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评 | 抽水蓄能的作用:我们是千家万户的充电宝

北极星电力网新闻中心  来源:北极星储能网  作者:董超  2021/11/10 8:58:24  我要投稿  

北极星水力发电网讯:“四度电换三度电”,抽水蓄能的运行特点乍一听似乎不合理,实质却体现了优化电力资源配置的价值所在。作为电网的重要调峰调频电源,我们不产生电能,我们是千家万户的充电宝,满足千家万户安全、高效、绿色的电力辅助服务需要。

来源:北极星储能网  作者:董超  南方电网调峰调频发电有限公司

充电宝由于充放电效率损失总体上不产生电能,在对移动用电需求不高的时候充电,在满足用户用电需求可移动性需求时提供便捷,满足移动场景下的用电需求。抽水蓄能机组的综合效率是75%,在电力需求低谷期储能而在高峰期释放电能,作为一种公共产品属性服务于电网,是千家万户的“充电宝”。抽水蓄能机组实现了在时间维度上的电能的“搬运”转移,是空间维度上的长距离大规模输电的有效补充。抽水蓄能的经济价值也体现了电力供需关系下价值。

人们在一个社会群体中相互联系,面临比较优势后权衡取舍,会根据成本、需求、供给等情形做出理性的选择,这就是贸易存在的基本原理。贸易实现了商品在不同的群体中最有效地进行配置,实现了商品地最优价值。商品可以跨地域、跨时间流通到成本最低、社会需求更大的地方。

电力是一种商品,具有价值和使用价值,价格也受供求关系的影响。电力商品其特殊性在于需要电力在供需实时平衡,必须实时满足电力设备的最大允许输送功率,否则会影响电网的运行安全。电力在经济和技术上的复杂性,电力供给资源在时空分布的不均衡性,电力需求侧的相对集中,清洁能源的需求,导致了电网运营的复杂性。

电力供给资源在空间维度的不均衡,目前可通过长距离大规模输电解决。电力供给资源在可持续发展方面,可通过发展光电、风电等新能源的形式解决,也可以说是为了人类在长时间维度上的发展提供解决方案。电力供给资源在时间维度上的不均衡,可通过在大规模的储能方式进行平衡。通常可以在供给侧(风光火发电侧)、需求侧(电网侧、用户侧)进行储能。抽水蓄能就是在电网需求侧大规模低成本储能的综合最优模式。

抽水蓄能机组具备时间维度上的调节作用主要在其“日调节”、“周调节”、“季调节”的特点。根据库容调节性能的不同,抽水蓄能具备不同的性能。

日调节,其运行周期呈日循环规律。蓄能机组每天发电顶两到三次(上午、下午或晚上)尖峰负荷,顶峰过后上水库放空、下水库蓄满;继而利用午夜负荷低谷时系统的多余电能抽水,至次日清晨上水库蓄满、下水库被抽空。

周调节,运行周期呈周循环规律。在一周的5个工作日中,蓄能机组如同日调节蓄能电站一样工作。但每天的发电用水量大于蓄水量,在工作日结束时上水库放空,在双休日期间由于系统负荷降低,利用多余电能进行大量蓄水,至周一早上上水库蓄满。

季调节,每年汛期利用水电站的季节性电能作为抽水能源,将水电站必须溢弃的多余水量,抽到上水库蓄存起来,在枯水季内放水发电,以增补天然径流的不足。这样将原来是汛期的季节性电能转化成了枯水期的保证电能。

更广义意义上的抽水蓄能的调频、事故应急备用、黑启动等作用,都具有时间维度上的特点,都是将电网负荷低谷期的电力存储起来应对短时、短期、必须的电力需求。

电力供需关系决定了电力商品的价值特点,为了应对跨时间、跨地域的电力资源的配置,抽水蓄能具有较大的社会价值和经济价值。未来在应对电力资源在时间、空间上的矛盾,储能方面已经有了越来越多的方式和手段。

一是在发电侧的储能建设。在风电、光电电源侧需要配置一定比例的电池储能,满足供给侧的时间上的波动性。同时在风电、光电电源侧配置制氢站的研究,不仅供应上能满足时间上的波动性,也能满足跨地域电力传输的问题。

二是在电源侧的储能建设。比如在部分变电站配置一定比例的电池储能,满足变电站原有的短时间的过负荷问题。在部分天然径流汇入的常规水电厂,部分机组改造为抽水蓄能机组,增加其跨季度调节的能力。

三是在用户侧的储能建设。在部分电力工业用户园区建设用户侧电池储能,从用户侧角度改变电力需求的时空特性。

抽水蓄能在电网侧的“充电宝”的作用,在电能时间维度的优化配置上起到了稳定器、调节器、平衡器的作用,更好地为千家万户提供安全、高效、绿色的电力供应。

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