統(tǒng)的重要組成部分。我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和電力系統(tǒng)發(fā)展要求具備一定規(guī)模的抽水蓄能電站，因此對于能源轉(zhuǎn)型及新型電力系統(tǒng)構(gòu)建而言，抽水蓄能電站意義重大。
抽水蓄能電站的作用
調(diào)峰填谷兼具
抽水蓄能電站是一種特殊形式的水電站，在電力系統(tǒng)負荷高峰時段，可以作為水電站發(fā)電，參加調(diào)峰；在負荷低谷時段，又可以作為揚水站，吸收低谷廉價電量抽水蓄能，從而調(diào)整電力系統(tǒng)峰谷差，改善電力系統(tǒng)日負荷特性及大型火電、核電機組運行條件，同時還可以降低發(fā)電成本，改善環(huán)境污染狀況及減少火電環(huán)保費用開支等。因此抽水蓄能電站替代火電機組調(diào)峰經(jīng)濟效益顯著。
事故備用電源
抽水蓄能電站機組啟停速度快，從起動到滿載發(fā)電一般只需2～3分鐘，卸負荷則更快，待機備用與旋轉(zhuǎn)備用幾乎可同樣對待，從抽水工況轉(zhuǎn)換到滿負荷發(fā)電一般也只需3分鐘左右。由于電力系統(tǒng)的事故通常為突發(fā)，為了確保電網(wǎng)安全和用戶需要，必須及時投入事故備用容量。而抽水蓄能電站是承擔電力系統(tǒng)緊急事故備用任務(wù)的最佳方案，是理想的事故備用保安電源。
承擔臨時任務(wù)
抽水蓄能機組起動速度快、成功率高，能夠勝任諸如部分煤電機組停機未能按時起動，需要機組臨時頂替的臨時性任務(wù)。同時由于抽水蓄能機組既可作為電源又可作為負荷，因此在大功率核電和水、火電機組試運行期間進行甩負荷及滿負荷振動試驗時，抽水蓄能機組可密切配合，促使電網(wǎng)調(diào)度更加便捷簡單。
實現(xiàn)調(diào)頻調(diào)相
電力生產(chǎn)的特點是產(chǎn)、供、銷一次完成，如果供大于求，則周波上升，反之周波下降。國家規(guī)定標準周波為50Hz，允許變化范圍為49.8～50.2Hz，否則供電質(zhì)量不合格。由于抽水蓄能機組運用靈活，爬坡能力強，出力升降速度快，能迅速跟蹤電網(wǎng)負荷變化，因此具有承擔電網(wǎng)調(diào)頻任務(wù)的能力，是電力系統(tǒng)中最為理想的調(diào)頻電站。同時電力系統(tǒng)中不僅有功需要平衡，無功也需要平衡，這樣才能使電網(wǎng)電壓保持穩(wěn)定，否則供電質(zhì)量難以保證，因此電力系統(tǒng)中需要有一些機組來承擔調(diào)相任務(wù)。抽水蓄能機組調(diào)相耗電較少，且控制方便，是電力系統(tǒng)中承擔調(diào)相任務(wù)的最佳方案。
抽水蓄能的發(fā)展簡述
抽水蓄能水電站1882年誕生于瑞士，早期以蓄水為主要目的。二十世紀上半葉抽水蓄能電站發(fā)展緩慢，直到1945年第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，全世界也只有50余座抽水蓄能電站投入運行，主要分布在美國、日本和歐洲一些國家。
20世紀60～80年代，是抽水蓄能電站蓬勃發(fā)展的時期，特別是70年代至80年代，迎來抽水蓄能電站發(fā)展的黃金期。二戰(zhàn)后，歐美國家經(jīng)歷了20年的經(jīng)濟高速發(fā)展，電力負荷隨之增長，大眾生活水平提高，導致用電高峰與低谷差迅速增加，具有良好調(diào)峰填谷性能的抽水蓄能電站迎來了迅速發(fā)展契機。60年代抽水蓄能電站的裝機容量年均增加1259MW，而70年代和80年代更是各增加3051MW和4036MW。
20世紀90年代以后，世界經(jīng)濟增長速度大幅下降，經(jīng)濟減速導致電力負荷增長放緩，抽水蓄能電站建設(shè)年均增長率從80年代的6.45%降至1.55%。
據(jù)《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2023》最新數(shù)據(jù)顯示，2022年全球已投運電力儲能規(guī)模累計237.2GW，年增長率15%；抽水蓄能累計裝機規(guī)模占比首次低于80%，同比下降6.8%。
我國抽水蓄能電站起步較晚，60年代才先后在河北省崗南水電站安裝了一臺由日本引進的單機容量為1.1萬kW可逆斜流式機組，以及在北京市密云水電站安裝了二臺國產(chǎn)單機容量為1.1萬kW可逆斜流式機組，使崗南、密云兩座水電站成為混合式電站，既可常規(guī)發(fā)電，又可抽水蓄能。
近年來，隨著能源向綠色低碳轉(zhuǎn)型，我國抽水蓄能電站行業(yè)規(guī)模正不斷擴大，產(chǎn)業(yè)鏈體系已基本形成。根據(jù)國家能源局數(shù)據(jù)，2022年中國抽水蓄能新增裝機容量8.8GW，截至2022年底抽水蓄能累計裝機容量達45.19GW，較2021年增長24.18%，占全球市場總規(guī)模的25%，年增長率38%。
2021年，國家能源局發(fā)布《抽水蓄能中長期發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》以政策引導抽水蓄能電站建設(shè)速度進一步加快，預(yù)計到2025年裝機容量將達到62GW，到2030年達到120GW左右。抽水蓄能電站作為一種能源轉(zhuǎn)換技術(shù)，并能改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提高電網(wǎng)安全性能，已受到國家高度重視。
抽水蓄能的定位問題
對抽水蓄能電站的評價通常以上網(wǎng)電價論高低，這種相對片面的觀點導致對抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中的功能定位認識不到位。不區(qū)分抽水蓄能電站與常規(guī)電廠在系統(tǒng)中的功能差異，僅僅看到其短期不足，忽略系統(tǒng)經(jīng)濟性，以及在電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和供電質(zhì)量保障中的重要作用，從而形成抽水蓄能電站上網(wǎng)電價高、經(jīng)濟性差的慣性意識，嚴重影響了對抽水蓄能電站的正確評價。
抽水蓄能電站在電網(wǎng)中主要以動態(tài)效益為主，上網(wǎng)電價只反映抽水蓄能電站發(fā)電量多少，這一發(fā)電量與常規(guī)水電站相比較低，約為常規(guī)水電站發(fā)電量的四分之一；且抽水蓄能電站的發(fā)電量往往與電網(wǎng)負荷水平、電源結(jié)構(gòu)以及地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展聯(lián)系緊密，因此難以確定。抽水蓄能電站發(fā)電量少是系統(tǒng)優(yōu)化的必然結(jié)果，如果僅用上網(wǎng)電價作為唯一指標來定位抽水蓄能工程，將給電站立項審批帶來很大負面效應(yīng)，對當前電源結(jié)構(gòu)調(diào)整極為不利；而對電網(wǎng)來說，則更為重視提供電量多的電源等等。一系列問題的出現(xiàn)使得抽水蓄能電站的效益未能充分得以呈現(xiàn)，間接影響了抽水蓄能電站建設(shè)的積極性。
抽水蓄能的發(fā)展思路
與電力規(guī)劃協(xié)調(diào)融合
抽水蓄能規(guī)劃應(yīng)在電力行業(yè)發(fā)展規(guī)劃的指導下，與其它電源和電網(wǎng)進行統(tǒng)一規(guī)劃，以有效發(fā)揮電站在保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定、提高系統(tǒng)運行效率等方面的積極作用，實現(xiàn)最大范圍資源優(yōu)化配置。
與能源戰(zhàn)略高度適應(yīng)
抽水蓄能規(guī)劃須適應(yīng)國家能源發(fā)展整體戰(zhàn)略，適應(yīng)當前能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、綠色低碳清潔化的發(fā)展形勢，并滿足電力系統(tǒng)安全運行及新能源發(fā)展對抽水蓄能電站建設(shè)的新要求。
強化電站統(tǒng)一的規(guī)劃
抽水蓄能電站的建設(shè)必須結(jié)合電源結(jié)構(gòu)、電源布局、電網(wǎng)發(fā)展、負荷特點以及全國聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)因素，以及送受端抽水蓄能電站功能的合理定位，確定抽水蓄能電站的合理比重、布局與建設(shè)時序，使抽水蓄能電站的建設(shè)與發(fā)展科學有序進行。
兼顧多元化綜合效益
抽水蓄能電站建設(shè)在推進過程中應(yīng)做好電站資源的調(diào)查選址工作，確保抽水蓄能電站規(guī)模適宜、條件優(yōu)良、指標良好、對自然和生態(tài)環(huán)境影響較小，在此基礎(chǔ)上考慮抽水蓄能的綜合效益，擬定詳細的建設(shè)方案等。
加快電站的前期工作
按照距負荷中心近、地形地質(zhì)條件和技術(shù)指標優(yōu)越的原則，全面系統(tǒng)地開展抽水蓄能電站選址，提升前期工作進度，提前做好項目儲備，確保抽水蓄能建設(shè)規(guī)劃的落地實施。
爭取合理的投資回報
目前我國抽水蓄能電站的建設(shè)和運營成本基本由電網(wǎng)企業(yè)承擔，實質(zhì)上增加了電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)營壓力。未來將考慮合理測算抽水蓄能電站投資和運營成本，力爭足額納入電網(wǎng)運行費用，并建立科學完善的相關(guān)電價機制。
綜上，隨著我國抽水蓄能行業(yè)的不斷發(fā)展，以及國家政策的積極導向，抽水蓄能電站將被賦予更多責任與使命，在可見的未來，我國將迎來抽水蓄能事業(yè)的黃金時期。
原標題：抽水蓄能的演變與發(fā)展
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