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水风光桃园结义!这一拜!忠肝义胆!

2023-01-11 13:37来源:水电水利规划设计总院作者:规划部 韩冬关键词:抽水蓄能水风光一体化水电总院收藏点赞

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这四个阶段完成了,通常可以认为一件事情比较圆满的画上了句号。

不谈目的就直接上措施的都是耍流氓。

所以为什么是抽水蓄能?不是因为我们手里拿着锤子,所以看什么都是钉子。选择抽水蓄能,是为了更好的服务于我们的目的。

我们的目的是什么?服务双碳目标需要,建设更好的可再生能源基地。

不同质的矛盾要用不同质的方法来解决,实现不同的目的采用不同的手段。为了实现我们的目标,针对水电、风电、光伏条件都非常丰富的区域,可以通过可再生能源一体化规划、一体化配置、一体化建设、一体化运行、一体化消纳,建设更优质、稳定、清洁、零碳、低价、电力系统友好的可再生能源一体化开发基地。

(二) 关于可再生能源一体化的两个版本

可再生能源一体化1.0版本。开始的时候,在可再生能源一体化的规划方案中是没有抽水蓄能的。这个阶段的目的就是为了发展水电,捎带着开发风光、同时降低开发成本。所以我们还是按照以水电为主的思路来规划基地。水电该怎么设计就怎么设计,然后利用水电的调节能力,适度搭配风光资源,形成1+1+1>3的开发格局。对于水电来说,通过接入风电和光伏发电,降低了整体的开发成本;对于风电和光伏发电来说,因为日内出力特性互补的原因,显著提高了电能质量;对于基地来说,因为年内出力特性互补的原因,改善了枯水期发电量少的问题;对于外送通道来说,提高了通道的利用率,降低了单位电能的输电成本。1.0版本实现了多方共赢,也是现在写入很多重要规划的一体化开发方案。

可再生能源一体化2.0版本。1.0版本这么好,为什么还要开展2.0版本的研究?主要的原因就是我们的目的变了。1.0版本的目的是为了发展水电,2.0版本的目的则调整为更快更好地发展新能源,通过水电最大程度的带动新能源开发。为什么我们的目的变了?其本质原因是为了实现双碳目标需要非常大规模的新能源。水电由目的变为了手段。水电的发展,是为了更快更好地发展新能源。一切为了新能源!通过1.0版本的研究,我们发现,常规水电(包括水电扩机)对于促进新能源发展的作用有限。道理在哪呢?

举一个西南某河的例子,该河流域内水电和光伏发电的资源非常丰富,风能资源相对较差。依托于该河流的基地外送特高压直流通道的输电能力是800万千瓦,基地的常规水电(包括扩机)的装机容量也约为800万千瓦。常规水电可以通过日内互补运行,在白天的时候把外送通道让出来给光伏发电,经过测算,大概可以带动800万千瓦左右的光伏发电,光伏在白天发电,常规水电在少光时段或者夜间发电。

常规水电设计年利用小时数在4500h左右,光伏发电的设计年利用小时数在1700h左右,则通道的利用小时数在6200h左右。当地的光伏发电资源量非常丰富,但是如果增加更多的光伏装机,则会带来光伏发电出力超过了通道能力,发出来电也送不出去的局面。此外,6200h通道利用小时数已经很高了(全年共有8760h),还需要留出来通道检修的时间。

在2.0阶段围绕着更多更好开发新能源的新目的,我们提出了水电、新能源、抽水蓄能一体化的新发展思路。即通过800万千瓦的水电和800万千瓦的抽水蓄能,带动3600万千瓦的新能源开发(根据资源特点,本流域主要是光伏发电),通过两条800万千瓦外送通道送出。

总体来看,2.0版本相比1.0版本,具有六大优势:

一是更大规模促进了新能源的开发。1.0版本每年可以提供496亿千瓦时的零碳电力,其中水电360亿千瓦时,光伏发电136亿千瓦时。2.0版本可以提供900亿千瓦时的电量,其中水电360亿千瓦时,光伏发电540亿千瓦时。2.0版本每年增加了406亿千瓦时的零碳电力,接近半个三峡水电站。

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二是提供了更多的电力保供能力。1.0版本可以提供800万千瓦的电力供应能力。2.0版本中包括800万千瓦的常规水电,以及800万千瓦的抽水蓄能,可以提供1600万千瓦的电力供应能力。

三是能够显著提升基地电能质量。抽水蓄能电站运行灵活,响应速度快,一般在100秒内可实现从静止到满出力运行。配置抽水蓄能,可利用其快速跟踪能力配合新能源运行,降低因风光出力波动对受电区域电网安全稳定的影响。

四是能够减少新能源出现弃电的情况。抽水蓄能可将本要弃掉的风光电量在日内重新分配,降低基地的弃风光率,并转移到负荷高峰时段提供稳定可靠的电力电量支撑,实现更加集约高效的发展。

五是能够提升基地安全稳定运行能力。可再生能源一体化基地中新能源规模巨大,大量的电力电子类电源接入后,会带来系统转动惯量降低。抽水蓄能除调峰储能外,还可提供转动惯量,增加电力系统抗扰动能力。

六是基地的经济性基本相当甚至更低。随着技术进步,未来光伏开发成本还会进一步降低,基地配置了更大规模的光伏资源,即使需要平抑抽水蓄能开发投入,基地整体经济性和1.0版本相比依然基本相当甚至更优。

何乐而不为?

耳中仿佛听到西南某地大江之畔,有誓曰:念我水、风、光三人,虽是异质,其实同源。今既结为兄弟,则当同心协力;上报国家,下安黎庶。不求同年同月同日发电,只愿同年同月同日投产。皇天后土,实鉴此心。

注:此处的水电包括常规水电、水电扩机和抽水蓄能。

兄弟齐心。

诚如是,则双碳可成,华夏可兴矣。

壮哉,水风光!

水电总院赵增海副院长、朱方亮主任的指导下,在马伟主任的大力支持下,会同规划部秦潇助理、赵越博士、胡延龙博士、崔正辉博士、刘纳高工、任伟楠高工,以科普为目的创作本文。为阅读流畅,文中的案例经过简化处理。

谨此抛砖引玉,不当之处,诚请大家批评指正。

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